[发明专利]一种混合级联结构的多端口电力电子变压器及其控制方法

权利要求书

1.一种混合级联结构的多端口电力电子变压器，其特征在于：所述电力电子变压器拓扑结构包括整流级和中间隔离级，整流级包括M个混合级联模块，所述混合级联模块包括一个H桥整流模块和与之连接的n个整流子模块串联而成的模块，中间隔离级包括M*n个隔离模块，所述M和n均大于1；H桥整流模块的输入端作为混合级联模块的输入端，所述H桥整流模块的输入端通过级联后接入电网，所述H桥整流模块的输出端与所述n个整流子模块串联而成的模块的两个输入端连接，每个整流子模块的输出端作为混合级联模块的输出端，每个整流子模块具有两个输出端，M*n个整流子模块的输出端分别和与之相应的隔离模块的输入端连接；所述M*n个隔离模块的输出端均作为电力电子变压器的直流输出端，直流输出端根据所需电压等级和输出容量串并联；所述整流子模块包括半桥电路和电容，所述半桥电路与所述电容并联；

所述中间隔离级的控制方法包括如下步骤：

步骤S1，获取低压侧直流输出电压Uco，所述低压侧直流输出电压Uco是指与其中任意一个混合级联模块的n个整流子模块输出端相连的所有中间隔离级的n个隔离模块直流输出电压之和；

步骤S2，获取所述n个隔离模块低压直流侧输出电流id1、id2…idn；所述的隔离模块包括由逆变电路、中频变压器、整流电路组成的电路，所述的逆变电路输入端与所述的整流子模块输出端连接；所述的中频变压器高压侧与逆变电路输出端连接；所述的整流电路与中频变压器低压侧连接；

步骤S3，根据低压侧直流输出电压参考值Uco*与低压侧直流输出电压Uco进行闭环控制，进而得到与所述其中任意一个混合级联模块的n个整流子模块输出端连接的所有中间隔离级的n个隔离模块的功率总和，将功率总和除以n，得到各中间隔离级传输功率的参考值P_DAB；

步骤S4，所述n个隔离模块低压直流侧输出电流id1、id2…idn经过低通滤波器LPF，得到输出电流计算值

步骤S5，根据每一个隔离模块直流输出电压都相等的原理，将低压侧直流输出电压Uco除以n即得到隔离模块的直流输出电压值，再结合隔离模块的输出电流计算值通过功率计算单元得到各个中间隔离级的传输功率P_DAB1、P_DAB2…P_DABn；

步骤S6，根据各中间隔离级传输功率的参考值P_DAB与各个中间隔离级的传输功率P_DAB1、P_DAB2…P_DABn进行闭环控制得到各隔离模块移相控制角

2.根据权利要求1所述的一种混合级联结构的多端口电力电子变压器，其特征在于：还包括DC-AC逆变器，所述的直流输出端并联形成直流母线，所述直流母线接入所述DC-AC逆变器直流侧，所述的DC-AC逆变器交流侧连接低压交流电网。

3.根据权利要求2所述的一种混合级联结构的多端口电力电子变压器，其特征在于：所述的DC-AC逆变器包括全桥逆变电路和LC滤波电路，所述的全桥逆变电路由储能电容和六个带反并联二极管的IGBT构成，所述的储能电容包括上级电容和下级电容，上级电容和下级电容为串联关系。

4.根据权利要求1所述的一种混合级联结构的多端口电力电子变压器，其特征在于，多端口电力电子变压器的控制电路包括：

整流级第一控制电路，用于控制H桥整流模块；

整流级第二控制电路，用于控制整流子模块；

中间隔离级第一功率计算电路，用于计算中间隔离级模块功率。