【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电子电力，特别是涉及一种多电平级联h桥型变流器及基于其的控制方法、能源转换系统及直流供电系统。
技术介绍
1、随着电力电子技术在新能源光伏发电与储能领域中高压、大功率场合的不断发展，传统两电平变流器pcs(power conversion system,pcs)在电磁兼容、效率、可靠性等方面逐渐显露出局限性。为了应对这些挑战，三电平变流器以及多电平级联h桥(cascaded h-bridge,chb)变流器得到了广泛的应用和深入研究。
2、三电平变流器，如应用于单相变流器的三电平heric(highly efficient andreliable inverter concept,heric)拓扑和三相变流器的中性点箝位npc(neutral-pointclamped,npc)三电平(如、npc1、npc2(t-npc)、anpc等拓扑)，在提高系统效率、降低电磁辐射水平以及节约系统成本方面展现出了显著的优势。这些拓扑结构通过增加电平数，使得输出电压波形更加接近正弦波，从而减少了谐波含量，提高了电能质量；
3、多电平级联h桥型变流器因其模块化的特点，以及所需功率器件耐压等级低、易于实现电压均衡等优点，在电池储能系统和电网电能质量治理场合中得到了越来越多的关注。这种变流器结构适用于静止无功补偿器(svc,svg)和电力有源滤波器(apf)等大功率电力电子变流装置。现有的多电平级联h桥型变流器中含有大量的电容，工作过程中容易出现电容电压不均衡现象，这会影响系统的稳定性和可靠性。
4、针对
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种多电平级联h桥型变流器、控制方法、能源转换系统及直流供电系统，优化变流器结构，简化控制策略。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种多电平级联h桥型变流器，用于连接电池单元，包括多个级联的h桥型变流器单元，所述h桥型变流器单元包括：
3、bmu控制模块，电性连接所述电池单元，所述电池单元为光伏电池板单元或电池组；
4、h桥电路，电性连接所述bmu控制模块；
5、一sns pwm主控制器，通过隔离通信总线分别通信连接级联的多个所述bmu控制模块，多个所述bmu控制模块对所述电池单元的电压和温度、h桥电路的温度、所述h桥型变流器单元的电压和电流进行采样，以供sns pwm主控制器基于bmu控制模块的采样数据控制所述h桥电路切换输出的五个状态。
6、在其中一些实施例中，所述h桥电路进一步包括：
7、半桥驱动电路，电性连接所述bmu控制模块，接收所述bmu控制模块的开关信号，包括第一半桥驱动电路、第二半桥驱动电路；
8、h桥开关电路，包括开关管q11、开关管q12、开关管q13及开关管q14，开关管q11、开关管q12构成第一半桥；开关管q13、开关管q14构成第二半桥。
9、在其中一些实施例中，所述bmu控制模块进一步包括：
10、采样电路，包括变流器电压采样单元、变流器电流采样单元、电池电压采样单元、电池温度采样单元、半桥开关温度采样单元，用于采样监测所述h桥型变流器单元的输出端交流电压及电流ircs、所述电池单元的电压(即h桥型变流器单元的输入端直流电压)及温度、所述h桥开关电路的温度；
11、控制电路，电性连接所述采样电路；
12、通信电路，通信连接所述控制电路及所述sns pwm主控制器，
13、所述控制电路发送采样信息至sns pwm主控制器，并在接收sns pwm主控制器的控制指令后，输出开关信号至所述半桥驱动电路对h桥开关电路进行闭环控制，实现变流器可变交流输出和直流输出。
14、在其中一些实施例中，所述h桥电路进一步包括：
15、dc/dc稳压电源，电性连接所述bmu控制模块及所述h桥电路，提供所述半桥驱动电路电源及一偏置电压vbs；所述偏置电压vbs负极接h桥电路输入端直流电压正极；可选的，所述bmu控制模块输出电性连接所述dc/dc稳压电源使能端，使所述h桥电路进入或退出待机省电状态；
16、二同步开关，一端分别经一并接的整流二极管、滤波电容连接所述dc/dc稳压电源的偏置电压vbs，另一端分别连接至所述半桥驱动电路的高边偏置电源及高边驱动输出；所述高边驱动输出为高电平时，接通保持对应的偏置电源，使h桥电路可持续输出直流电压或保持直流充电状态。
