[发明专利]一种变流装置、方法及牵引供电系统

权利要求书

1.一种变流装置，其特征在于，应用于包含第一供电臂和第二供电臂的牵引供电系统，所述变流装置包括N个功率单元组和包含N个变压器绕组的变压模块，每个功率单元组均包括M个功率单元和用于解除M个功率单元之间的耦合性的解耦模块；N、M均为正整数；其中：

在同一功率单元组内，M个功率单元的第一变流侧级联构成所在功率单元组的第一变流侧，M个功率单元的第二变流侧经所在功率单元组内的解耦模块连接后并联构成所在功率单元组的第二变流侧；N个功率单元组的第一变流侧级联，处于第一个级联位置的功率单元的第一变流侧高电位端子接入所述第一供电臂，处于最后一个级联位置的功率单元的第一变流侧低电位端子接地；N个功率单元组的第二变流侧与N个变压器绕组一一对应连接，N个变压器绕组构成所述变压模块的一侧绕组，所述变压模块的另一侧绕组接入所述第二供电臂。

2.如权利要求1所述的变流装置，其特征在于，所述解耦模块包括M个电抗器；其中：

在同一功率单元组内，M个功率单元的第二变流侧高电位端子与M个所述电抗器的第一端一一对应连接，M个所述电抗器的第二端相互连接构成所在功率单元组的第二变流侧高电位端子，M个功率单元的第二变流侧低电位端子相互连接构成所在功率单元组的第二变流侧低电位端子。

3.如权利要求1所述的变流装置，其特征在于，所述解耦模块包括M个第一电抗器和M个第二电抗器；其中：

在同一功率单元组内，M个功率单元的第二变流侧高电位端子与M个所述第一电抗器的第一端一一对应连接，M个所述第一电抗器的第二端相互连接构成所在功率单元组的第二变流侧高电位端子，M个功率单元的第二变流侧低电位端子与M个所述第二电抗器的第一端一一对应连接，M个所述第二电抗器的第二端相互连接构成所在功率单元组的第二变流侧低电位端子。

4.如权利要求1所述的变流装置，其特征在于，所述变压模块包括N个单相双绕组变压器；其中：

N个功率单元组的第二变流侧与N个单相双绕组变压器的一侧绕组一一对应连接，N个单相双绕组变压器的另一侧绕组高电位端子相互连接后接入所述第二供电臂，N个单相双绕组变压器的另一侧绕组低电位端子相互连接后接地。

5.如权利要求1所述的变流装置，其特征在于，所述变压模块具体为单相多绕组变压器；所述单相多绕组变压器包括位于一侧的N个变压器绕组和位于另一侧的单绕组；其中：

N个功率单元组的第二变流侧与所述单相多绕组变压器的N个变压器绕组一一对应连接，所述单相多绕组变压器的另一侧单绕组高电位端子接入所述第二供电臂，所述单相多绕组变压器的另一侧单绕组低电位端子接地。

6.如权利要求1所述的变流装置，其特征在于，所述功率单元具体为单相AC-DC-AC变流器；其中：

所述单相AC-DC-AC变流器的第一交流侧作为所述功率单元的第一变流侧；所述单相AC-DC-AC变流器的第二交流侧作为所述功率单元的第二变流侧。

7.如权利要求6所述的变流装置，其特征在于，所述单相AC-DC-AC变流器具体为两电平变流器或三电平变流器或MMC变流器。

8.如权利要求1-7任一项所述的变流装置，其特征在于，所述变流装置还包括：

与各功率单元连接的控制器，用于根据所述第一供电臂和所述第二供电臂的电参数对应求取所述第一供电臂和所述第二供电臂的有功功率，并通过调整各功率单元来平衡所述第一供电臂和所述第二供电臂的有功功率。

9.如权利要求8所述的变流装置，其特征在于，所述控制器还用于根据所述第一供电臂和所述第二供电臂的电参数对应求取所述第一供电臂和所述第二供电臂的无功功率，并通过调整各功率单元实现对所述第一供电臂和所述第二供电臂进行无功补偿。

10.如权利要求8所述的变流装置，其特征在于，所述控制器还用于通过调整各功率单元实现将其中一个供电臂的再生制动能量转移至另一个供电臂，以使另一个供电臂对所述再生制动能量加以利用。