[发明专利]一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器

说明书

本发明公开了一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，包括若干个级联的整流器，每个整流器的输出端分别连接至不同的冗余单元模块的输入端，每个冗余单元模块的输出端分别连接至不同的逆变器输入端；其中，所有的冗余单元模块级联，冗余单元模块中包括两个并联的高频变压器T1和高频变压器T2，当高频变压器T1或T2的原边损坏，并不会对另一个高频变压器的副边产生影响，另一个高频变压器可继续工作，具有冗余功能，不会影响电路的正常运行。

技术领域

本发明属于电力电子变压器技术领域，具体涉及一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器。

背景技术

电力电子变压器是近年来随着电力电子技术的发展而引起人们关注的新型智能微网配电变压装置。电力电子变压器除了具备常规变压器的变压、隔离、能量传递等功能外，还具备电网互联、新能源并网等功能。目前，电力电子变压器按照中间有没有DC-DC变换环节，可以分为两大类：无DC-DC变换环节的AC-AC型电力电子变压器和有DC-DC变换环节的AC-DC-AC型电力电子变压器，原理如图1所示。其基本工作原理是：输入级整流器把工频交流电变换为直流后，直流电被变压器原边的逆变电路调制成为高频方波信号，然后该高频方波经变压器副边电路解调为直流电压后再逆变为所需交流输出。

图2是一种目前最具代表性的三极式电力电子变压器结构示意图，它的工作原理是：输入端的工频交流电通过H桥整流器变换为直流电，得到的直流电经过逆变器逆变成高频方波之后，通过高频变压器由一次绕组耦合到二次绕组，然后高频方波通过H桥整流器变换为直流，再通过逆变器逆变为负载侧所需的交流电能输出。这种结构具有以下优点：可以实现输入端在单位功率运行；可以抑制输入侧与负载侧之间谐波的波动；结构简单，功率器件数相对较少。但该结构中只有一个变压器，当电路中的变压器损坏时，整个三极式电力电子变压器无法正常工作，运行风险大。

发明内容

本发明提供了一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，解决了现有技术中存在的问题，可应用于智能微网。

为达到上述目的，本发明所述一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，冗余单元模块中包括两个并联的变压器，提高了整个电力电子变压器运行可靠性。

一种具有冗余功能的智能微网用电力电子变压器，包括若干个级联的整流器，每个整流器的输出端分别连接至不同的冗余单元模块的输入端，每个冗余单元模块的输出端分别连接至不同的逆变器输入端；其中，所有的冗余单元模块级联，冗余单元模块中包括两个并联的变压器。

进一步的，冗余单元模块包括依次连接的全桥逆变电路、高频变压器T1、高频变压器T2、第一和第二整流单元以及第一和第二滤波支路，其中，高频变压器T1和高频变压器T2的原边连接至同一个全桥逆变电路，高频变压器T1和高频变压器T2的副边分别与第一整流单元和第二整流单元的输入端连接，第一整流单元和第二整流单元的输出端分别与第一滤波支路和第二滤波支路连接，第一整流单元和第二整流单元的输出端，第一整流单元和第二整流单元并联。

进一步的，全桥逆变电路包括并联的超前桥臂和滞后桥臂，超前桥臂包括MOS管Q5，MOS管Q5的S极与MOS管Q6的D极连接，MOS管Q6的S极与MOS管Q7的D极连接，MOS管Q7的S极与MOS管Q8的D极连接；滞后桥臂包括MOS管Q1，MOS管Q1的S极与MOS管Q2的D极连接，MOS管Q2的S极与MOS管Q3的D极连接，MOS管Q3的S极与MOS管Q4的D极连接。

进一步的，还包括电容C1和电容C2，电容C1一端和MOS管Q5及MOS管Q1的D极连接，另一端和MOS管Q6及MOS管Q2的S极连接，电容C2一端和MOS管Q7及MOS管Q3的D极连接，另一端和MOS管Q8及MOS管Q4的S极连接。