[发明专利]配网级高频隔离型柔性直流换流器

权利要求书

1.配网级高频隔离型柔性直流换流器，其特征在于：由3n或6n个高频隔离型基本功率单元(1)相互连接而成，n为大于等于2的正整数，所述高频隔离型基本功率单元(1)包括依次连接的非隔离型DC/DC变换器(11)、隔离型DC/DC变换器(12)和非隔离型DC/AC变换器(13)；

所述非隔离型DC/DC变换器(11)的输入端作为高频隔离型基本功率单元(1)的直流输入端，所述非隔离型DC/DC变换器(11)的输出端与隔离型DC/DC变换器(12)的输入端相连接，所述隔离型DC/DC变换器(12)的输出端与非隔离型DC/AC变换器(13)的输入端相连接，所述非隔离型DC/AC变换器(13)的输出端作为高频隔离型基本功率单元(1)的交流输出端；

所述非隔离型DC/DC变换器(11)采用二电平单相半桥拓扑、二电平单相全桥拓扑、三电平单相半桥拓扑或三电平单相全桥拓扑中的一种拓扑结构，采用IGBT或MOSFET功率器件及相应的反并联二极管，同时包含相应的直流滤波电容，均以桥式电路的直流侧作为所述非隔离型DC/DC变换器(11)的输出端，以另一侧作为所述非隔离型DC/DC变换器(11)的输入端；

所述隔离型DC/DC变换器(12)包括依次连接的原边DC/AC变换器(121)、原边阻抗网络(122)、高频隔离变压器(123)、副边阻抗网络(124)和副边AC/DC变换器(125)；

所述原边DC/AC变换器(121)的输入端作为隔离型DC/DC变换器(12)的输入端，所述原边DC/AC变换器(121)的输出端与原边阻抗网络(122)的输入端相连接，所述原边阻抗网络(122)的输出端与高频隔离变压器(123)的输入端相连接，所述高频隔离变压器(123)的输出端与副边阻抗网络(124)的输入端相连接，所述副边阻抗网络(124)的输出端与副边AC/DC变换器(125)的输入端相连接，所述副边AC/DC变换器(125)的输出端作为隔离型DC/DC变换器(12)的输出端。

2.根据权利要求1所述的配网级高频隔离型柔性直流换流器，其特征在于：所述非隔离型DC/AC变换器(13)采用二电平全桥拓扑或者三电平全桥拓扑，采用IGBT或MOSFET功率器件及相应的反并联二极管，同时包含交流滤波电感和相应的直流滤波电容，均以桥式电路的直流侧作为所述非隔离型DC/AC变换器(13)的输入端，以另一侧作为所述非隔离型DC/AC变换器(13)的输出端。

3.根据权利要求1所述的配网级高频隔离型柔性直流换流器，其特征在于：所述原边DC/AC变换器(121)和副边AC/DC变换器(125)拓扑结构，拓扑结构采用二电平单相半桥拓扑、二电平单相全桥拓扑、二电平三相全桥拓扑、三电平单相半桥拓扑、三电平单相全桥拓扑或三电平三相全桥拓扑，均以桥式电路的直流侧作为所述原边DC/AC变换器(121)的输入端或者所述副边AC/DC变换器(125)的输出端，以另一侧作为所述原边DC/AC变换器(121)的输出端或者所述副边AC/DC变换器(125)的输入端。

4.根据权利要求3所述的配网级高频隔离型柔性直流换流器，其特征在于：所述原边阻抗网络(122)和副边阻抗网络(124)两者采用相同的拓扑结构，采用IGBT或MOSFET功率器件及相应的反并联二极管，同时包含相应的直流滤波电容；

当所述原边DC/AC变换器(121)和副边AC/DC变换器(125)采用二电平单相半桥拓扑、二电平单相全桥拓扑、三电平单相半桥拓扑或三电平单相全桥拓扑时，原边阻抗网络(122)和副边阻抗网络(124)为每个端口有两个端子的二端口，内部对应两条支路，支路采用一条支路串联单电感的拓扑，或者一条支路串联电感和电容的拓扑，或者一条支路串联电感、两条支路间并联电容的拓扑；

当所述原边DC/AC变换器(121)和副边AC/DC变换器(125)采用二电平三相全桥拓扑或三电平三相全桥拓扑时，原边阻抗网络(122)和副边阻抗网络(124)为每个端口有三个端子的二端口，内部对应三条支路，支路采用每条支路串联单电感的拓扑或每条支路串联电感和电容的拓扑。