[發明專利]基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關

有效

• 申請號: 202210788285.4
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN114884068B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 朱晉;張俊杰;王群豐;尹靖元;霍群海;韋統振
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/38;H02M5/12;H02M5/22
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 屠曉旭;宋寶庫

1.一種基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述柔性多狀態開關包括第一開關組、第二開關組、個第三開關組、與第三開關組一一對應的個變換器組和變壓器；

所述第一開關組，其兩個輸入端分別連接至輸入側電網端點和所述個第三開關組中第1個第三開關組的輸入端，其兩個輸出端分別連接至所述變壓器的輸入端和輸入端；

所述第二開關組，其兩個輸入端分別連接至輸出側電網端點和電網接地端點，其兩個輸出端分別連接至負載一端和所述變壓器的輸出端，負載另一端連接至所述變壓器的輸出端；

所述個第三開關組中第個第三開關組，其輸入端和輸入端分別連接至第個第三開關組的輸入端和第個第三開關組的輸入端，其兩個輸出端分別連接至所述變換器組的輸入側變換器ai的兩個輸入端，其中，；

所述個第三開關組中第個第三開關組，其輸入端連接至輸入側電網接地端點；

所述個變換器組中第個變換器組的輸出側變換器xi連接至變壓器的輸入端、輸入端，其中，x=a,b,c，代表a相,b相,c相中的任意相。

2.根據權利要求1所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述第一開關組包括電力開關Q1、控制開關CB1、電力開關Q2和控制開關CB2；

所述電力開關Q1和所述控制開關CB1串聯到一起，用于連接輸入側電網端點和變壓器的輸入端；

所述電力開關Q2和所述控制開關CB2串聯到一起，用于連接所述個第三開關組中第1個第三開關組的輸入端和變壓器的輸入端。

3.根據權利要求1所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述第二開關組包括電力開關Q3、控制開關CB3、電力開關Q4和控制開關CB4；

所述電力開關Q3和所述控制開關CB3串聯到一起，用于連接輸出側電網端點和負載一端，負載另一端連接至變壓器的輸出端；

所述電力開關Q4和所述控制開關CB4串聯到一起，用于連接輸出側電網接地端點和變壓器的輸出端。

4.根據權利要求1所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述個第三開關組中第個第三開關組包括電力開關Q5、控制開關CB5、電力開關Q6和控制開關CB6；

所述電力開關Q5和所述控制開關CB5串聯到一起，用于連接輸入側電網端點和所述個變換器組中第個變換器組的輸入側變換器ai；

所述電力開關Q6和所述控制開關CB6串聯到一起，用于連接輸入側電網端點和所述個變換器組中第個變換器組的輸入側變換器ai。

5.根據權利要求2-4任一項所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述電力開關為隔離開關，用于進行輸入側的電壓隔離。

6.根據權利要求2-4任一項所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述控制開關為斷路器，用于控制輸出側的連接與斷開。

7.根據權利要求1所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述變壓器，輸入側與輸出側的匝比為，為變壓器輸入側繞組數，為變壓器輸出側繞組數；

其中，，為對應于第一開關組的變壓器輸入側繞組數，為對應于個第三開關組中第個第三開關組的變壓器輸入側繞組，。

8.根據權利要求7所述的基于低功率變換器和變壓器的柔性多狀態開關，其特征在于，所述柔性多狀態開關，輸入側電網電壓、輸出側電網電壓與負載電壓的映射關系為：

其中，為端點和端點之間的電壓，為端點和端點之間的電壓，為經過個變換器組中第個變換器組后的電壓，為個變換器組中第個變換器組的電壓變換比，為將電壓經過第一開關組且將電壓經過對應的變換器組之后的變壓器端點和之間的電壓。