[发明专利]适用于多个直流单元中压直流并网接口的电力电子变压器

权利要求书

1.适用于多个直流单元中压直流并网接口的电力电子变压器，其特征在于，包括：N个子模块、N-1个LC谐振型功率支路、1个多绕组耦合变压器、1个并网电抗器；

其中，第1个子模块输出侧直流母线正极性端通过并网电抗器接入中压直流母线正极，第s+1个子模块输出侧直流母线正极性端连接第s个子模块输出侧直流母线负极性端，第s+2个子模块输出侧直流母线正极性端连接第s+1个子模块输出侧直流母线负极性端，多绕组耦合变压器原边绕组的一端连接第1个子模块副边整流电路第一桥臂中点，多绕组耦合变压器原边绕组的一端连接第1个子模块副边整流电路第二桥臂中点，第k个LC谐振型功率支路的一端连接第s+1个子模块副边整流电路第一桥臂中点，第k个LC谐振型功率支路的另一端连接多绕组变压器第k个副边线圈的一端，多绕组变压器第k个副边线圈的另一端连接第s+1个子模块副边整流电路第二桥臂中点，第N个子模块输出侧直流母线负极性端连接中压直流母线负极，多绕组耦合变压器原边绕组连接第1个子模块副边整流电路第二桥臂中点的一端与多绕组耦合变压器第k个副边绕组连接第s+1个子模块副边整流电路第二桥臂中点的一端互为同名端，第1个子模块为接入低压直流母线的子模块，其余N-1个子模块为接入光伏阵列、储能设备或直流负载的子模块，N为大于或等于2的自然数，1≤s≤N-2，1≤k≤N-1。

2.根据权利要求1所述适用于多个直流单元中压直流并网接口的电力电子变压器，其特征在于，所述模块包括：第一原边电容、第二原边电容、第一原边开关管、第二原边开关管组成的原边逆变电路，高频隔离变压器，第一副边开关管、第二副边开关管、第三副边电容、第四副边电容组成的副边整流电路；第一原边电容和第二原边电容串接组成原边逆变电路的第一桥臂，第一原边开关管和第二原边开关管串接组成原边逆变电路的第二桥臂；第三副边电容和第四副边电容串接组成副边整流电路的第一桥臂，第一副边开关管和第二副边开关管串接组成副边整流电路的第二桥臂，第一副边开关管漏极与第三副边电容正极连接作为子模块输出侧直流母线正极性端，第二副边开关管源极与第四副边电容负极连接作为子模块输出侧直流母线负极性端；高频隔离变压器原边线圈接在原边逆变电路两桥臂中点之间，高频隔离变压器副边线圈接在副边整流电路两桥臂中点之间。

3.根据权利要求2所述适用于多个直流单元中压直流并网接口的电力电子变压器，其特征在于，所述第k个LC谐振型功率支路包括：第k个谐振电感、第k个谐振电容，第k个谐振电感的一端作为第k个LC谐振型功率支路的一端，第k个谐振电感的另一端连接第k个谐振电容负极，第k个谐振电容的正极作为第k个LC谐振型功率支路的另一端。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述适用于多个直流单元中压直流并网接口的电力电子变压器的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对于各子模块而言，将占空比为50%的第一高频脉冲信号作为副边整流电路中第二桥臂上开关管的栅极触发信号；

步骤2，对于各子模块而言，将与第一高频脉冲信号反相的第二高频脉冲信号作为副边整流电路中第二桥臂下开关管的栅极触发信号；

步骤3，对于接入储能设备的子模块，采集所述接入储能设备的子模块的输入侧电流，并根据所述接入储能设备的子模块的输入侧电流对所述接入储能设备的子模块进行恒流控制，得到所述接入储能设备的子模块的移相角，根据第一高频脉冲信号与所述接入储能设备的子模块的移相角得到第三高频脉冲信号；将第三高频脉冲信号作为所述接入储能设备的子模块原边逆变电路中第二桥臂上开关管的栅极触发信号；将与第三高频脉冲信号反相的第四高频脉冲信号作为所述接入储能设备的子模块原边逆变电路中第二桥臂下开关管的栅极触发信号；

步骤4，对于接入光伏阵列的各子模块，采集所述接入光伏阵列的子模块的输入侧电压和输入侧电流，根据所述接入光伏阵列的子模块的输入侧电压和输入侧电流对所述接入光伏阵列的子模块进行MPPT控制，得到所述接入光伏阵列的子模块的移相角，根据第一高频脉冲信号与所述接入光伏阵列的子模块的移相角得到第五高频脉冲信号，将第五高频脉冲信号作为所述接入光伏阵列的子模块原边逆变电路第二桥臂上开关管的栅极触发信号，将与第五高频脉冲信号反相的第六高频脉冲信号作为所述接入光伏阵列的子模块原边逆变电路第二桥臂下开关管的栅极触发信号；

步骤5，对于接入直流负载的子模块，采集所述接入直流负载的子模块的输入侧电压，并根据所述接入直流负载的子模块的输入侧电压对所述接入直流负载的子模块进行恒压控制，得到所述接入直流负载的子模块的移相角，根据第一高频脉冲信号与所述接入直流负载的子模块的移相角得到第七高频脉冲信号，将第七高频脉冲信号作为所述接入直流负载的子模块原边逆变电路第二桥臂上开关管的栅极触发信号，将与第七高频脉冲信号反相的第八高频脉冲信号作为所述接入直流负载的子模块原边半桥逆变电路第二桥臂下开关管的栅极触发信号；

步骤6，对于接入低压直流母线的第1子模块，采集第1个子模块的输出侧电压，并根据第1个子模块的输出侧电压对第1个子模块进行恒压控制，得到第1个子模块的移相角，根据第一高频脉冲信号与第1个子模块的移相角得到第九高频脉冲信号，将第九高频脉冲信号作为第1个子模块原边逆变电路第二桥臂上开关管的栅极触发信号，将与第九高频脉冲信号反相的第十高频脉冲信号作为第1个子模块原边逆变电路第二桥臂下开关管的栅极触发信号。