[实用新型]一种多端口电力电子变压器

权利要求书

1.一种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个子模块串联而成的模块，中间隔离级包括M*n个隔离模块；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个子模块串联而成的模块的两个输入端连接，每个子模块的输出端作为混合级联模块的输出端，每个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。

2.根据权利要求1所述的一种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所述的一种多端口电力电子变压器，其特征在于：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，用于控制整流级子模块；

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。

5.根据权利要求4所述的一种多端口电力电子变压器，其特征在于，所述整流级第一控制电路包括：

总电压合成电路，计算整流级直流侧总电压并将输出给电压外环PI控制器和所述的整流级第二控制电路；

参考电压放大电路，将各模块直流侧电压参考值U_ref放大n倍，并发送给电压外环PI控制器；

PLL锁相环电路，用于获取瞬时电压Us的相位；

正弦发生电路，与所述PLL锁相环连接，用于根据PLL锁相环获取的Us相位，得到与Us同相的正弦信号Sinwt；

电压外环PI控制器，用于对直流侧总电压与n倍各子模块直流侧参考电压Udc_ref的差值进行PI调节，得到高压交流电网侧电流参考值Is*；

电流内环P控制器，用于对高压交流电网侧电流Is与高压交流电网侧电流参考值Is*的差值进行P调节，得到级联H桥模块调制信号。

6.根据权利要求4所述的一种多端口电力电子变压器，其特征在于：所述整流级第二控制电路包括：

除法电路，用于计算各子模块直流输出平均电压V_ref；

PI控制器，用于对直流输出平均电压V_ref与各子模块直流输出电压Udc1、Udc2…Udcn的差值进行PI调节，得到各子模块调制信号。

7.根据权利要求4所述的一种多端口电力电子变压器，其特征在于，所述中间隔离级第一功率计算电路，包括：

低通滤波器LPF，用于将脉冲直流信号id1、id2…idn转变成连续直流信号

功率计算单元，通过Uco分别与相乘，计算出各个隔离级传输的功率；

中间隔离级第一PI控制器，用于将低压侧直流输出电压Uco与低压侧直流输出电压参考值的差值进行PI控制，得到中间隔离级传输的总功率参考值，将其除以n，即得到各中间隔离级传输功率的参考值P_DAB；

中间隔离级第二PI控制器，用于将各个中间隔离级传输的功率P_DAB1、P_DAB2…P_DABn与中间隔离级传输功率的参考值P_DAB的差值进行PI调节，得到各隔离模块移相控制角