[發(fā)明專利]一種高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110251647.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN113014086B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳武;舒良才;金浩哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H02M1/32;H02J3/36
• 代理公司: 北京同輝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

1.一種高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由N個(gè)功率模塊組、高壓濾波電感L_MV、低壓濾波電感L_LV與低壓濾波電容C_LV組成；

所述功率模塊組均包含一個(gè)輸入端口與一個(gè)輸出端口，N個(gè)功率模塊組輸入串聯(lián)后，連接高壓濾波電感與低壓濾波電容，構(gòu)成高壓直流端口，N個(gè)功率模塊組輸出并聯(lián)后，連接低壓濾波電感與低壓濾波電容，構(gòu)成低壓直流端口；

所述功率模塊組由半橋/全橋混合模塊閥組與十個(gè)晶閘管組成，半橋/全橋混合模塊閥組由n個(gè)半橋模塊、m個(gè)全橋模塊與一個(gè)閥組電感Lg串聯(lián)而成，半橋/全橋混合模塊閥組的正端連接第一晶閘管的陰極、第三晶閘管的陽(yáng)極、第六晶閘管的陽(yáng)極與第八晶閘管的陰極，半橋/全橋混合模塊閥組的負(fù)端連接第二晶閘管的陽(yáng)極、第四晶閘管的陰極、第七晶閘管的陰極與第九晶閘管的陽(yáng)極；第一晶閘管的陽(yáng)極連接第六晶閘管的陰極、第五晶閘管的陽(yáng)極與第十晶閘管的陰極；第三晶閘管的陰極連接第八晶閘管的陽(yáng)極，第五晶閘管的陰極連接第十晶閘管的陽(yáng)極、第二晶閘管的陰極與第七晶閘管的陽(yáng)極，第四晶閘管的陽(yáng)極連接第九晶閘管的陰極；

所述第一晶閘管的陽(yáng)極與第二晶閘管的陰極構(gòu)成功率模塊組輸入端口，第三晶閘管陰極與第四晶閘管陽(yáng)極構(gòu)成功率模塊組輸出端口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述晶閘管由多個(gè)低耐壓的晶閘管串聯(lián)組合形成，或者替換為串聯(lián)高壓IGCT閥或其他半導(dǎo)體雙向開關(guān)。

3.一種高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，包括如權(quán)利要求2所述的高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述控制方法如下：

在功率模塊組中，開通第一晶閘管與第二晶閘管，關(guān)斷第三晶閘管至第十晶閘管，半橋/全橋混合模塊閥組連接至高壓直流端口，功率可由高壓直流端口單向傳輸至模塊閥組；

開通第六晶閘管與第七晶閘管，關(guān)斷第一晶閘管至第五晶閘管、第八晶閘管至第十閘管，半橋/全橋混合模塊閥組連接至高壓直流端口，功率可由模塊閥組單向傳輸至高壓直流端口；

在功率模塊組中，開通第三晶閘管至第五晶閘管，關(guān)斷第一晶閘管、第二晶閘管、第六晶閘管至第十晶閘管，半橋/全橋混合模塊閥組經(jīng)低壓濾波電感，并聯(lián)至低壓直流端口，功率可由模塊閥組單向傳輸至低壓直流端口，且第五晶閘管導(dǎo)通，可實(shí)現(xiàn)高壓直流端口電流連續(xù)；

開通第八晶閘管與第九晶閘管，關(guān)斷第一晶閘管至第七晶閘管，半橋/全橋混合模塊閥組經(jīng)低壓濾波電感，并聯(lián)至低壓直流端口，功率可由低壓直流端口傳輸至模塊閥組，且第十晶閘管導(dǎo)通，可實(shí)現(xiàn)高壓直流端口電流連續(xù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高電壓傳輸比的直流變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，當(dāng)采用更多的N個(gè)所述功率模塊組時(shí)，通過(guò)晶閘管與半橋/全橋混合模塊閥組的控制與配合，可使得每一時(shí)刻，N個(gè)功率模塊中有K個(gè)模塊串聯(lián)在高壓直流端口處，與高壓直流端口進(jìn)行功率交換；剩余N?K個(gè)模塊并聯(lián)在低壓直流端口處，與低壓直流端口進(jìn)行功率交換；

其中，功率模塊組N3，功率模塊KN-2。