[发明专利]一种直流配电网用双有源桥变换器

说明书

本发明涉及一种直流配电网用双有源桥变换器，中压侧H桥变换器的两个正极和负极之间的两条电路分别与变压器集成电感和变压器一次侧绕组串联在一起；低压侧H桥变换器的两个正极和负极之间的两条电路分别连接于变压器二次侧绕组的两端；变压器集成电感绕制在变压器低损耗超薄硅钢片铁心的一侧；变压器一次侧绕组绕制在低损耗超薄硅钢片铁心的中间侧；变压器二次侧绕组绕制在低损耗超薄硅钢片铁心的另一侧。本发明系统稳定性、结构简单，具有饱和磁感应强度高、磁导率高、居里温度高和成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种用以电气工程领域电源或直流配电网的能量传输等的直流配电网用双有源桥变换器。

背景技术

近年来随着电力电子变流技术、控制技术的迅速发展，智能电网在全世界范围内得到了应用与推广，尤其是能源供需方式发生变化后，工业、农业、生活等对用电需求、电能质量和供电可靠性提出了更高的要求。因此，当前交流配电网面临着分布式新能源大力接入、用户侧需求多样化、电能供应质量及高效性和可靠性挑战。

有一种配电网—直流配电网省去了AC-DC变换环节，更加便于分布式发电、储能、变频调速装置的接入，相比较传统交流电网将更加高效。作为直流配电网的主要环节之一的双有源桥变换器也称电力电子变压器，通过在原边和副边引入电力电子转换器对一次侧和二次侧的电压的幅值和相位进行实时的数字控制，相对于传统的电力变压器，电力电子变压器可以更加精确、灵活、稳定以及可靠地对输出端进行调节。电力电子变压器所拥有的优势以及特点，其可以对诸多环境中许多较难解决的问题有很好的应用解决。

直流配电网具有优化配电网结构和效率、提高输送容量、改善用户侧电能质量、可再生能源灵活便捷接入等优势。然而相比于直流配电网，目前交流配电网的运行控制技术更加成熟，且能够通过工频变压器实现电压变换与电气隔离。直流配电网不能像交流配电网中可直接通过工频磁耦合变压器实现变压与隔离，因此高性能隔离性直流变换器成为制约直流配电网发展的重要因素之一。

同时，目前现有的DC-DC变换器大多采用高频变压器，铁心采用铁氧体磁芯，其饱和磁通密度低、磁导率低、居里温度低、成本高，限制了DC-DC变换器向大功率、高功率密度方向的发展。

发明内容

发明目的

本发明提供直流配电网用双有源桥变换器，用于实现中压侧电网与低压侧电网能量的双向流动，目的在于调节电网侧与用户侧电能的传递，增加传统双有源桥变换器的单机容量、提高系统的稳定性、降低系统的成本。

技术方案

一种直流配电网用双有源桥变换器，包括中压直流输电网、中压侧滤波电容、中压侧H桥变换器、变压器、低压侧H桥变换器、低压侧滤波电容和低压直流输电网，变压器包括变压器集成电感、变压器一次侧绕组、低损耗超薄硅钢片铁心和变压器二次侧绕组；

所述中压直流输电网(1)的正极同时连接有中压侧滤波电容(2)的一端和中压侧H桥变换器(3)的正极，中压直流输电网(1)的负极同时连接有中压侧滤波电容(2)的另一端和中压侧H桥变换器(3)的负极，中压侧H桥变换器(3)的两个正极和负极之间的两条电路分别与变压器集成电感(4)和变压器一次侧绕组(5)串联在一起；

所述低压直流输电网(12)的正极同时连接有低压侧滤波电容(10)的一端和低压侧H桥变换器(9)的正极，所述低压直流输电网(12)的负极同时连接有低压侧滤波电容(10)的另一端和低压侧H桥变换器(9)的负极，低压侧H桥变换器(9)的两个正极和负极之间的两条电路分别连接于变压器二次侧绕组(7)的两端；

所述变压器集成电感绕制在变压器低损耗超薄硅钢片铁心的一侧；变压器一次侧绕组绕制在低损耗超薄硅钢片铁心的中间侧；变压器二次侧绕组绕制在低损耗超薄硅钢片铁心的另一侧。

连接中压侧H桥变换器与变压器集成电感的线路上设有电容。