[发明专利]一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法

说明书

本公开涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法。其中，该多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，直流母线电容单元包括n个直流母线电容，n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，多电平全桥整流单元分别与n+1个直流端子和直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；直流供电单元与直流母线电容单元并联连接，用于输出第一直流电能至直流电源。采用上述方案的本公开可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。

技术领域

本公开涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电力电子变压器由于功率密度高、效率高、控制灵活等优点在交直流配网中得到越来越多的应用。在中压交流电网中，受限于开关器件的电压等级，通常采用多个子模块在交流侧串联后再接入电网。然而，受限于开关器件的开关速度和电压等级，每个子模块的直流母线电压等级较低，需要的子模块数量众多，不仅控制复杂，也难以提高整个系统的功率密度。

发明内容

本公开提供了一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法，主要目的在于在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。

根据本公开的一方面，提供了一种多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，所述直流母线电容单元包括n个直流母线电容，所述n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，

所述多电平全桥整流单元分别与所述n+1个直流端子和所述直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；

所述直流供电单元与所述直流母线电容单元并联连接，用于输出所述第一直流电能至直流电源。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述多电平全桥整流单元包括两个桥臂；其中，

所述桥臂的交流端为所述多电平全桥整流单元的交流端，所述两个桥臂的直流侧并联连接；

所述两个桥臂中至少一个所述桥臂为中点箝位多电平半桥。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述两个桥臂均为所述中点箝位多电平半桥，所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应；

或者，

所述两个桥臂分别为所述中点箝位多电平半桥和两电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述两电平半桥与所述直流母线电容单元并联连接。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述直流供电单元包括多电平高频逆变单元和高频隔离整流单元，所述多电平高频逆变单元包括至少一个中点箝位多电平半桥；其中，

所述多电平高频逆变单元与所述直流母线电容单元连接，用于根据所述至少一个中点箝位多电平半桥，将所述第一直流电能逆变为第二交流电能；

所述高频隔离整流单元与所述多电平高频逆变单元连接，用于将所述第二交流电能整流为第二直流电能。

可选地，在本公开的一个实施例中，所述多电平高频逆变单元包括两个所述中点箝位多电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子与所述高频隔离整流单元连接；

或者，