[發(fā)明專利]基于PWM/二極管混合整流結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)能量路由器及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810084539.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108270356B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李武華;楊賀雅;董玉斐;劉永霞;唐俊松;何湘寧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28;H02J1/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種基于PWM/二極管混合整流結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)能量路由器，其特征在于：包括高壓側(cè)功率變換單元、低壓側(cè)PWM/二極管混合整流單元和中高頻三相交流變壓器；其中，高壓側(cè)功率變換單元的直流端口與高壓直流電網(wǎng)連接，高壓側(cè)功率變換單元的交流端口與中高頻三相交流變壓器的高壓側(cè)繞組連接，低壓側(cè)PWM/二極管混合整流單元的交流端口與中高頻三相交流變壓器的低壓側(cè)繞組連接，低壓側(cè)PWM/二極管混合整流單元的直流端口與低壓直流電網(wǎng)連接；

所述高壓側(cè)功率變換單元用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，其內(nèi)部采用全控型功率器件；所述低壓側(cè)PWM/二極管混合整流單元包含一個低壓側(cè)PWM整流單元和m個低壓側(cè)二極管整流單元，所述低壓側(cè)PWM整流單元和低壓側(cè)二極管整流單元均用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，其中低壓側(cè)PWM整流單元內(nèi)部采用全控型功率器件，低壓側(cè)二極管整流單元內(nèi)部采用不控型功率器件，m為大于0的自然數(shù)；

所述中高頻三相交流變壓器采用一入多出的耦合方式，其低壓側(cè)繞組包含m+1個獨立繞組，m+1個獨立繞組分別與低壓側(cè)PWM整流單元以及低壓側(cè)二極管整流單元的交流端口一一對應(yīng)連接，低壓側(cè)PWM整流單元與低壓側(cè)二極管整流單元的直流端口并聯(lián)后接入低壓直流電網(wǎng)；

所述高壓側(cè)功率變換單元采用模塊化多電平變換拓撲，其各橋臂均含有N個半橋子模塊；所述低壓側(cè)PWM混合整流單元采用模塊化多電平變換拓撲，其各橋臂均含有M個半橋子模塊，則N和M滿足以下關(guān)系：

其中：V₁和V₂分別為高壓側(cè)功率變換單元和低壓側(cè)PWM整流單元的直流側(cè)電壓。

2.如權(quán)利要求1所述直流配電網(wǎng)能量路由器的控制方法，其特征在于：

當(dāng)能量從高壓直流電網(wǎng)向低壓直流電網(wǎng)傳輸時，使高壓側(cè)功率變換單元工作于交流電壓控制模式，低壓側(cè)PWM整流單元工作于直流電壓控制模式，低壓側(cè)二極管整流單元工作于不控整流模式；當(dāng)?shù)蛪褐绷麟娋W(wǎng)負載功率波動時，調(diào)整高壓側(cè)功率變換單元的交流電壓，改變低壓側(cè)二極管整流單元的功率輸出，使低壓側(cè)PWM整流單元通過交流電壓前饋控制及直流電壓控制自適應(yīng)調(diào)整功率輸出；

當(dāng)能量從低壓直流電網(wǎng)向高壓直流電網(wǎng)傳輸時，使高壓側(cè)功率變換單元工作于直流電壓控制模式，低壓側(cè)PWM整流單元工作于交流電壓控制模式，低壓側(cè)二極管整流單元停止工作；當(dāng)高壓直流電網(wǎng)負載功率波動時，使高壓側(cè)功率變換單元自適應(yīng)調(diào)整功率輸出。