[发明专利]一种基于混合型模块化多电平变换器的电力电子变压器

权利要求书

1.一种基于混合型模块化多电平变换器的电力电子变压器，其特征在于，包括：

输入级，其交流侧直接与风机相连，其直流侧接电力电子变压器的低压直流母线；

传输级，包含多个输入端并联输出端串联的传输级单元，各传输级单元的输入端与电力电子变压器系统的低压直流母线连接，各传输级单元的输出端串联后接在电力电子变压器系统正负高压直流母线之间，传输级单元的投入数根据系统实际传输功率确定，高压直流母线电压的额定值以输出级运行在超调状态下为控制目标确定，所述传输级单元包括双有源桥式变换器和旁路电路，双有源桥式变换器的低压侧与电力电子变压器系统的低压直流母线连接，旁路电路接在双有源桥式变换器高压侧两输出端子之间，由两个开关管串联连接组成，各传输单元的控制信号根据系统实时传输功率确定传输单元的投入数目后生成；及，

输出级，由三相混合型模块化多电平变换器构成，所述三相混合型模块化多电平变换器的直流侧接电力电子变压器系统高压直流母线，三相混合型模块化多电平变换器的交流侧直接与集电网相连，三相混合型模块化多电平变换器的每个桥臂由全桥子模块和半桥子模块串联组成，输入级和输出级的控制信号根据额定的低压直流母线和实时采集的高压直流母线电压生成，采用超调控制策略控制输出级并根据输出级的实际调制比生成三相混合型模块化多电平变换器每个桥臂上各子模块的控制信号，

采用超调控制策略控制输出级并根据输出级的实际调制比生成三相混合型模块化多电平变换器每个桥臂上各子模块的控制信号的具体过程为：

将调制比为1的调制波中的直流分量1/2平移至1/2m处，m为系统实时调制比，表示为N为输出级三相混合型模块化多电平变换器每个桥臂包含的子模块数目，u_C^*为输出级三相混合型模块化多电平变换器每个桥臂上子模块的电容额定电压，u_HV为高压直流母线电压的实时值；

将平移后的调制波中出现的负值部分取反得到系统运行在超调状态下三相混合型模块化多电平变换器的桥臂调制波；

将桥臂调制波与N个频率为f、相位差为1/(Nf)、峰值为1的三角载波进行比较，累加比较结果得到桥臂上需要投入的子模块数n；

在桥臂调制波小于0时，对桥臂上的所有全桥子模块按照电容电压由大到小的顺序排序，在桥臂电流为零或为正时选择前n个全桥子模块投入负电平，在桥臂电流为负时选择后n个全桥子模块投入负电平；

在桥臂调制波大于0时，对桥臂上的所有子模块按照电容电压由大到小的顺序进行排序，在桥臂电流为零或为正时选择后n个子模块投入正电平，在桥臂电流为负时选择前n个子模块投入负电平；

在桥臂调制波等于0时，所有子模块全部旁路。

2.根据权利要求1所述一种基于混合型模块化多电平变换器的电力电子变压器，其特征在于，传输级单元的投入数根据确定，n_DAB为传输级单元的投入数，p_sys为电力电子变压器系统实时传输的功率，p_DAB^*每个DAB单元的额定功率。