[发明专利]一种多电平变换系统

说明书

本发明提出一种多电平变换系统，包括：直流电源V_H、第一电容器C₁和第二电容器C₂、i个T型三电平电路、DC/DC变换器、i个第三电容器C₃及i个开关电容多电平电路；第一电容器C₁的负极与直流电源V_H的负极相连，第二电容器C₂的正极与直流电源V_H的正极相连，第一电容器C₁的正极与第二电容器C₂的负极相连于中性点N；DC/DC变换器的输入端连接直流电源V_H,i个第三电容器C₃中的任意一个均并联在DC/DC变换器的输出端，第k个开关电容多电平电路与第k个第三电容器C₃并联连接，本发明提出的多电平变换系统，结构简单且输入电源的需求数量少。

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换的技术领域，更具体地，涉及一种多电平变换系统。

背景技术

随着石油、煤炭等化石能源的日益枯竭，能源危机和能源污染步步逼近，获取新型能源已经变得十分迫切，以风能和太阳能为代表的分布式发电技术以及以电池和超级电容为代表的分布式储能技术越来越受到世界各国的高度重视，这些新兴能源和新技术的发展和应用高度依赖于电力电子逆变装置的性能。

然而，传统的两电平逆变电路具有谐波含量高和效率低等缺陷。近年来，随着电力电子技术的高速发展，多电平逆变电路系统备受关注，其优点包括输出电压谐波含量少、器件电压应力低、电磁干扰少和效率较高等。典型的多电平逆变电路包括二极管钳位型、电容钳位型和H桥级联型。其中电容钳位型和电容钳位型多电平逆变电路在输出电平数较多时所需钳位器件非常多、电路非常复杂，而H桥级联型多电平逆变电路需要多个独立的直流电源。

综上所述，如何设计出电路结构简单、输出电平数多和输入电源数量少的多电平逆变电路是有待解决的问题。

发明内容

为克服现有多电平逆变电路系统的结构复杂，且具有输入电源数量多的弊端，本发明提出一种多电平变换系统，基于开关电容和T型电路，结构简单且输入电源的需求数量少。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种多电平变换系统，包括：直流电源V_H、用于将直流电源V_H输出电压均分的第一电容器C₁和第二电容器C₂、i个用于电平变换的T型三电平电路1、DC/DC变换器、i个用于滤波的第三电容器C₃及i个开关电容多电平电路；第一电容器C₁的负极与直流电源V_H的负极相连，第二电容器C₂的正极与直流电源V_H的正极相连，第一电容器C₁的正极与第二电容器C₂的负极相连于中性点N；DC/DC变换器的输入端连接直流电源V_H,i个第三电容器C₃中的任意一个均并联在DC/DC变换器的输出端，第k个开关电容多电平电路与第k个第三电容器C₃并联连接；任意一个T型三电平电路1的第一输入端a连接直流电源V_H的负极，第二输入端b连接中性点N，第三输入端c连接直流电源V_H的正极，第k个T型三电平电路1的输出端d连接第k个开关电容多电平电路的第一输出端e，i表示正整数，k取1～i之间的正整数。

在此，T型三电平电路1将第一电容器C1和第二电容器C2的电压转换成三电平交流电压，DC/DC变换器将直流电源V_H输出的直流电压转换成另一种幅值的直流电压，开关电容多电平电路将DC/DC变换器输出的直流电压转换成多电平交流电压。