[发明专利]三电平储能变流器

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种三电平储能变流器。

背景技术

目前，随着技术的发展和社会的进步，人们对于能源的需求越来越高，尤其是清洁能源(如光伏发电、风力发电及水力发电等)的开发及利用，越来越受到人们的关注。

传统的储能系统电路中，一般采用四线制(即四个桥臂)连接方式，用于同时满足三相负载和单相复杂的需求；但由于其抑制不平负载的电压利用率低，且没有四象限运行的能力，同时直流-直流(DC/DC)模块的电流纹波较大，严重影响储能系统的稳定性。

发明内容

本发明记载了一种三电平储能变流器，包括：

储能单元，用于存储或释放电能；

回馈式三电平DC/DC单元，与所述储能单元电连接，以降低向所述储能单元充放电时的电流纹波；

T型三电平四桥臂DC/AC单元，通过所述回馈式三电平DC/DC单元与所述储能单元电连接；

滤波器，所述T型三电平四桥臂DC/AC单元通过所述滤波器与负载电连接；

其中，所述回馈式三电平DC/DC单元中设置有直流滤波电路，所述T型三电平四桥臂DC/AC单元包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均分别通过功率开关单元与所述直流滤波电路的电容中点连接，所述第四桥臂不与所述直流滤波电路的电容中电连接。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述回馈式三电平DC/DC单元和所述T型三电平四桥臂DC/AC单元中均设置有若干功率开关单元。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述功率开关单元为电力电子开关器件。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述电力电子开关器件为IGBT或MOSFET。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述回馈式三电平DC/DC单元还包括：

交错并联的三电平电路，且该交错并联的三电平电路包括相互交错并联的第一电平支路、第二电平支路和第三电平支路；

所述第一电平支路与所述直流滤波电路的一端连接，所述第三电平支路与所述直流滤波电路的另一端连接，所述第二电平支路与所述直流滤波电路的电容中点连接。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述交错并联的三电平电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第八功率开关单元、第一电容和第二电容；

所述第一电感和所述第三电感的一端均与所述储能单元的高电平端连接，所述第一电感的另一端分别与所述第一功率开关单元的漏端和所述第三功率开关单元的源端电连接，所述第三电感的另一端分别与所述第五功率开关单元的漏端和所述第七功率开关单元的源端电连接；

所述第二电感和所述第四电感的一端均与所述储能单元的高低平端连接，所述第二电感的另一端分别与所述第四功率开关单元的漏端和所述第二功率开关单元的源端电连接，所述第四电感的另一端分别与所述第八功率开关单元的漏端和所述第六功率开关单元的源端电连接；

所述第三功率开关单元的漏端与所述第七功率开关单元的漏端电连接，所述第八功率开关单元的源端与所述第四功率开关单元的源端电连接，所述第一功率开关单元的源端分别与所述第二功率开关单元的漏端、所述第五功率开关单元的源端和所述第六功率开关单元的漏端电连接；

所述第三功率开关单元的漏端还依次通过串联的所述第一电容和第二电容与所述第八功率开关单元的源端电连接，且位于所述第一电容和所述第二电容之间的电路上形成有所述电容中点，所述第一功率开关单元的源端与所述电容中点电连接。

作为一个优选的实施例，上述的三电平储能变流器中，所述T型三电平四桥臂DC/AC单元包括：第九功率开关单元、第十功率开关单元、第十一功率开关单元、第十二功率开关单元、第十三功率开关单元、第十四功率开关单元、第十五功率开关单元、第十六功率开关单元、第十七功率开关单元、第十八功率开关单元、第十九功率开关单元、第二十功率开关单元、第二一功率开关单元和第二二功率开关单元；