[发明专利]基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统

权利要求书

1.基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：该系统包括风力发电机、混合MMC、DC/AC逆变结构(单向MMC)、高频变压器和矩阵变换器,其中风力发电机连接到混合MMC上,混合MMC连接单向MMC,DC/AC逆变结构(单向MMC)通过高频变压器连接至矩阵变换器,矩阵变换器连接电网。

2.根据权利要求1所述的基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：风力发电机连接到AC/DC整流器上，风力发电机将风能转换为三相交流形式的电能，工频输入的交流信号经过整流转化为直流，直流经过逆变结构调制为高频方波，完成一次升频，调制后的信号加至高频隔离变压器的一次侧，耦合到二次侧，传来的高频交流电经过矩阵变换器转变为工频的交流输出，最后将输出的交流电馈入到电网。

3.根据权利要求1或2所述的基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：混合MMC中，每个桥臂既包含有全桥子模块(FBSM)又包含有半桥子模块(HBSM)。

半桥子模块是一个IGBT并联一个二极管形成一个组,半桥子模块的两个组之间的IGBT串联，两个IGBT串联之后形成一个电路,然后这个电路再与电容C并联，半桥子模块正常情况下有2种工作模式。

全桥子模块有4个IGBT，4个二极管，它的结构与半桥子模块连接关系雷同，每个电容C对应并联一个两两串联的IGBT电路,与半桥子模块连接关系雷同，全桥子模块正常情况下有3种工作模式；当直流侧发生故障时，闭锁所有IGBT，则子模块进入故障工作模式；故障工作模式下，在全桥子模块中，故障电流必须经过电容C才能构成通路，而半桥子模块中，单向流通的电流可不必经过电容C；通过电容C，全桥子模块可以隔离短路故障。

4.根据权利要求3所述的基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：正常运行时半桥子模块的工作模式如下：

正常工作时全桥子模块所有的工作模式如下：

。

5.根据权利要求1所述的基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：DC/AC逆变结构为单相MMC变换器。

6.根据权利要求1所述的基于混合MMC及矩阵变换器的风机并网系统，其特征在于：矩阵变换器是一种AC/AC变换器。