[实用新型]T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器及发电系统

说明书

本实用新型涉及一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器及发电系统。变换器包括第一/第二/第三/第四/第五/第六高频电力电子开关管、第一/第二低频电力电子开关管、第一/第二钳位电容；第一/第二/第五/第六高频电力电子开关管经节点P1、节点A、节点N1串联在发电装置的正极P点和负极N点之间，第四/第三高频电力电子开关管串联并与节点A相连接，第一/第二钳位电容串联后并联在第二/第五高频电力电子开关管两端且中点与第三高频电力电子开关管相连接，第一/第二低频电力电子开关管串联在发电装置的正极P点和负极N点之间。本实用新型能够提高输出波形质量、减少滤波电感、提高变换效率、减少电力电子开关器件数量。

技术领域

本实用新型属于电能变换技术领域，由其是涉及一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器和应用其的发电系统。

背景技术

多电平变换器与二电平变换器相比，具有输出电压、电流谐波小、电压变化率小以及效率高等优点，近年在可再生能源发电系统得到广泛的研究和应用。

传统的多电平变换器有二极管钳位型、飞跨电容型和级联H桥等拓扑结构。但随着变换器输出电平数的增加，二极管钳位多电平变换器和飞跨电容多电平变换器所需的器件成指数倍增加。而级联H桥多电平变换器需要隔离的直流电源。为了克服传多电平变换器的不足，近年来，多种新型多电平变换器结构被提出。例如，名称为《一种飞跨电容型五电平逆变装置的控制方法》、专利号为ZL201410125395.8的发明专利中，公开了一种飞跨电容型五电平单相逆变装置，逆变器输出电平数为5，提高逆变器的性能和效率。再如，名称为《飞跨电容式五电平光伏逆变器》、专利号为ZL201120262122.X的实用新型专利中，公开一种飞跨电容式五电平光伏逆变器，其每一相由8个电力电子开关管和5个钳位电容构成，逆变器每相桥臂输出五个电平，提高整个光伏发电系统的性能和效率，提高逆变器输出电流波形质量。

对于分布式发电系统的单相变换器，其输出主要有二电平、三电平、五电平等。已有的这些多电平变换器在输出波形质量、滤波电感、变换效率、器件数量等方面仍有可提升的空间。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够进一步提高输出波形质量、减少滤波电感、提高变换效率、减少电力电子开关器件数量的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，连接在发电装置和电网之间，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器包括第一高频电力电子开关管、第二高频电力电子开关管、第三高频电力电子开关管、第四高频电力电子开关管、第五高频电力电子开关管、第六高频电力电子开关管、第一低频电力电子开关管、第二低频电力电子开关管、第一钳位电容和第二钳位电容；

所述第一高频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一高频电力电子开关管的源极经节点P1与所述第二高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二高频电力电子开关管的源极经节点A与所述第五高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第五高频电力电子开关管的源极经节点N1与所述第六高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第六高频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接，所述节点A与所述第四高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第四高频电力电子开关管的源极与所述第三高频电力电子开关管的源极相连接，所述第一钳位电容的第一端与所述节点P1相连接，所述第一钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二钳位电容的第一端与所述节点N1相连接，所述第二钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接；所述第一低频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一低频电力电子开关管的源极经节点n与所述第二低频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二低频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接；所述节点A和所述节点n构成所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出端。