[實(shí)用新型]交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420520728.2
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN204206015U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張波;付堅(jiān);丘東元
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/49;H02M1/32
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及組合模塊多電平變換器領(lǐng)域，具體涉及交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊多電平變換器。?

背景技術(shù)

隨著高壓直流輸電的不斷發(fā)展，多電平變換器得到了巨大的發(fā)展。其中，模塊組合多電平變換器（Modular?Multilevel?Converter，MMC）作為一種新型的多電平拓?fù)洌司哂袀鹘y(tǒng)多電平變換器的優(yōu)點(diǎn)，模塊組合多電平變換器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)擴(kuò)容和冗余工作；具有不平衡運(yùn)行能力、故障穿越和恢復(fù)能力，系統(tǒng)可靠性高；由于具有公共直流母線，模塊組合多電平變換器尤其適用于高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用。?

目前，MMC子模塊主要有半橋子模塊和全橋子模塊兩種。由半橋子模塊構(gòu)成的MMC結(jié)構(gòu)簡單，但不具有直流側(cè)短路故障自清除能力；由全橋子模塊構(gòu)成的MMC具有直流側(cè)短路故障自清除能力，但需要雙倍的器件，成本非常高。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊多電平變換器。?

本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器，其每相電路由上橋臂、下橋臂、交流側(cè)橋臂、第一電容和第二電容組成；所述上橋臂和下橋臂的電路結(jié)構(gòu)完全一致。第一電容的正極與上橋臂的一端連接，上橋臂的另一端與下橋臂的一端、交流側(cè)橋臂的一端連接，下橋臂的另一端與第二電容的負(fù)極連接，第二電容的正極與第一電容的負(fù)極、地連接；第一電容的正極與直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)的正極連接，第二電容的負(fù)極與直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)的負(fù)極連接，交流側(cè)橋臂的另一端與直流輸電系統(tǒng)交流側(cè)連接。

進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施的，所述上橋臂由N個(gè)半橋子模塊和電感構(gòu)成；N個(gè)半橋子模塊依次串聯(lián)，形成半橋子模塊串，半橋子模塊串的一端與電感的一端連接，半橋子模塊串的另一端作為上橋臂的一端，電感的另一端作為上橋臂的另一端。所述交流側(cè)橋臂由M個(gè)全橋子模塊依次串聯(lián)，形成全橋子模塊串，全橋子模塊串的兩端作為。交流側(cè)橋臂的兩端。?

進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)施的，半橋子模塊由第一開關(guān)管、第二開關(guān)管和第三電容構(gòu)成；第一開關(guān)管的集電極和第三電容的正極連接，第三電容的負(fù)極與第二開關(guān)管的發(fā)射極連接，第一開關(guān)管的發(fā)射極與第二開關(guān)管的集電極連接；第二開關(guān)管的集電極、發(fā)射極作為半橋子模塊的兩端。全橋子模塊由第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第五開關(guān)管、第六開關(guān)管和第四電容構(gòu)成；第三開關(guān)管的集電極與第四電容的正極、第四開關(guān)管的集電極連接，第三開關(guān)管的發(fā)射極與第五開關(guān)管的集電極連接，第四開關(guān)管的發(fā)射極與第六開關(guān)管的集電極連接，第五開關(guān)管的發(fā)射極與第四電容的負(fù)極、第六開關(guān)管的發(fā)射極連接；第五開關(guān)管的集電極、第六開關(guān)管的集電極作為全橋子模塊的兩端。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)勢為：具有直流側(cè)短路故障自清除能力，能運(yùn)行于靜止無功補(bǔ)償（Static?Synchronous?Compensator，STATCOM）狀態(tài)。與現(xiàn)有的僅由半橋子模塊構(gòu)成的MMC相比較，本實(shí)用新型具有直流側(cè)短路故障自清除能力；與現(xiàn)有的僅由全橋子模塊構(gòu)成的MMC相比較，本實(shí)用新型使用開關(guān)管數(shù)目大大減少，降低了成本。?

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器的電路結(jié)構(gòu)圖；?

圖2是圖1所示的交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器的半橋子模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖1所示的交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器的全橋子模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖4是圖1所示的交流側(cè)級聯(lián)H橋的混合模塊組合多電平變換器的調(diào)制波形圖；

圖5是交流側(cè)級聯(lián)H橋的三相混合模塊組合多電平變換器直流側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)的等效電路；

圖6是交流側(cè)級聯(lián)H橋的三相混合模塊組合多電平變換器工作于STATCOM狀態(tài)的等效電路。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的內(nèi)容和特點(diǎn)，以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案進(jìn)行具體說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施不限于此。以下若有未特別詳細(xì)說明的過程，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。?