[发明专利]一种直流-直流固态变压器

说明书

本发明公开了一种直流‑直流固态变压器，属于变压器技术领域，解决了现有的高压直流输电系统中电力分接装置体积重量大，无法实现高中低电压等级转换的技术问题。该直流‑直流固态变压器包括：第一MMC换流阀，其一端为直流输入端，用于将直流输入端输入的直流电压逆变为第一交流电压后输出；变压单元，其输入与所述第一MMC换流阀的输出连接，用于对第一MMC换流阀输出的第一交流电压进行幅值变化为第二交流电压输出；第二MMC换流阀，其一端连接所述变压单元，另一端为直流输出端，用于将所述第二交流电压整流为直流电压后从直流输出端输出。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体的说，涉及一种直流-直流固态变压器。

背景技术

高压直流输电(HVDC)技术通常用来从远距离的发电厂向用电设备传输大功率电能，用于传输的输电线路通常是架空线路或者海底电缆，与传统交流输电系统相比，高压直流输电系统成本更低，效率更高。

在高压直流输电系统中，经常存在两个不同电压等级的直流网需要互联，或在高压直流输电系统沿线附近，需要将主干网电力传输给沿线直流网络的情形。交流输电系统中，可以通过在电力传输线上加载电力变压器将电力分接至负载。但对于高压直流输电系统，电力变压器无法传递直流电能，目前常见的解决方案是采用晶闸管器件串联，将直流电能经串联晶闸管器件电路逆变为工频交流电压后，经工频电力变压器传递能量后再整流成相应电压等级的直流电压，具有简单、价格低廉等优点。但是工频变压器体积和重量大，导致换流站占地面积大，并且无法实现高中低电压等级转换。

因此，亟需一种应用于高压直流输电系统中的体积重量小，并且能够实现高中低电压等级转换的电力分接装置。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种直流-直流固态变压器，以解决现有的高压直流输电系统中电力分接装置体积重量大，无法实现高中低电压等级转换的技术问题。

本发明的实施例提供一种直流-直流固态变压器，包括：

第一MMC换流阀，其一端为直流输入端，用于将直流输入端输入的直流电压逆变为第一交流电压后输出；

变压单元，其输入与所述第一MMC换流阀的输出连接，用于对第一MMC换流阀输出的第一交流电压进行幅值变化为第二交流电压输出；

第二MMC换流阀，其一端连接所述变压单元，另一端为直流输出端，用于将所述第二交流电压整流为直流电压后从直流输出端输出。

所述直流-直流固态变压器还包括：

控制单元，其用于基于设定电压生成具有相角差的第一调制波和第二调制波，以使得所述第一交流电压追踪所述第一调制波，所述第二交流电压追踪所述第二调制波，从而使得第二MMC换流阀输出的直流电压追踪设定电压。

所述相角差是通过根据所述设定电压与所述第二MMC换流阀输出的直流电压的差值经过调节器得到的。

所述相角差是通过根据所述设定电压与所述第二MMC换流阀输出的直流电压的差值经过调节器得到的第一相角差叠加上根据所述第二MMC换流阀输出的功率在调节器的作用下形成的第二相角差得到的。

所述变压单元包括：双绕组变压器，所述第一MMC换流阀和所述第二MMC换流阀包括两个桥臂，所述桥臂的中点分别连接所述双绕组变压器原边或副边的两极。

变压单元包括：三个双绕组变压器，

所述第一MMC换流阀和所述第二MMC换流阀包括三个桥臂，所述桥臂的中点依次与所述三个双绕组变压器中每个双绕组变压器原边或副边的一极连接，所述三个双绕组变压器原边或副边的另一极相互连接。

所述桥臂包括上、下两个半桥，所述半桥包括：

级联的n个子模块SM；