一种适用于直流电网的高压大容量dc/dc变换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔性直流领域，具体讲涉及一种适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器。
【背景技术】
[0002]直流电网和多端柔性直流技术在大型可再生能源并网、海上风电接入、城市配电网构建等领域具有显著的技术优势，是未来智能电网重要发展方向。作为直流电网的关键设备之一，高压大容量DC/DC变换器的主要作用应包括:①实现不同电压等级、不同直流技术和不同拓扑型式直流网络的联接实现不同子系统之间的功率交换。因此，直流电网用DC/DC变换器需克服高压、大功率、能量双向流动、变比灵活、传输效率高、可拓展性强等技术难点。
[0003]目前常见的高压大容量DC/DC变换器均可以实现电压变换，但由于晶闸管不能自关断，发生故障时变换器不能起到故障隔离作用，且晶闸管需反向电流关断，谐振频率受电路固有频率限制，变换器体积无法进一步缩小，给LC谐振参数和滤波器设计困难；还有的变换器主要是通过高频变压器实现升压功能，但其制造困难，目前尚无高压大容量的成熟技术与产品。
[0004]随着直流电网和多端柔性直流技术的不断发展，对直流电网的关键设备DC/DC变换器的实用型及灵活性的需求也越高，因此，如何设计一种能够在实现不同电压等级和不同子系统之间的功率交换且变比灵活、传输效率高、可拓展性强的DC/DC变换器，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器，该DC/DC变换器可承受电压高，传输容量大，可实现功率双向流动；故障发生时低压、高压侧桥臂MMC子模块同时闭锁，可起到故障隔离的作用；基于LC谐振升压原理，变换器易于实现高升压比，避免了大容量高频变压器的使用。
[0006]一种适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器，所述DC/DC变换器包括低压侧和与所述低压侧连接的高压侧，所述低压侧和所述高压侧用谐振电容模块连接，所述高压侧与所述低压侧均连接有多个MMC子模块。
[0007]优选的，所述低压侧中接地极的两端分别与2个低压侧谐振电感的一端连接，2个所述低压侧谐振电感的另一端分别连接低压侧模块化多电平桥臂的两端，所述低压侧模块化多电平桥臂包括2条并联的相单元支路，每条所述相单元支路上均串联有2个相单元，每个所述相单元均包括串联的多个所述MMC子模块。
[0008]优选的，所述高压侧中在接地极的两端分别与2个高压侧谐振电感的一端连接，2个所述高压侧谐振电感的另一端分别连接高压侧模块化多电平桥臂的两端，所述高压侧模块化多电平桥臂包括2条并联的相单元支路，每条所述相单元支路上均串联有2个相单元，每个所述相单元均包括串联的多个所述MMC子模块。
[0009]优选的，所述低压侧模块化多电平桥臂与所述高压侧模块化多电平桥臂用谐振电容模块连接。
[0010]优选的，所述低压侧模块化多电平桥臂谐振频率和高压侧模块化多电平桥臂的谐振频率均为300?100Hz。
[0011]优选的，所述谐振电容模块包括串联的2个谐振电容，2个所述谐振电容之间连接有接地极。
[0012]优选的，所述MMC子模块包括I个直流电容、IGBT支路和均压电阻支路，所述IGBT支路串联有2个IGBT，所述均压电阻支路串联有2个均压电阻，所述IGBT支路和所述均压电阻支路均与所述直流电容并联，每I个所述IGBT均与I个反并联二极管并联。
[0013]从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器，DC/DC变换器包括低压侧和与所述低压侧连接的高压侧，低压侧和高压侧用谐振电容模块连接，高压侧与低压侧均连接有多个MMC子模块。低压、高压侧电路均基于电感电容串联谐振原理，易于实现高升压比，可避免大容量高频变压器的使用；低压、高压侧桥臂采用MMC子模块，承受电压高，传输容量大，可实现功率双向流动，一侧发生故障时通过同时闭锁低压、高压侧桥臂MMC子模块，可避免影响另一侧正常运行，从而起到故障隔离作用。从而使得该DC/DC变换器能够在实现不同电压等级和不同子系统之间的功率交换且实现大功率、能量双向流动、变比灵活、传输效率并且高可拓展性强。
[0014]与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果:
[0015]1、本发明提供的技术方案，低压、高压侧电路均基于电感电容串联谐振原理，易于实现高升压比，可避免大容量高频变压器的使用。
[0016]2、本发明提供的技术方案，模块化多电平谐振型DC/DC变换器低压侧、高压侧回路基于LC串联谐振升压原理，可在不增加高频变压器的情况下实现较大升压比，和模块化多电平型DC/DC变换器相比，降低了变换器整体制造难度。
[0017]3、本发明提供的技术方案，低压、高压侧桥臂采用MMC子模块，承受电压高，传输容量大，可实现功率双向流动。
[0018]4、本发明提供的技术方案，模块化多电平谐振型DC/DC变换器通过控制低压侧、高压侧桥臂各MMC子模块的投入、切出，可灵活改变低压侧、高压侧谐振回路的电容值，便于灵活控制变换器升降压变比。
[0019]5、本发明提供的技术方案，低压、高压侧桥臂采用MMC子模块，一侧发生故障时通过同时闭锁低压、高压侧桥臂MMC子模块，可避免影响另一侧正常运行，从而起到故障隔离作用。
[0020]6、本发明提供的技术方案，低压侧和高压侧用谐振电容模块连接，高压侧与低压侧均连接有多个MMC子模块，使得该DC/DC变换器能够在实现不同电压等级和不同子系统之间的功率交换且满足大功率、能量双向流动、变比灵活、传输效率并且高可拓展性强的要求。
[0021]7、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简要地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本发明的适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器的原理图；
[0024]图2是本发明的适用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器的MMC子模块内部结构图。
[0025]其中，1-低压侧谐振电感；2_低压侧模块化多电平桥臂；3_谐振电容；4_高压侧模块化多电平桥臂；5_高压侧谐振电感；6_接地极；Ph、Pl_2、Pl_3、Pl_4-为低压侧MMC子模块串联构成的相单元；Pm、Pm、Pm、Pm-为高压侧MMC子模块串联构成的相单元；7_IGBT ；8-反并联二极管；9_均压电阻；10_直流电容。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的