一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，包括：并联的第一相电路、第二相电路和第三相电路，其中，任一相电路上的电感的一端连接有交流电源，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有两个开关管，两个开关管之间连接有另一开关管，第二分支路上设置有串联的两个开关管，第三分支路的连接方式与第一分支路的连接方式相同。本发明专利技术实施例中的双向五电平T型变换系统，能够适应高压、大电流、高功率的情况，提高了可应用性。提高了可应用性。提高了可应用性。

【技术实现步骤摘要】
一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构


[0001]本申请实施例涉及电力电子
，具体涉及一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构。

技术介绍

[0002]电池储能系统(Battery Energy Storage System，BESS)主要由：储能电池(Battery)、功率转换系统(Power Conversion System，PCS)、电池管理系统(Battery Management System，BMS)和监控系统组成。其中，PCS是电池储能系统和电网中间的关键，其不仅决定了储能系统的输出电能质量和动态特性，也很大程度上影响着储能电池的寿命。
[0003]目前应用于电池储能系统主要有两电平或三电平的变换结构，但是无论是两电平或者三电平的变换结构都会存在低电平承受功率等级低的问题，当前的变换结构并不适用于高压大电流的情况。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提出一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，其主要解决低电平所能承受功率等级低的问题，从而适应于高压大电流的情况。
[0005]本专利技术实施例提供了一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，包括：并联的第一相电路、第二相电路和第三相电路，其中，任一相电路上的电感的一端连接有交流电源，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有两个开关管，两个开关管之间连接有另一开关管，第二分支路上设置有串联的两个开关管，第三分支路的连接方式与第一分支路的连接方式相同。
[0006]可选的，第一相电路a上的电感L1的一端连接有交流电源VaN，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有开关管Sa12和开关管Sa13，开关管Sa12和开关管Sa13之间还连接有开关管Sa11，第二分支路上设置有串联的开关管Sa22和开关管Sa21，第三分支路上设置有开关管Sa31和开关管Sa33，开关管Sa31和开关管Sa33之间还连接有开关管Sa32。
[0007]可选的，第二相电路b上的电感L2的一端连接有交流电源VbN，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有开关管Sb12和开关管Sb13，开关管Sb12和开关管Sb13之间还连接有开关管Sb11，第二分支路上设置有串联的开关管Sb22和开关管Sb21，第三分支路上设置有开关管Sb31和开关管Sb33，开关管Sb31和开关管Sb33之间还连接有开关管Sb32。
[0008]可选的，第三相电路c上的电感L3的一端连接有交流电源VcN，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有开关管Sc12和开关管Sc13，开关管Sc12和开关管Sc13之间还连接有开关管Sc11，第二分支路上设置有串联的开关管Sc22和开关管Sc21，第三分支路上设置有开关管Sc31和开关管Sc33，开关管
Sc31和开关管Sc33之间还连接有开关管Sc32。
[0009]可选的，所述开关管均采用功率场效应晶体管MOSFET。
[0010]可选的，所述任一个开关管均反向并联一个二极管。
[0011]可选的，还包括：输出电容，所述输出电容的数量为4个，用于与第二相电路b上的开关管并联。
[0012]可选的，还包括储能电池，所述储能电池与输出电容连接。
[0013]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：
[0014]由于双向五电平T型变换系统的拓扑结构中全部采用全控器件，并且，网侧先接入了大感量的电感，本专利技术实施例能够利用电感是储能器件的特性，使得该电路工作在更高的电压等级，在输出功率不变的情况下降低充电机系统中流过的电流，减小损耗，为此，本专利技术实施例提供的拓扑结构能够解决低电平所能承受功率等级低的问题，从而适应于高压大电流的情况。
[0015]进一步的，本专利技术实施例中的双向五电平T型变换系统融合全控器件功率场效应晶体管MOSFET，不仅可以实现能量双向流动，而且由于多电平的特殊作用，很大程度上减小了开关管开通时的电压应力，减少元器件损耗。
[0016]更进一步的，本专利技术实施例中的双向五电平T型变换系统中整体呈现对称，为此，可以实现多电平整流，提高了功率因数、减小了电流谐波，从而提高了电路的效率和可靠性。
[0017]最后，本专利技术实施例提供的一种双向五电平T型变换系统，还可以用在储能以及高功率充电领域，可以将传递过来的能量储存起来，储存的能量可以用做备用，在电网负荷低的时候储存能量、在电网负荷高的时候输出能量，储能设备的存在可以削峰填谷，减轻电网波动。当拓扑连接储能电池时，用来给储能电池进行脉冲充电。
[0018]还需要说明的是，在能量正向流动(电网侧流向电池侧)时，高的功率等级可以使得储能电池的充电速度显著加快，储存在储能电池里的能量也可以完全支配；在能量反向流动(电池侧流向电网侧)时，拓扑结构输出较低的并网谐波失真，从而在电网负荷较大时，减轻电网的负担。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统拓扑图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统输入三相电压流向图；
[0022]图3为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第一工作模式流向图；
[0023]图4为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第二工作模式流向图；
[0024]图5为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第三工作模式流向图；
[0025]图6为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第四工作模式流向图；
[0026]图7为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第五工作模式流向图；
[0027]图8为本专利技术实施例提供的双向五电平T型变换系统处于第六工作模式流向图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]本专利技术实施例提供了一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，包括：并联的第一相电路a、第二相电路b和第三相电路c，其中，任一相电路上的电感的一端连接有交流电源，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有两个开关管，两个开关管之间连接有另一开关管，第二分支路上设置有串联的两个开关管，第三分支路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，其特征在于，包括：并联的第一相电路、第二相电路和第三相电路，其中，任一相电路上的电感的一端连接有交流电源，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有两个开关管，两个开关管之间连接有另一开关管，第二分支路上设置有串联的两个开关管，第三分支路的连接方式与第一分支路的连接方式相同。2.如权利要求1所述的一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，其特征在于，第一相电路a上的电感L1的一端连接有交流电源VaN，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有开关管Sa12和开关管Sa13，开关管Sa12和开关管Sa13之间还连接有开关管Sa11，第二分支路上设置有串联的开关管Sa22和开关管Sa21，第三分支路上设置有开关管Sa31和开关管Sa33，开关管Sa31和开关管Sa33之间还连接有开关管Sa32。3.如权利要求1所述的一种双向五电平T型变换系统的拓扑结构，其特征在于，第二相电路b上的电感L2的一端连接有交流电源VbN，另一端连接有该相电路中的第一分支路、第二分支路和第三分支路，其中，第一分支路上设置有开关管Sb12和开关管Sb13，开关管Sb12和开关管Sb13之间还连接有开关管Sb11，第二分...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢桢，曾志永，易成霖，周康，
申请(专利权)人：东莞光亚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：