[發明專利]一種模塊化多電平交?交變換器

在審

• 申請號: 201610608675.3
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107666251A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 于弘洋;彭傊;蔡林海;趙國亮;鄧占峰
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網浙江省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 吳黎

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種模塊化多電平交-交變換器。

背景技術

海上風力發電具有資源豐富、不占用土地資源、機組年利用小時數高等優點，受到了越來越多的關注。同時，海上風電場離岸距離越遠，風速越大且穩定，輸出功率更高。隨著海上風機的容量的不斷提升，某些風機制造商生產的8MW風機其出口電壓已達6600V，且仍會隨著風機容量的提升而進一步升高。

傳統的應用于大容量海上風力發電并網系統的多電平變換器，主要為嵌位式多電平變換器，該種嵌位式多電平變換器隨著電平數的增加，其嵌位器件急劇增加，且控制復雜，不便于使用。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的多電平變換器控制復雜的缺陷，從而提供一種模塊化多電平交-交變換器。

為此，本發明的技術方案如下：

一種模塊化多電平交-交變換器，包括三相，其中，每相包含上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和所述下橋臂分別包括至少一個可控功率模塊以及一個電抗器，所述可控功率模塊和所述電抗器串聯連接；

所述上橋臂的一端和所述下橋臂的一端連接，其連接點作為三相交流輸入端之一；

第一相的所述上橋臂的另一端和第二相的所述下橋臂的另一端連接，其連接點作為三相交流輸出端之一；第二相的所述上橋臂的另一端和第三相的所述下橋臂的另一端連接，其連接點作為三相交流輸出端之一；第三相的所述上橋臂的另一端和第一相的所述下橋臂的另一端連接，其連接點作為三相交流輸出端之一。

優選地，所述可控功率模塊包括：H橋變流單元與電容C，所述H橋變流單元與電容C并聯連接；所述H橋變流單元兩個橋臂的中點作為所述可控功率模塊的兩個輸出端。

優選地，所述H橋變流單元包括第一電力電子開關器件、第二電力電子開關器件、第三電力電子開關器件、第四電力電子開關器件、第一二極管、第二二極管、第三二極管以及第四二極管，其中，

所述第一電力電子開關器件與所述第一二極管并聯連接；所述第二電力電子開關器件與所述第二二極管并聯連接；所述第三電力電子開關器件與所述第三二極管并聯連接；所述第四電力電子開關器件與所述第四二極管并聯連接；

所述第一電力電子開關器件和所述第三電力電子開關器件串聯連接；所述第二電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件串聯連接；

串聯后的所述第一電力電子開關器件和所述第三電力電子開關器件與串聯后的所述第二電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件以及所述電容C并聯連接；

所述第一電力電子開關器件和所述第三電力電子開關器件連接的中點作為所述H橋變流單元的一個輸出端；所述第二電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件連接的中點作為所述H橋變流單元的另一個輸出端。

優選地，所述的模塊化多電平交-交變換器拓撲結構還包括控制模塊，用于控制所述可控功率模塊的輸出，其中，所述可控功率模塊的輸出包括三種模式，其中，第一模式為所述可控功率模塊輸出正向電壓；第二模式為輸出負向電壓；第三模式為輸出零電壓。

優選地，當所述控制模塊控制所述第一電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件導通、所述第二電力電子開關器件和所述第三電力電子開關器件關斷時，所述可控功率模塊輸出正向電壓。

優選地，當所述控制模塊控制所述第二電力電子開關器件和所述第三電力電子開關器件導通、所述第一電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件關斷時，所述可控功率模塊輸出負向電壓。

優選地，當所述控制模塊控制所述第一電力電子開關器件和所述第二電力電子開關器件導通、所述第三電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件關斷時，所述可控功率模塊輸出零電壓。

優選地，當所述控制模塊控制所述第三電力電子開關器件和所述第四電力電子開關器件導通、所述第一電力電子開關器件和所述第二電力電子開關器件關斷時，所述可控功率模塊輸出零電壓。

本發明技術方案，具有如下優點：