[发明专利]一种多端口直流电力电子变压器

说明书

本发明公开了一种多端口直流电力电子变压器，包括：高压侧直流母线Pp，高压侧直流母线Pg，高压侧直流母线Pn；低压侧直流母线Qp1，低压侧直流母线Qg1，低压侧直流母线Qn1；低压侧直流母线Qp2，低压侧直流母线Qn2；N个隔离型DC‑DC模块，1个两电容均压变换器。本发明提供的一种多端口直流电力电子变压器，适用于柔性直流输、配电网，新能源并网等所有可能用到连接中、高压直流配电网和低压直流配电网的双向隔离直流电力电子变压器的领域。

技术领域

本发明涉及一种多端口直流电力电子变压器，属于电力电子变压器技术领域。

背景技术

为了实现分布式电源、蓄电池储能和微电网接入直流配电网以及实现不同电压等级直流配电网的连接，直流电压变换必不可少。直流系统无法通过电磁感应原理实现电压变换，必须采用基于电力电子技术的电力电子变压器（Power electronic transformer，PET）实现电压变换和能量传递。用于两个直流母线间能量传输和电气隔离的PET是实现直流母线间电气隔离、母线电压稳定和功率灵活控制的核心设备，因此又被称为直流电力电子变压器（DC Power electronic transformer，DCPET）或者直流固态变压器（DC solidstate transformer，DCSST），简称直流变压器。DCPET被广泛应用在柔性直流输、配电网，新能源并网，能源互联网等所有可能用到连接中、高压直流配电网和低压配电网的双向隔离直流变换领域。

现有直流电力电子变压器使用了较多的DC/DC变换器模块级联，所需的变压器、开关器件数量和驱动较多，因此装置整体质量和体积较大，且成本较高。此外，直流电力电子变压器连接电源或负荷的种类越来越多，需要其具备多种电压等级调节能力的需求越来越大。

因此，亟需设计一种具备多种电压等级输出能力的新型多端口直流电力电子变压器，以解决现有技术中遇到的问题。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多端口直流电力电子变压器，同时实现伪双极端口、真双极端口和电压可调端口输出，并具备较高的功率密度和效率，且节约装置制造成本。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种多端口直流电力电子变压器，包括：高压侧直流母线Pp，高压侧直流母线Pg，高压侧直流母线Pn；低压侧直流母线Qp1，低压侧直流母线Qg1，低压侧直流母线Qn1；低压侧直流母线Qp2，低压侧直流母线Qn2；N个DC-DC模块，1个两电容均压变换器；N为大于等于2的偶数；

所述每个DC-DC模块输入侧的正极与负极之间串联有开关管、开关，N个DC-DC模块输入侧依次串联，上一个DC-DC模块输入侧的负极与下一个DC-DC模块输入侧的开关管、开关之间的公共点相连接，首端第1个DC-DC模块输入侧开关管、开关之间的公共点接入高压侧直流母线Pp，末端第N个DC-DC模块输入侧的负极接入高压侧直流母线Pn；第N/2个DC-DC模块输入侧的负极接入高压侧直流母线Pg；

I个DC-DC模块输出侧的正极均与两电容均压变换器输入侧的正极相连接，I个DC-DC模块输出侧的负极均与两电容均压变换器输入侧的负极相连接；两电容均压变换器输出侧的正极与低压侧直流母线Qp1相连接，两电容均压变换器开关桥臂的串联点与低压侧直流母线Qg1相连接，变换器输出侧的负极与低压侧直流母线Qn1相连接，其中IN；

N-I个DC-DC模块输出侧的正极均与低压侧直流母线Qp2相连接，N-I个DC-DC模块输出侧的负极均与低压侧直流母线Qn2相连接。

作为优选方案，所述DC-DC模块采用隔离型DC-DC模块。

作为优选方案，所述隔离型DC-DC模块采用双向隔离型DC-DC模块。