[发明专利]带有独立直流电源的堆叠电压源逆变器

权利要求书

1.一种供应电力给交流电(AC)电力系统的多重直流电(DC)电压源逆变器，包括：

多个全桥逆变器，每个该全桥逆变器具有主要节点和次要节点，每个所述全桥逆变器具有阳极和阴极节点，每个所述全桥逆变器具有电压支持装置，该电压支持装置在所述阳极节点和所述阴极节点之间以并联关系电连接并且直流电(DC)电源连接在所述阳极和阴极节点之间；

至少一个堆叠逆变器相位，每个该堆叠逆变器相位具有多个所述的全桥逆变器；在每个所述堆叠逆变器相位中，每个所述全桥逆变器以串联方式相互连接，一个所述全桥逆变器的所述次要节点连接到另一个全桥逆变器的所述主要节点；所述的串联连接确定第一全桥逆变器以及最后的全桥逆变器，每个相位具有在所述第一全桥逆变器的所述主要节点的一输入节点以及在所述最后的全桥逆变器的所述次要节点的一输出节点；

本地控制器，该本地控制器耦接到每个所述全桥逆变器，以提供控制信号给每个全桥逆变器使得每个全桥逆变器输出近似正弦的电压波形，该本地控制器耦接到一通讯收发器；以及

系统控制器，该系统控制器与所述通讯收发器通讯，该系统控制器产生用于所述本地控制器的配置、激活、去激活以及运行模式选择的系统控制信号；其中，该系统控制器生成用于所述本地控制器的激活和去激活的系统控制信号时，具体通过将多个直流电源的平均直流电压与参考直流电压相比产生第一误差信号；将平均的直流电流与被检测及平均的交流电流水平相比产生第二误差信号；基于第一和第二误差信号激活并去激活多个全桥逆变器以接近正弦电压波形。

2.如权利要求1所述的多重直流电压源逆变器，包括三个堆叠逆变器相位。

3.如权利要求2所述的多重直流电压源逆变器，包括以Y形(Y)连接方式进行连接的三个堆叠的相位。

4.如权利要求2所述的多重直流电压源逆变器，包括以三角形(Δ)连接方式进行连接的三个堆叠的相位。

5.如权利要求1所述的多重直流电压源逆变器，其中每个全桥逆变器整合了开关以在故障情况下短路其输出，以使与其串联连接的其余全桥逆变器运行。

6.如权利要求1所述的多重直流电压源逆变器，其中每个全桥逆变器包括：

第一转换对和第二转换对，每个所述的转换对具有多个转换单元用于控制性地调整电流流动，每个所述的转换单元具有第一端部和第二端部，所述第一转换对具有在所述全桥逆变器的所述阳极节点上在所述第一端部电连接的多个转换单元，所述第一转换对的一个所述转换单元的所述第二端部电连接到所述主要节点，所述第一转换对的另一个所述转换单元的所述第二端部电连接到所述次要节点，所述第二转换对具有在所述全桥逆变器的所述阴极节点上在所述第二端部上电连接的多个转换单元，所述第二转换对的一个所述转换单元的所述第一端部电连接到所述主要节点，所述第二转换对的另一所述转换单元的第一端部电连接到所述次要节点。

7.如权利要求6所述的多重直流电压源逆变器，包括连接在转换单元和主要以及次要节点之间的无源低通滤波器。

8.如权利要求6所述的多重直流电压源逆变器，其中电容器连接在主要和次要节点之间以用于节点同步。

9.如权利要求6所述的多重直流电压源逆变器，其中所述转换对包括栅关断设备和反并行设备，该栅关断设备和该反并行设备互相并联并且反向偏置。

10.如权利要求9所述的多重直流电压源逆变器，其中所述的栅关断设备包括由以下群组中选择的构件：栅关断晶体闸流管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、金属半导体场效应晶体管(MESFET)、结晶型场效应晶体管(JFET)、MOSFET控制的晶体闸流管、双极型晶体管(BJT)、静电感应晶体管、静电感应晶体闸流管以及MOSFET关断晶体闸流管、氮化镓(GaN)晶体管、碳化硅(SiC)晶体管。