[實用新型]升壓有源中點鉗位型五電平變換器

有效

• 申請號: 201921243304.5
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN210380689U
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 楊勇;黃敏;方剛;盧進軍;謝勝仁;劉滔;江濤
• 申請（專利權）人: 江蘇固德威電源科技股份有限公司
• 主分類號: H02M7/487
• 分類號: H02M7/487
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本實用新型涉及一種升壓有源中點鉗位型五電平變換器，包括第一母線電容、第二母線電容以及一個或三個變換單元；第一母線電容、第二母線電容串聯在電源正極的P點和電源負極的N點之間；變換單元包括第一至第六電力電子開關管、第一電力二極管、第二電力二極管和飛跨電容；第一電力二極管、第一至第四電力電子開關管、第二電力二極管串聯在P點和N點之間，第五、第六電力電子開關管串聯后連接在第二、第三電力電子開關管的兩端，第五、第六電力電子開關管的連接點連接至第一、第二母線電容的連接點。本實用新型可以減少可再生能源并網發電系統中對直流母線電壓的要求，且其具有升壓功能，可以省去前級直流?直流變換器，提高發電系統效率。

技術領域

本實用新型屬于電平變換技術領域，具體涉及一種升壓有源中點鉗位型五電平變換器的結構和控制方法，其可以在可再生能源分布式發電系統(如光伏發電、風力風電等)中應用。

背景技術

多電平變換器與二電平變換器相比，可以使用低壓電力電子開關代替高壓兩電平變換器中的電力電子開關，多電平變換器具有輸出電壓、電流諧波小、效率高、電壓變化率小等優點。因此，多電平變換器在分布式發電系統、中高壓電機調速系統得到廣泛的應用。

目前，多電平變換器的結構主要有二極管鉗位型、飛跨電容型和H橋級聯型等。但對于二極管鉗位型、飛跨電容型多電平變換器，存在一旦變換器輸出電壓的電平數增加，其所需要的元器件急速增加。H橋級聯型多電平變換器存在需要隔離電源等不足。

近年來，多種新型多電平變換器已提出，如有源中點鉗位五電平變換器，它結合二極管鉗位型多電平變換器和飛跨電容型多電平變換器的優點，在中高壓電機調速系統和分布式發電系統得到廣泛的研究和應和。另外，如混合鉗位四電平變換器，該變換器同時使用電力電子開關管和懸浮電容作為鉗位元器件。混合鉗位四電平變換器由于使用了懸浮電容，冗余開關狀態大大增加，通過選擇合適的冗余開關狀態，可以有效實現母線中點電壓和懸浮電容電壓的平衡控制。該結構在中高壓調速和可再生能源發電系統得到廣泛的研究和應用。

但以上涉及的多電平變換器如果應用于可再生能源并網發電系統，其要求直流母線電壓至少要大于變換器輸出線電壓峰峰值。并且，傳統多電平光伏發電系統一般采用直流-直流變換和直流-交流變換兩級變換結構，其中直流-直流變換主要實現升壓功能，可見其變換環節較多。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種減少可再生能源并網發電系統中對直流母線電壓的要求，且可以減少變換環節的升壓有源中點鉗位型五電平變換器。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種升壓有源中點鉗位型五電平變換器，連接在電源與負載之間，所述升壓有源中點鉗位型五電平變換器包括第一母線電容、第二母線電容以及一個或三個變換單元；

所述第一母線電容的一端與所述電源的正極相連接而形成P點，所述第一母線電容的另一端與所述第二母線電容的一端相連接而形成O點，所述第二母線電容的另一端與所述電源的負極相連接而形成N點；