[發明專利]一種自舉式補償的三端口變流器及其控制方法與系統

有效

• 申請號: 202210607179.1
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114696630B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 彭珉軒;柯學奕;李宇宸;孫建軍;查曉明
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/219;H02M7/5387;H02M1/14;H02M1/12;H02J3/32;H02J3/38;H02J3/16;H02J3/24
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;廖盈春

1.一種自舉式補償的三端口變流器，其特征在于，包括：網側整流電路、串補側逆變電路和變壓器；其中，網側整流電路和串補側逆變電路為三相H橋電路；變壓器為三相三繞組變壓器；

變壓器中的第一繞組為原邊繞組，第二繞組和第三繞組為副邊繞組；第一繞組的每相繞組同名端與電網的每相線路相連，其每相繞組的異名端作為原邊繞組每相端口；第二繞組的同名端連接作為變壓器副邊中性點，用于連接串補側逆變電路中直流低壓端口的端子；第三繞組的每相繞組同名端作為變壓器副邊繞組每相端口，用于串補側逆變電路連接電網的端口；第二繞組與第三繞組間采用曲折接法；網側整流電路與串補側逆變電路并聯連接；

所述串補側逆變電路用于向變壓器輸出三相電壓，抑制網側整流電路輸出電壓受母線電壓波動的影響；所述網側整流電流用于穩定串補側逆變電路直流高壓端口的電壓，同時將串補側逆變電路直流低壓端口輸入的直流功率轉換為交流有功功率，向電網傳輸能量；

所述串補側逆變電路包括：串補側三相H橋、串補側濾波單元、直流濾波電感、第三濾波電容和直流電壓源；

所述串補側三相H橋與串補側濾波單元第一端相連；所述串補側濾波單元第二端作為交流端口，與變壓器的第三繞組異名端相連；連接直流濾波電感的端口為直流低壓端口，所述直流濾波電感的一側與所述直流電壓源的正極相連，其另一側與變壓器中性點端口相連，用于抑制直流低壓端口輸出直流電流的高頻紋波；所述直流電壓源的負極與所述第三濾波電容相連，用于輸出直流功率；連接所述第三濾波電容的端口作為高壓端口，所述第三濾波電容并聯在第一三相H橋與網側整流電路之間，第三濾波電容用于抑制直流高壓側電壓紋波；

所述網側整流電流包括：網側三相H橋和網側濾波單元；

所述網側三相H橋與所述串補側三相H橋通過第三濾波電容并聯；所述網側濾波單元連接于網側三相H橋與電網之間。

2.根據權利要求1所述的三端口變流器，其特征在于，網側三相H橋和串補側三相H橋為全控型電力電子器件，包括晶體管及與其反并聯的二極管；

串補側濾波單元包括第一并網電阻、第一并網電感和第一濾波電容；第一并網電感的第一端口與第一并網電阻第一端口相連，第一并網電阻的第二端口作為串補側濾波單元的第一端口，且第一濾波電容與第一并網電感的第二端口連接，作為串補側濾波單元第二端口，與第三繞組異名端連接；

網側濾波單元包括第二并網電阻、第二并網電感和第二濾波電容；所述第一并網電感的第一端口與第二并網電阻第一端口相連，第二并網電阻的第二端口作為網側濾波單元的第一端口，且第二濾波電容與第二并網電感的第二端口連接，作為網側濾波單元第二端口，與第一繞組異名端連接；

所述第一并網電感和所述第二并網電感用于抑制電流高頻紋波；所述第一并網電阻作為第一并網電感寄生電阻，用于抑制因第一并網電感與第一濾波電容產生的諧波電流；

所述第二并網電阻作為第二并網電感寄生電阻，用于抑制因第二并網電感與第二濾波電容產生的諧波電流。