[发明专利]一种模块化多电平交流-直流变换系统

权利要求书

1.一种模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，包括：一个控制器及多个子模块单元、隔离变压器、直流支撑电容，其中，

每个子模块单元的直流侧与一个直流支撑电容并联，直流支撑电容的输出形成变换系统的直流端；

每个子模块单元的交流侧连接一个隔离变压器的输出端，隔离变压器的输入端串联形成变换系统的交流端；

控制器采集交流侧电流和各子模块单元电容电压，输出所有子模块单元内部功率器件的触发信号，用于交流功率控制、交流输出电压控制、直流支撑电容平均电压控制、直流输出电压控制和子模电容均压控制；

直流支撑电容通过半桥或全桥拓扑输出后直接串联形成直流端，或，直流支撑电容通过串联或并联后形成变换系统的直流端，或，直流支撑电容通过DC/DC变换器进行串联、并联或串并混合连接后形成直流端。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，子模块单元采用三个全桥结构、三个半桥结构或三相四桥臂结构在直流侧进行并联。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，直流支撑电容通过半桥拓扑输出串联形成直流端时，若变换系统仅整流运行，半桥拓扑的上管采用IGBT，下管采用二极管；若变换系统仅逆变运行，半桥拓扑的上管采用二极管，下管采用IGBT；若变换系统功率双向运行，半桥拓扑的上管和下管可采用IGBT。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，直流支撑电容通过全桥拓扑输出串联形成直流端时，若变换系统仅整流运行，全桥拓扑的T1管和T4管采用二极管，T2和T3管采用IGBT；若变换系统仅逆变运行，全桥拓扑的T1管和T4管采用IGBT，T2和T3管采用二极管；若变换系统功率双向运行，全桥拓扑的所有管采用IGBT。

5.根据权利要求1所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，隔离变压器采用分立的单个隔离变压器或多个子模块集成的多绕组隔离变压器。

6.根据权利要求5所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，隔离变压器的输入端先各相直接串联后将交流三相接成星型或三角形。

7.根据权利要求1所述的模块化多电平交流-直流变换系统，其特征在于，还包括：故障电流抑制单元，与所述直流支撑电容的输出端连接，用于限制直流侧短路故障电流。