[發明專利]一種變換器及其調壓控制方法和裝置

在審

• 申請號: 202310082413.8
• 申請日: 2023-01-20
• 公開（公告）號: CN116054612A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 張雪垠;趙彪;白睿航;屈魯;余占清;曾嶸
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院;清華大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/483;H02M7/49;H02M7/797;H02M1/08;H02J3/36
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖

1.一種變換器，其特征在于，包括新型開關閥和開關電容閥，

所述新型開關閥包括并聯的多個橋臂，每個所述橋臂均包括多個串聯的新型開關模塊；所述新型開關模塊包括第一功率開關器件、二極管、均壓電容和第一耗能元件，第一功率開關器件和二極管串聯后，并聯在均壓電容兩端，第一耗能元件并聯在均壓電容兩端；

所述開關電容閥包括多個串聯的開關電容模塊；所述開關電容模塊包括第二功率開關器件和第一電容，所述第二功率開關器件的連接方式為半橋和/或全橋，第二功率開關器件半橋或全橋連接后，并聯在第一電容的兩端；

與新型開關閥并聯的變換器端口為端口1，端口接線兩端分別接在新型開關閥不同橋臂內部新型開關模塊之間的串聯線路上的變換器端口為端口2，所述新型開關閥和開關電容閥的連接方式包括：

開關電容閥并聯在新型開關閥的兩端，端口1接線兩端與新型開關閥和開關電容閥并聯，端口2接線兩端分別接在新型開關閥不同橋臂內部新型開關模塊之間的串聯線路上。

2.如權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述連接方式還包括：

端口1的一條接線上，串聯有開關電容閥；

或端口1的兩條接線上，分別串聯有開關電容閥。

3.如權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述連接方式之外的其他連接方式包括：

開關電容閥并聯在端口2接線兩端；

或開關電容閥串聯在端口2的一條接線上。

4.如權利要求1所述的變換器，其特征在于，所述連接方式之外的其他連接方式還包括：

所述變換器包括三個變換單元，每個變換單元串聯；每個變換單元包括新型開關閥和開關電容閥，開關電容閥并聯在新型開關閥的兩端；在三個變換單元串聯電路兩端的接線上設置端口1，分別在每個變換單元中新型開關閥不同橋臂內部新型開關模塊之間的串聯線路上設置端口2，每個端口2串聯交流變壓器，三個端口2分別輸出交流電的一相。

5.如權利要求1至4任一所述的變換器，其特征在于，所述第一功率開關器件的兩端并聯有第一開關。

6.如權利要求1至4任一所述的變換器，其特征在于，

當所述第二功率開關器件的連接方式包括半橋連接時，半橋連接的第二功率開關器件所在開關電容模塊還包括第二耗能元件和/或第二開關，第二耗能元件并聯在第一電容的兩端，第二開關并聯在半橋連接中一個第二功率開關器件的兩端；

當所述第二功率開關器件的連接方式包括全橋連接時，全橋連接的第二功率開關器件所在開關電容模塊還包括第二耗能元件和/或第二開關，第二耗能元件并聯在第一電容的兩端，第二開關的一端接在一個所述全橋連接橋臂中兩個第二功率開關器件串聯的線路上，并且連接點位于兩個第二功率開關器件之間，第二開關的另一端接在另一個所述全橋連接橋臂中兩個第二功率開關器件串聯的線路上，連接點位于兩個第二功率開關器件之間。

7.一種變換器調壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據交流調制波電壓，確定所述交流調制波電壓頻率；

在所述交流調制波電壓上疊加所述交流調制波電壓頻率奇數倍的奇次諧波電壓，且將所述交流調制波電壓的過零點與所述奇次諧波電壓的過零點重合，得到合成調制波；

將變換器中的開關電容閥輸出所述合成調制波的絕對值。

8.如權利要求7所述的變換器調壓控制方法，其特征在于，當所述奇次諧波電壓為三次諧波時，通過換流變阻斷所述三次諧波流入交流系統的通路，所述變換器調壓控制方法的調壓范圍為0.82p.u.～1p.u.。

9.一種變換器調壓控制裝置，其特征在于，包括：

電壓頻率確定模塊，用于根據交流調制波電壓，確定所述交流調制波電壓頻率；

調制波合成模塊，用于在所述交流調制波電壓上疊加所述交流調制波電壓頻率奇數倍的奇次諧波電壓，且將所述交流調制波電壓的過零點與所述奇次諧波電壓的過零點重合，得到合成調制波；

調制波輸出模塊，用于將變換器中的開關電容閥輸出所述合成調制波的絕對值。

10.如權利要求9所述的變換器調壓控制裝置，其特征在于，當所述奇次諧波電壓為三次諧波時，通過換流變阻斷所述三次諧波流入交流系統的通路，所述變換器調壓控制裝置的調壓范圍為0.82p.u.～1p.u.。