[发明专利]一种模块化多电平交‑交变换器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种模块化多电平交-交变换器。

背景技术

海上风力发电具有资源丰富、不占用土地资源、机组年利用小时数高等优点，受到了越来越多的关注。同时，海上风电场离岸距离越远，风速越大且稳定，输出功率更高。随着海上风机的容量的不断提升，某些风机制造商生产的8MW风机其出口电压已达6600V，且仍会随着风机容量的提升而进一步升高。

传统的应用于大容量海上风力发电并网系统的多电平变换器，主要为嵌位式多电平变换器，该种嵌位式多电平变换器随着电平数的增加，其嵌位器件急剧增加，且控制复杂，不便于使用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的多电平变换器控制复杂的缺陷，从而提供一种模块化多电平交-交变换器。

为此，本发明的技术方案如下：

一种模块化多电平交-交变换器，包括三相，其中，每相包含上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和所述下桥臂分别包括至少一个可控功率模块以及一个电抗器，所述可控功率模块和所述电抗器串联连接；

所述上桥臂的一端和所述下桥臂的一端连接，其连接点作为三相交流输入端之一；

第一相的所述上桥臂的另一端和第二相的所述下桥臂的另一端连接，其连接点作为三相交流输出端之一；第二相的所述上桥臂的另一端和第三相的所述下桥臂的另一端连接，其连接点作为三相交流输出端之一；第三相的所述上桥臂的另一端和第一相的所述下桥臂的另一端连接，其连接点作为三相交流输出端之一。

优选地，所述可控功率模块包括：H桥变流单元与电容C，所述H桥变流单元与电容C并联连接；所述H桥变流单元两个桥臂的中点作为所述可控功率模块的两个输出端。

优选地，所述H桥变流单元包括第一电力电子开关器件、第二电力电子开关器件、第三电力电子开关器件、第四电力电子开关器件、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管，其中，

所述第一电力电子开关器件与所述第一二极管并联连接；所述第二电力电子开关器件与所述第二二极管并联连接；所述第三电力电子开关器件与所述第三二极管并联连接；所述第四电力电子开关器件与所述第四二极管并联连接；

所述第一电力电子开关器件和所述第三电力电子开关器件串联连接；所述第二电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件串联连接；

串联后的所述第一电力电子开关器件和所述第三电力电子开关器件与串联后的所述第二电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件以及所述电容C并联连接；

所述第一电力电子开关器件和所述第三电力电子开关器件连接的中点作为所述H桥变流单元的一个输出端；所述第二电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件连接的中点作为所述H桥变流单元的另一个输出端。

优选地，所述的模块化多电平交-交变换器拓扑结构还包括控制模块，用于控制所述可控功率模块的输出，其中，所述可控功率模块的输出包括三种模式，其中，第一模式为所述可控功率模块输出正向电压；第二模式为输出负向电压；第三模式为输出零电压。

优选地，当所述控制模块控制所述第一电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件导通、所述第二电力电子开关器件和所述第三电力电子开关器件关断时，所述可控功率模块输出正向电压。

优选地，当所述控制模块控制所述第二电力电子开关器件和所述第三电力电子开关器件导通、所述第一电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件关断时，所述可控功率模块输出负向电压。

优选地，当所述控制模块控制所述第一电力电子开关器件和所述第二电力电子开关器件导通、所述第三电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件关断时，所述可控功率模块输出零电压。

优选地，当所述控制模块控制所述第三电力电子开关器件和所述第四电力电子开关器件导通、所述第一电力电子开关器件和所述第二电力电子开关器件关断时，所述可控功率模块输出零电压。

本发明技术方案，具有如下优点：