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专利号: 2023105875634
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种隔离型变流器拓扑结构,其特征在于:拓扑结构采用多层模块化,多层模块叠加并联且共同连接在负载侧,各模块内部拓扑和器件完全相同,模块之间单独工作;每层模块包括第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)和第五端口(5);第一端口(1)和第二端口(2)分别连接在第一高压绕组两侧,第三端口(3)和第四端口(4)、第五端口(5)分别连接在第二高压绕组两侧;

第四端口(4)电容V4输入端与第五端口(5)开关管S5A集电极的连接点A1、第四端口(4)电容V4输出端与第五端口(5)开关管S5B发射极的连接点B1和第三端口(3)开关管S3C集电极和电解槽输入端的连接点A2、第三端口(3)开关管S3D发射极和电解槽输出端的连接点B2处分别连接双向双刀单掷开关SR1;隔离型变流器拓扑结构使用双向双刀单掷开关SR1连接第三端口(3)和第四端口(4),实现端口电力电子器件容量共享和故障容错;

所述第一端口(1)包括电容V1、开关管S1A、开关管S1B、开关管S1C、开关管S1D和电感L1;光伏板(6)输出端、电容V1输入端与开关管S1A、S1C集电极电性连接,所述开关管S1A发射极与开关管S1B集电极连接,所述开关管S1C发射极与开关管S1D集电极连接,光伏板(6)输入端、电容V1输出端与开关管S1B、S1D发射极连接,所述电感L1一端与开关管S1A发射极连接,另一端与第一高压绕组连接;

所述第五端口(5)包括电容V5、开关管S5A、开关管S5B和电感L5;蓄电池(10)输入端、电容V5输入端与开关管S5A集电极电性连接,所述开关管S5A发射极与开关管S5B集电极连接,蓄电池(10)输出端、电容V5输出端与开关管S5B发射极连接,所述电感L5一端与开关管S5A发射极连接,另一端与蓄电池(10)输入端、电容V5输入端连接。

2.根据权利要求1所述的隔离型变流器拓扑结构,其特征在于:所述第二端口(2)包括电容V2、开关管S2A、开关管S2B、开关管S2C、开关管S2D和电感L2;用户端(8)输入端、电容V2输入端与开关管S2A、S2C集电极电性连接,所述开关管S2A发射极与开关管S2B集电极连接,所述开关管S2C发射极与开关管S2D集电极连接,用户端(8)输出端、电容V2输出端与开关管S2B、S2D发射极连接,所述电感L2一端与开关管S2A发射极连接,另一端与第一高压绕组连接。

3.根据权利要求1所述的隔离型变流器拓扑结构,其特征在于:所述第三端口(3)包括电容V3、开关管S3A、开关管S3B、开关管S3C、开关管S3D和电感L3;电解槽(7)输入端、电容V3输入端与开关管S3A、S3C集电极电性连接,所述开关管S3A发射极与开关管S3B集电极连接,所述开关管S3C发射极与开关管S3D集电极连接,电解槽(7)输出端、电容V3输出端与开关管S3B、S3D发射极连接,所述电感L3一端与开关管S3A发射极连接,另一端与第二高压绕组连接。

4.根据权利要求1所述的隔离型变流器拓扑结构,其特征在于:所述第四端口(4)包括电容V4、开关管S4A、开关管S4B、开关管S4C、开关管S4D和电感L4;燃料电池(9)输入端、电容V4输入端与开关管S4A、S4C集电极电性连接,所述开关管S4A发射极与开关管S4B集电极连接,所述开关管S4C发射极与开关管S4D集电极连接,燃料电池(9)输出端、电容V4输出端与开关管S4B、S4D发射极连接,所述电感L4一端与开关管S4A发射极连接,另一端与第二高压绕组连接。

5.一种隔离型变流器拓扑结构的容量共享方法,其特征在于:使用权利要求1~4任一项所述的隔离型变流器拓扑结构,包括第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第四工作模式;

所述第一工作模式为:所述第一端口(1)、第二端口(2)、第三端口(3)、第四端口(4)和第五端口(5)同时工作;

所述第二工作模式为:所述第一端口(1)、第二端口(2)和第三端口(3)工作,第四端口(4)和第五端口(5)不工作;

所述第三工作模式为:所述第一端口(1)、第二端口(2)、第四端口(4)、第五端口(5)工作,所述第三端口(3)不工作;

所述第四工作模式为:所述第二端口(2)、第四端口(4)、第五端口(5)工作,所述第一端口(1)、第三端口(3)不工作。

6.一种隔离型变流器拓扑结构的故障容错方法,其特征在于:使用权利要求1~4任一项所述的隔离型变流器拓扑结构,包括第一故障容错模式和第二故障容错模式;

所述第一故障容错模式为:第三端口(3)故障,开关SR1闭合,电解槽通过第四端口(4)和第五端口(5)保持连接;

所述第二故障容错模式为:第四端口(4)故障,开关SR1闭合,燃料电池和蓄电池通过第五端口(5)和第三端口(3)保持连接。