[發明專利]功率變換電路及換流器

在審

• 申請號: 202110937758.8
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113794388A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 何競松;彭光強;武霽陽;王越楊;毛熾祖;陳禮昕
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/797;H02M1/32;H02J7/34;H02J7/10;H02J3/36;H02J3/32
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 劉羚

本申請涉及功率變換電路及換流器，在包含功率變換電路的換流器中的功率變換模塊包括第一儲能元件、第二儲能元件、充電電路，當功率變換模塊外接輸入交流電源時，在所述交流電源的正半周期間，交流電源通過所述充電電路對第二儲能元件充電，在交流電源的負半周期間，交流電源與第二儲能元件共同通過所述充電電路對第一儲能元件充電，從而實現將交底是輸入交流電壓通過各個儲能元件變換成較高的直流電壓輸出，因而可以降低對換流器所在輸電系統中各個設備的絕緣性能的影響。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別是涉及功率變換電路及換流器。

背景技術

功率變換電路用于將一種類型的電流或電壓轉換成另一種類型的電流或電壓輸出，例如交流轉直流功率變換器、直流轉交流功率變換器以及直流轉直流功率變換器或交流轉交流功率變換器等。在直流輸電系統中，需要通過換流器來實現交直流電壓之間的變換。因此，功率變換電路作為換流器的核心電路被人們重點關注研究。

當前直流輸電工程中的換流器普遍采用可控晶閘管換相技術(常規直流)或可控子模塊投退多電平換相技術(柔性直流)來構建其功率變換電路?？煽鼐чl管換相技術通過按時序控制6個橋臂的晶閘管導通，將三相交流母線按時序直接連接到直流母線上，實現交直流電壓和電流的變換。可控子模塊投退多電平換相技術通過按需控制6個橋臂的電壓子模塊投退，在三相交流母線上形成所需正弦波，同時在直流母線上形成所需直流電壓，實現交直流電壓和電流的變換。

以上兩種技術均在直流工程中得到廣泛應用，然而，上述兩種技術實現的功率變換電路應用在高壓直流輸電系統中時，通常需要在功率變換電路的輸入端接高的交流電壓，其對輸電設備的絕緣性要求較高，且上述兩種技術實現的功率變換電路在搭建后基本均不能進行按需擴展，使得其應用缺乏靈活性。

發明內容

基于此，有必要提供一種可實現交底交流電壓變換成交高直流電壓且進一步可實現按需擴展擴容的功率變換電路，以及包含該功率變換電路的換流器。本申請通過以下技術方案實現申請的目的。

一方面，本申請提供了一種功率變換電路，包括：

功率變換模塊；

所述功率變換模塊包括第一儲能元件、充電電路、第二儲能元件，所述充電電路分別與所述第一儲能元件、所述第二儲能元件相連；

當所述功率變換模塊輸入交流電源時，在所述交流電源的正半周期間，所述交流電源通過所述充電電路對第二儲能元件充電，在所述交流電源的負半周期間，所述交流電源的電壓與所述第二儲能元件上電壓構成串聯電壓，所述串聯電壓通過所述充電電路對所述第一儲能元件充電。

在一些實施例中，所述功率變換模塊還包括第一外接端子、第二外接端子、第三外接端子和第四外接端子；

所述第一外接端子與所述第一儲能元件的負端屬于相同的電氣節點，所述第三外接端子與所述第一儲能元件的正端屬于相同的電氣節點；

所述第二外接端子與所述第二儲能元件的負端屬于相同的電氣節點，所述第四端外接端子與所述第二儲能元件的正端屬于相同的電氣節點。

在一些實施例中，所述功率變換模塊的數量為兩個或兩個以上，各個所述功率變換模塊串聯形成串聯單元；

在所述串聯單元中，前一個所述功率變換模塊的第三外接端子與相鄰的后一個所述功率變換模塊的第一外接端子相連，前一個所述功率變換模塊的第四外接端子與相鄰的后一個所述功率變換模塊的第二外接端子相連。

在一些實施例中，所述功率變換模塊還包括第五外接端子和第六外接端子；

所述第五外接端子與所述第一儲能元件的負端屬于相同的電氣節點；

所述第六外接端子與所述第一儲能元件的正端屬于相同的電氣節點。