用接口。该电路的具体结构为:
[0017]输入级包括高压交流端口和高压直流端口，通过高压交流端口连接中高压配电网，通过高压直流端口连接高压直流母线;输入级拓扑为三相结构，每相均分为上下两个桥臂，每个桥臂上串联一个桥臂电感和若干MMC功率单元，属于同一相的上下两个桥臂的交流接点相连后作为高压交流端口对应相，三个上桥臂的直流接点相连后作为高压直流端口正极，三个下桥臂的直流接点相连后作为高压直流端口负极;所述MMC功率单元为模块化的单相半桥结构，由一个IGBT半桥和一个储能电容并联构成；由于输入级的三相桥臂共用直流母线，三相瞬时功率的二倍频分量相互抵消，所以高压直流母线中不存在低频波动，因此可以输出质量较高的高压直流电。
[0018]中间级用于隔离变压，包括三个低压直流端口，通过低压直流端口连接分布式电源和直流负载；中间级拓扑为多个带隔离的双向主动全桥DC/DC变换器，双向主动全桥DC/DC变换器与丽C功率单元一一对应，对应的MMC功率单元和双向主动全桥DC/DC变换器共同构成一个二级模块化结构;所述双向主动全桥DC/DC变换器包括两个H桥变换器和一个中频变压器，中频变压器的原边和副边分别连接两个H桥变换器的交流侧，其中一个H桥变换器的直流侧为高压端，高压端与MMC功率单元并联，另一个H桥变换器的直流侧为低压端;连接在同一相上的所有双向主动全桥DC/DC变换器的低压端并联后作为一个低压直流端口。
[0019]每个低压直流端口连接一个输出级，输出级包括低压交流端口，通过低压交流端口连接低压工频用户负载;输出级拓扑为三相四线制工频逆变电路，三相四线制工频逆变电路的直流端与低压直流端口相连，三相四线制工频逆变电路的交流端作为低压交流端
□O
[0020]应用于交直流混合配电网的MMC型电力电子变压器具有广阔的应用前景，下面结合附图进行详细说明:图2为应用于交直流混合配电网的应用于交直流混合配电网的MMC型多端口电力电子变压器应用示例，MMC型配电网电力电子变压器具有四个通用接口，每个端口均可实现能量的双向流动，有四种基本工作模式:
[0021 ] (I)多馈线能量上网模式，能量传输方向如箭头a所示，分布式电源、新能源发电、直流负载和储能系统等经过DC/AC或DC/DC变换后经低压直流端口将能量传输入配电网，低压交流源经低压交流母线将能量送入配电网，高压直流输电网经DC/DC变换后经高压直流母线向配电网传输能量。
[0022](2)配电网多馈线能量配送模式，能量传输方向如箭头b所示，配电网经低压直流母线直接给交流负载供电，经低压直流母线直接给直流负载供电，同时给储能系统充电。当系统中有富余能量(如风能太阳能大规模发电场)也可经高压直流母线进入高压直流输电网进行远距离电能传输。
[0023](3)潮流控制模式，应用于交直流混合配电网的MMC型电力电子变压器作为交直流混合配电网的智能接口，根据端口电源端和负载端的需要，控制潮流的方向，有功无功的增减，确保用电、发电、外送和损耗的能量平衡。
[0024](4)电能质量协调控制模式，在多馈入交直流混合电力系统中，可以协调控制多个直流系统无功补偿以提高交流系统的电压稳定性，改善配电网的电能质量。
[0025]在系统正常运行时，这三种工作模式相互协调，共同配合，可根据需要实现多馈线能量上网和输配送选择性同步工作，应用于交直流混合配电网的MMC型电力电子变压器在这一系统中兼具能量传输、潮流控制和电能质量监控的功能，构造适用性更强的智能配电网接口，符合未来交直流混合配电网的发展趋势，可望在能源互联网中得到广泛应用。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种应用于交直流混合配电网的MMC型多端口电力电子变压器，其特征在于:包括输入级、中间级和输出级，具备高压交流、高压直流、低压交流和低压直流四类通用接口。2.根据权利要求1所述的应用于交直流混合配电网的MMC型多端口电力电子变压器，其特征在于:具体结构为: 输入级包括高压交流端口和高压直流端口，通过高压交流端口连接中高压配电网，通过高压直流端口连接高压直流母线;输入级拓扑为三相结构，每相均分为上下两个桥臂，每个桥臂上串联一个桥臂电感和若干MMC功率单元，属于同一相的上下两个桥臂的交流接点相连后作为高压交流端口对应相，三个上桥臂的直流接点相连后作为高压直流端口正极，三个下桥臂的直流接点相连后作为高压直流端口负极;所述MMC功率单元为模块化的单相半桥结构，由一个IGBT半桥和一个储能电容并联构成； 中间级用于隔离变压，包括三个低压直流端口，通过低压直流端口连接分布式电源和直流负载；中间级拓扑为多个带隔离的双向主动全桥DC/DC变换器，双向主动全桥DC/DC变换器与MMC功率单元一一对应，对应的MMC功率单元和双向主动全桥DC/DC变换器共同构成一个二级模块化结构;所述双向主动全桥DC/DC变换器包括两个H桥变换器和一个中频变压器，中频变压器的原边和副边分别连接两个H桥变换器的交流侧，其中一个H桥变换器的直流侧为高压端，高压端与MMC功率单元并联，另一个H桥变换器的直流侧为低压端;连接在同一相上的所有双向主动全桥DC/DC变换器的低压端并联后作为一个低压直流端口； 每个低压直流端口连接一个输出级，输出级包括低压交流端口，通过低压交流端口连接低压工频用户负载;输出级拓扑为三相四线制工频逆变电路，三相四线制工频逆变电路的直流端与低压直流端口相连，三相四线制工频逆变电路的交流端作为低压交流端口。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于交直流混合配电网的MMC型多端口电力电子变压器，包括输入级、中间级和输出级，具备高压交流、高压直流、低压交流和低压直流四类通用接口。输入级为模块化多电平变化器，中间级为带隔离的双向主动全桥DC/DC变换器，输出级为三相四线制全桥逆变器。除了实现常规变压器变压、隔离和能量传递等基本功能，本发明的多种工作模式可实现各种形式的电压接入并完成潮流控制和电能质量调节等功能，构造适用性更强的智能配电网接口。
【IPC分类】H02J3/06, H02J5/00
【公开号】CN105680488
【申请号】CN201610057068
【发明人】赵剑锋, 陈璐瑶, 孙毅超
【申请人】东南大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月27日