[发明专利]一种高压直流多端口变换装置及系统

说明书

本发明公开了一种高压直流多端口变换装置及系统，装置包括：多绕组变压器原边与DC/AC模块连接，多绕组变压器的副边绕组包括双端绕组及三端绕组，其中三端绕组的中间段为中心抽头，三端绕组与第一AC/DC模块，两端绕组与第二AC/DC模块连接，其中，DC/AC模块将高压直流转换为中低频交流，第一AC/DC模块、第二AC/DC模块将交流电直接转换为直流电分别为负荷、公共直流母线供电，从而对高压进行直接变换给负荷高效供电，具有变换环节少、效率更高、端口多样等优点，并且通过调整中心抽头的位置，使得负荷端口电压可根据负荷的特性灵活调节，相较于传统技术，减少了变换环节，提升了变换效率。

技术领域

本发明涉及直流供电技术领域，具体涉及一种高压直流多端口变换装置及系统。

背景技术

直流输配电技术因其具有独特的技术优势在高压输电网、中压配电网以及微电网等领域得到迅速发展，其核心是直流变换技术或直流变压器技术，负责将高电压等级的直流变换到低电压等级的直流。通常电压等级变换跨度大，需要变换装置的输入输出变比较大，并且需要输出电压在一定范围内可调，甚至需要变换装置的输出端口直接对接负载，或者输出具有多个电压等级的端口。

现有技术通常采用多级变换的方式实现高低压、多端口之间的直流变换，现有装置高压侧的变换(也称第一级变换)方式，通常采用功率半导体器件以器件串联或电路串联的形式构建成一个或多个DC/AC电路，将直流变换成中高频交流，经中高频隔离变压器变压之后，在低压侧经AC/DC整流变换(也称第二级变换)，将交流整流成直流后以串联或者并联的形式构建出一个固定电压的公共直流母线，再经一个或者多个DC/DC变换(也称第三级变换，输出电压灵活可调)之后给一个或多个负荷进行供电。因此，这种多级变换的方式存在变换装置环节多、损耗大、控制复杂等问题，较难实现对负荷的高压直接供电以及变换效率的提升。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的多级变换的方式存在变换装置环节多、损耗大、控制复杂的缺陷，从而提供一种高压直流多端口变换装置及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种高压直流多端口变换装置，包括：DC/AC模块、多绕组变压器、第一AC/DC模块和/或第二AC/DC模块，DC/AC模块包括总输入正极、总输入负极、多组输出端，其中，DC/AC模块的总输入正极与高压直流正极连接，DC/AC模块的总输入负极与高压直流负极连接，DC/AC模块的每组输出端与多绕组变压器的一个原边绕组的两个输入端连接，DC/AC模块用于将高压直流电转换为中低频交流电；第一AC/DC模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端分别与多绕组变压器的一个副边绕组的第一输出端、第二输出端、中心抽头对应连接，第一AC/DC模块的第一输出端、第二输出端分别与相应电压等级的负载供电端的正极、负极连接，第一AC/DC模块用于将中低频交流电转换为直流电，为相应电压等级的负载供电；第二AC/DC模块的第一输入端、第二输入端分别与多绕组变压器的一个副边绕组的第一输出端、第二输出端对应连接，第二AC/DC的第一输出端、第二输出端分别与相应电压等级的公共直流输出端口的正极、负极连接，第二DC/DC模块用于将中低频交流电转换为直流电，为相应电压等级的公共直流母线供电。

在一实施例中，当第一AC/DC模块为两个或两个以上时，输出相同等级电压的第一AC/DC模块的两个输出端对应并联连接后，分别与负载的供电端的正极、负极连接。

在一实施例中，DC/AC模块为多个DC/AC变换器构成的串联电路，其中，串联电路中的本级DC/AC变换器的第一输入端均与上级DC/AC变换器的第二输入端连接，串联电路中本级DC/AC变换器的第二输入端均与下级DC/AC变换器的第一输入端连接，串联电路中第一级DC/AC变换器的第一输入端与高压直流正极连接，串联电路中最后一级DC/AC变换器的第二输入端与高压直流负极连接，串联电路中每个DC/AC变换器的第一输出端、第二输出端分别与多绕组变压器的一个原边绕组的两端对应连接。