[发明专利]面向交直流混合配电网的功率复合型模块化多电平固态变压器拓扑结构

摘要

本发明公开了一种面向交直流混合配电网的功率复合型固态变压器拓扑结构，包括位于高压侧的模块化多电平变换器、中间侧的高频AC‑DC变换器和低压侧的逆变器。模块化多电平变换器的三相上下桥臂中点各引出一条支路经隔直电容接入高频变压器，形成一条新的高频功率流通路径，并同时在目标调制信号中叠加高频分量，将高压侧的能量以高频功率的形式经此高频流通路径引入高频变压器并传送至低压侧，使得高压侧输入级和中间侧隔离级采用功率复合思想进行一体化功率变换，有效减少了功率变换级数，功率变换更为集成，功率传递效率更高。同时，本发明中高频传输功率既不会流向高压直流端口，又不会流向基频交流端口，无需陷波器等频率选择装置。

主权项

1.一种面向交直流混合配电网的功率复合型模块化多电平固态变压器拓扑结构，包括位于高压侧的模块化多电平变换器、中间侧的高频AC‑DC变换器和低压侧的逆变器；模块化多电平变换器和高频AC‑DC变换器均为三相结构，且二者的各相一一对应；模块化多电平变换器的每一相具有上下两个桥臂，上下桥臂各自具有上下两个子桥臂，每一子桥臂包括串联连接的一个单元模块和一个滤波电感；所述单元模块包括级联的一或多个子模块，每一子模块为双半桥结构；在模块化多电平变换器的任一相中，上桥臂中上子桥臂的上端与高压直流电源输入端的正极相连，下桥臂中下子桥臂的下端与高压直流电源输入端的负极相连，上下桥臂的连接点与三相高压交流电源输入端的一相端口相连；高频AC‑DC变换器的每一相包括一个隔直电容、一个高频变压器和一个H桥整流器；在高频AC‑DC变换器的任一相中，高频变压器原边的正负极经由串联的隔直电容跨接至模块化多电平变换器中对应相的上下桥臂的两个中点，高频变压器副边的正负极跨接至H桥整流器左右桥臂的两个中点；高频AC‑DC变换器各相中的H桥整流器上桥臂的中点和下桥臂的中点分别连接至所述逆变器的正极和负极。