[發(fā)明專利]一種多電平變換系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010091038.X
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111224574B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 葉遠茂;王曉琳;怡勇
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明提出一種多電平變換系統(tǒng)，包括：直流電源V_H、第一電容器C₁和第二電容器C₂、i個T型三電平電路、DC/DC變換器、i個第三電容器C₃及i個開關電容多電平電路；第一電容器C₁的負極與直流電源V_H的負極相連，第二電容器C₂的正極與直流電源V_H的正極相連，第一電容器C₁的正極與第二電容器C₂的負極相連于中性點N；DC/DC變換器的輸入端連接直流電源V_H,i個第三電容器C₃中的任意一個均并聯(lián)在DC/DC變換器的輸出端，第k個開關電容多電平電路與第k個第三電容器C₃并聯(lián)連接，本發(fā)明提出的多電平變換系統(tǒng)，結構簡單且輸入電源的需求數(shù)量少。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子功率變換的技術領域，更具體地，涉及一種多電平變換系統(tǒng)。

背景技術

隨著石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，能源危機和能源污染步步逼近，獲取新型能源已經(jīng)變得十分迫切，以風能和太陽能為代表的分布式發(fā)電技術以及以電池和超級電容為代表的分布式儲能技術越來越受到世界各國的高度重視，這些新興能源和新技術的發(fā)展和應用高度依賴于電力電子逆變裝置的性能。

然而，傳統(tǒng)的兩電平逆變電路具有諧波含量高和效率低等缺陷。近年來，隨著電力電子技術的高速發(fā)展，多電平逆變電路系統(tǒng)備受關注，其優(yōu)點包括輸出電壓諧波含量少、器件電壓應力低、電磁干擾少和效率較高等。典型的多電平逆變電路包括二極管鉗位型、電容鉗位型和H橋級聯(lián)型。其中電容鉗位型和電容鉗位型多電平逆變電路在輸出電平數(shù)較多時所需鉗位器件非常多、電路非常復雜，而H橋級聯(lián)型多電平逆變電路需要多個獨立的直流電源。

綜上所述，如何設計出電路結構簡單、輸出電平數(shù)多和輸入電源數(shù)量少的多電平逆變電路是有待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有多電平逆變電路系統(tǒng)的結構復雜，且具有輸入電源數(shù)量多的弊端，本發(fā)明提出一種多電平變換系統(tǒng)，基于開關電容和T型電路，結構簡單且輸入電源的需求數(shù)量少。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

為了達到上述技術效果，本發(fā)明的技術方案如下：

一種多電平變換系統(tǒng)，包括：直流電源V_H、用于將直流電源V_H輸出電壓均分的第一電容器C₁和第二電容器C₂、i個用于電平變換的T型三電平電路1、DC/DC變換器、i個用于濾波的第三電容器C₃及i個開關電容多電平電路；第一電容器C₁的負極與直流電源V_H的負極相連，第二電容器C₂的正極與直流電源V_H的正極相連，第一電容器C₁的正極與第二電容器C₂的負極相連于中性點N；DC/DC變換器的輸入端連接直流電源V_H,i個第三電容器C₃中的任意一個均并聯(lián)在DC/DC變換器的輸出端，第k個開關電容多電平電路與第k個第三電容器C₃并聯(lián)連接；任意一個T型三電平電路1的第一輸入端a連接直流電源V_H的負極，第二輸入端b連接中性點N，第三輸入端c連接直流電源V_H的正極，第k個T型三電平電路1的輸出端d連接第k個開關電容多電平電路的第一輸出端e，i表示正整數(shù)，k取1～i之間的正整數(shù)。

在此，T型三電平電路1將第一電容器C1和第二電容器C2的電壓轉換成三電平交流電壓，DC/DC變換器將直流電源V_H輸出的直流電壓轉換成另一種幅值的直流電壓，開關電容多電平電路將DC/DC變換器輸出的直流電壓轉換成多電平交流電壓。