[发明专利]一种级联H桥三相电子电力变压器的冗余结构

说明书

本发明公开了一种级联H桥三相电子电力变压器的冗余结构包括，输入级模块、隔离级模块以及输出级模块，输入级模块的三相输入端用于同级联H桥三相电子电力变压器的三相连接，用于将故障相交流转化为直流输出；隔离级模块的输入端同输入级模块的输出端连接，用于将输入级模块输出的直流转化为另一幅值的直流输出，并实现隔离级模块两侧模块的电气隔离；输出级模块输入端同隔离级模块的输出端连接，其输出端同级联H桥三相电子电力变压器的三相输出端连接，用于将隔离级模块输出的直流转化为相应故障相的交流输出。电子电力变压器的三相共用一个冗余模块，将冗余模块的最小数量从三个减小到一个，大幅降低了冗余成本。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地，涉及到一种用于电子电力变压器的冗余结构。

背景技术

电子电力变压器，也被称作固态变压器、电力电子变压器、智能变压器等，是一种新型的电力变压器。电子电力变压器具有高度的可控性、功能强大，具有广阔的应用前景。

当前，对电子电力变压器的研究和应用主要集中在中压电力网络。应用场合主要包括轨道交通牵引、新能源并网、高质量电力供应等。随着电子电力变压器在实际工程中的应用，可靠性逐渐成为制约其广泛应用的关键因素之一。主回路拓扑冗余结构是目前常用的一种提升可靠性的方法。

冗余方案可以被大致分为热冗余方案和冷冗余方案。

热冗余方案是指在正常运行情况下，冗余结构和其他模块一起工作。当一个故障发生时，故障模块被迅速隔离，剩余的健康模块仍然继续工作。

冷冗余方案是指在正常情况下冗余结构不参与运行，当故障模块被隔离后，冗余结构才开始充电、投入运行。

对于级联H桥三相电子电力变压器，在热冗余和冷冗余方案中，每相至少需要一个冗余结构，即三相共需至少三个冗余结构，整体冗余成本高。

发明内容

为解决现有电子电力变压器冗余方案中存在的缺点，本发明提供了一种新型的级联H桥三相电子电力变压器低成本冗余结构，旨在解决现有电子电力变压器冗余成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种级联H桥三相电子电力变压器的冗余结构，包括：

输入级模块，其三相输入端用于同级联H桥三相电子电力变压器的三相连接，用于当级联H桥三相电子电力变压器中某相某个模块发生故障时，将故障相交流转化直流输出；

隔离级模块，其输入端同输入级模块的输出端连接，用于将输入级模块输出的直流转化为另一幅值的直流输出，并实现隔离级模块两侧模块的电气隔离；以及

输出级模块，其输入端同隔离级模块的输出端连接，其输出端同级联H桥三相电子电力变压器的另一个三相端连接，用于当级联H桥三相电子电力变压器某相中某个模块发生故障时，将隔离级模块输出直流转化为相应故障相交流输出。

优选地，输入级模块包括：

输入级开关电路、三桥臂全桥电路及直流稳压电容，输入级开关电路的三相输入端作为输入级模块的三相输入端，输入级开关电路的三相输出端同三桥臂全桥电路的交流输入端连接，三桥臂全桥电路的直流输出端同稳压电容两端连接；

输入级开关电路包括并联的开关支路和第三相开关，第一开关支路包括串联的第一相开关和第二相开关，第一开关支路的一端作为输入级模块的一相输入端，第一开关支路的另一端作为输入级模块的一相输入端，第一相开关和第二相开关的连接端作为输入级模块的一相输入端，稳压电容的两端作为输入级模块的输出端。

优选地，输入级模块包括：

三桥臂全桥电路及直流稳压电容，三桥臂全桥电路的交流输入端作为输入级模块的三相输入端，三桥臂全桥电路的直流输出端同稳压电容两端连接，稳压电容的两端作为输入级模块的输出端。