[發(fā)明專利]雙功率通路三相交直流變換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610058532.X
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105553316A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳紅飛;牟恬恬;韓蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02M7/483;H02M7/487;H02M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，特別是直流-交流電能變換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

交直流變換器包括逆變器和整流器，是實現(xiàn)直流-交流電能轉(zhuǎn)換的功率變換裝置，按照輸 出電壓的相數(shù)來分，交直流變換器可以分為單相和三相兩類。相比于單相交直流變換器，三 相交直流變換器具有直流側(cè)功率脈動小、直流電壓利用率高、功率容量大等優(yōu)勢，在大功率 可再生能源并網(wǎng)發(fā)電、大功率電機(jī)驅(qū)動、智能微網(wǎng)、電力系統(tǒng)、不間斷電源供電等國民經(jīng)濟(jì) 的各個領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的三相交直流變換器僅包含一個直流輸入端和一個三相交流輸出端，即只能實現(xiàn)一 個直流輸入源和一個三相交流負(fù)載或者三相交流電網(wǎng)之間的功率變換。然而，在可再生能源 發(fā)電、不間斷電源供電等應(yīng)用場合中，通常需要實現(xiàn)多個直流輸入源與交流負(fù)載或者交流電 網(wǎng)之間的直流-交流電能變換。例如，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中需要將各個分布式光伏發(fā)電電源 與逆變器相連；光儲一體化供電系統(tǒng)中，需要同時將蓄電池和光伏發(fā)電電源與逆變器相連； 不間斷電源供電系統(tǒng)中需要將多個備用電源與逆變器相連以增加供電系統(tǒng)的可靠性與安全 性。為了實現(xiàn)上述目的，通常的解決方案是先將各個獨立的直流輸入源分別與獨立的直流變 換器相連，再將各個直流變換器的輸出并聯(lián)，從而形成公共的直流母線、作為交直流變換器 的直流輸入母線，進(jìn)而實現(xiàn)多個分布式直流輸入源與交直流變換器的連接。這種方式一方面 需要增加多個直流變換器，增加了系統(tǒng)的體積、成本和重量，降低了系統(tǒng)可靠性，另一方面 由于所有功率需要經(jīng)過直流變換器和交直流變換器兩級功率變換，導(dǎo)致系統(tǒng)損耗增加、能效 降低。

為了解決上述問題，國內(nèi)外研究工作者也在不斷研究能夠同時連接多個輸入源的逆變器 或者整流器解決方案。例如，文獻(xiàn)“YanZhou，LimingLiu，andHuiLi.AHigh-Performance PhotovoltaicModule-IntegratedConverter(MIC)BasedonCascadedQuasi-Z-SourceInverters (qZSI)UsingeGaNFETs[J].IEEETransactionsonPowerElectronics，2013，28(6)：2727-2738.”提 出了基于多個準(zhǔn)Z源逆變器串聯(lián)連接的多輸入逆變器解決方案用于實現(xiàn)多個分布式光伏發(fā)電 電源的接入，文獻(xiàn)“DongsenSun，BaomingGe，WeihuaLiang，HaithamAbu-Rub，andFangZheng Peng.AnEnergyStoredQuasi-Z-SourceCascadeMultilevelInverter-BasedPhotovoltaicPower GenerationSystem[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics，2015，62(9)：5458-5467.”則進(jìn) 一步將串聯(lián)準(zhǔn)Z源逆變器的方案用于分布式光伏和負(fù)載的接入。上述解決方案需要采用大量 的開關(guān)器件和無源器件，且其都是針對單相逆變器的解決方案。專利CN201410562753.1(公 布號：CN104300823A)通過改進(jìn)控制方法，利用已有的三電平三相逆變器實現(xiàn)了兩個串聯(lián)輸 入源輸入功率的獨立控制，該解決方案為雙功率通路三相交直流變換器提供了很好的借鑒， 但其控制略顯復(fù)雜。到目前為止，對于通過改進(jìn)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)雙功率通路三相交直流 變換器的研究還鮮有記錄。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種雙功率通路三相交直流 變換器，用于解決傳統(tǒng)三相交直流變換器在多個直流輸入源和/或直流母線與三相交流負(fù)載或 者三相交流電網(wǎng)連接時存在的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

所述雙功率通路三相交直流變換器由第一開關(guān)橋臂(1)、第二開關(guān)橋臂(2)、第三開關(guān) 橋臂(3)、第四開關(guān)橋臂(4)、第五開關(guān)橋臂(5)、第六開關(guān)橋臂(6)、濾波輸出電路(20)、 第一直流輸入源(V_in1)和第二直流輸入源(V_in2)構(gòu)成，所述第一開關(guān)橋臂(1)、第二開關(guān) 橋臂(2)、第三開關(guān)橋臂(3)、第四開關(guān)橋臂(4)、第五開關(guān)橋臂(5)、第六開關(guān)橋臂(6) 都包含正端、負(fù)端和N端，濾波輸出電路(20)包括X端、Y端和Z端。