[發明專利]基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統

在審

• 申請號: 201910070644.0
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109742780A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 楊曉峰;李澤杰;王有云
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;天水電氣傳動研究所有限責任公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 王玉

1.一種基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統，其特征在于，包括：模塊化多電平變換器(1)、隔離型直流變換模組(2)、儲能模組(3)；

所述模塊化多電平變換器(1)包括三相六個橋臂、正高壓直流母線P和負高壓直流母線N，輸入端接三相高壓交流電，輸出端分別接正高壓直流母線P和負高壓直流母線N；

所述每相橋臂包含上、下兩個橋臂，每相橋臂由n個子模塊SM_ik及1個橋臂電抗器L_ij串聯而成。其中，n為大于1的自然數，i＝P,N，j＝A,B,C，k＝1,2,···n；

所述每相橋臂子模塊均有兩個端口，分別為交流輸入端和直流輸出端，n個子模塊通過交流輸入端互相串聯連接，直流輸出端包括兩個端子，分別為上輸出端子jik1，下輸出端子jik2；

所述隔離型直流變換模組(2)包括2n個隔離型直流變換單元DC/DC_ik，所述儲能模組(3)包括2n個儲能單元ESU_ik；

所述每相橋臂相同編號的子模塊SM_ik直流輸出端與對應編號的隔離型直流變換單元DC/DC_ik輸入端相連，所述隔離型直流變換單元DC/DC_ik的輸出端與儲能單元ESU_ik的輸入端相連。

2.如權利要求1所述的基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統，其特征在于：所述模塊化多電平變換器(1)的子模塊采用半橋子模塊，所述半橋子模塊采用兩種不同的接入方式，所述半橋子模塊的內部包括兩個功率開關管和1個電容，所述兩個功率開關管串聯后與所述電容并聯。

3.如權利要求1所述的基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統，其特征在于：所述模塊化多電平變換器(1)中每相上橋臂和下橋臂連接在一起，連接點為三相高壓交流電輸入端之一，所述每相上橋臂的兩個端點中，一個端點連接下橋臂和交流電輸入端，另一個端點與其它上橋臂的端點共同連接至正高壓直流母線P；所述每相下橋臂的兩個端點中，一個端點連接上橋臂和交流電輸入端，另一個端點與其它下橋臂的端點共同連接至負高壓直流母線N。

4.如權利要求1所述的基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統，其特征在于：所述模塊化多電平變換器(1)的交流電輸入端接三相高壓交流電，端子電壓為U_Sj，j＝A,B,C；

所述基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統輸入交流電相數、橋臂電壓電平數目以及每相橋臂子模塊的結構可根據系統容量等級、系統故障冗余工作模式以及子模塊中功率開關管的耐壓等級進行調整。

5.如權利要求1所述的基于模塊化多電平變換器的相間分布式儲能系統，其特征在于：所述隔離型直流變換模組(2)包括2n個隔離型直流變換單元DC/DC_ik，所述隔離型直流變換單元DC/DC_ik外部包含3個輸入端口、1個輸出端口；

所述隔離型直流變換單元DC/DC_ik內部包含4個脈沖變換單元和1個三輸入一輸出的高頻變壓器；所述4個脈沖變換單元分為3個前級脈沖變換單元和1個后級脈沖變換單元；所述前級脈沖變換單元均采用全橋逆變電路、半橋逆變電路、帶LLC諧振的全橋逆變電路或帶其它諧振的全橋逆變電路，所述后級脈沖變換單元采用全橋整流電路、全橋整流電路后加Buck-Boost電路；

所述隔離型直流變換單元DC/DC_ik外部3個輸入端口分別與所述模塊化多電平變換器(1)中三相橋臂對應編號的子模塊SM_ik直流輸出端口相連；所述隔離型直流變換單元DC/DC_ik外部1個輸出端口與所述儲能模組(3)對應編號的儲能單元ESU_ik輸入端口相連。