17、在其中一些实施例中，dc/dc稳压电源可选择为dc/dc boost升压开关电源。
18、在其中一些实施例中，还包括：
19、lc滤波电路，电性连接于级联的所述h桥型变流器单元输出端，所述滤波电路包括并接的滤波电感lf、滤波电容cf，用于降低变流器接入、切出的形成的阶梯波造成的阶跃电流冲击及高次谐波成分，同时降低充电电流冲击。
20、emi滤波电路，一端串接所述lc滤波电路，另一端连接有继电器，所述继电器用于连接电网侧。
21、在其中一些实施例中，每三个所述级联h桥型变流器通过y型或△型接法连接形成三相多电平级联h桥型变流器，所述sns pwm主控制器采用相位差为120°的三个sns pwm波组成空间矢量幅度调制波svpam输出至三个所述级联h桥型变流器的bmu控制模块。
22、第二方面，本申请实施例提供了一种多电平级联h桥型变流器的控制方法，基于如上第一方面所述的多电平级联h桥型变流器，设有n个电池单元及n个所述h桥型变流器单元，所述sns pwm主控制器输出正弦基波，所述方法包括：
23、接入数量获取步骤，采样n个所述h桥型变流器单元的直流电压，根据级联后所述h桥型变流器的输出电压峰值vop计算h桥型变流器单元的接入数量n，n可通过如下计算模型计算得到：
24、其中i＝1,2,…,n，int()为取整计算，vi为各h桥型变流器单元可用输出电压；
25、逆变输出接入控制步骤，根据n个所述h桥型变流器单元的直流电压进行降序排序，排序后的h桥型变流器单元的直流电压记为vdi，其中i＝1,2,…,n，vd1是最高电压，vdn是最低电压，在正弦基波电压绝对值上升期间，根据各所述h桥型变流器单元的接入电压阈值逐步接入变流器单元，以实现输出电压的逐步升高至峰值vop，从电压最高的单元开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多电平级联H桥型变流器，用于连接电池单元，其特征在于，包括多个级联的H桥型变流器单元，所述H桥型变流器单元包括：
2.根据权利要求1所述的多电平级联H桥型变流器，其特征在于，所述H桥电路进一步包括：
3.根据权利要求2所述的多电平级联H桥型变流器，其特征在于，所述BMU控制模块进一步包括：
4.根据权利要求2所述的多电平级联H桥型变流器，其特征在于，所述H桥电路进一步包括：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多电平级联H桥型变流器，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的所述多电平级联H桥型变流器，其特征在于，每三个所述级联H桥型变流器通过Y型或△型接法连接形成三相多电平级联H桥型变流器，所述SNS PWM主控制器采用相位差为120°的三个SNS PWM波组成空间矢量幅度调制波SVPAM输出至三个所述级联H桥型变流器的BMU控制模块。
7.一种多电平级联H桥型变流器的控制方法，基于如权利要求1至6中任一项所述的多电平级联H桥型变流器，设有N个电池单元及N个所述H桥型变流器单元，所述SNS PW
8.根据权利要求7所述的多电平级联H桥型变流器的控制方法，其特征在于，当所述电池单元为电池组且所述电池组为充电时，变流器单元根据N个所述H桥型变流器单元的直流电压升序依序接入，并通过滞后于电网正弦基波的开关角控制，使电网电压高于接入的电池组总电压，从而获得充电电流。
9.一种能源转换系统，基于权利要求1至6中任一项所述的多电平级联H桥型变流器，其特征在于，所述系统包括电池单元，与所述H桥开关电路电性连接，
10.一种直流供电系统，其特征在于，包括电性连接的电池单元、如权利要求1至6所述的H桥型变流器，电池单元包括多个光伏电池板单元或电池组，所述SNS PWM主控制器根据所需直流电压计算所需接入的变流器单元数量，输出控制信号至所述H桥型变流器，将电池单元的输出转换为所需直流电压，为直流负载供电。
...【技术特征摘要】
1.一种多电平级联h桥型变流器，用于连接电池单元，其特征在于，包括多个级联的h桥型变流器单元，所述h桥型变流器单元包括：
2.根据权利要求1所述的多电平级联h桥型变流器，其特征在于，所述h桥电路进一步包括：
3.根据权利要求2所述的多电平级联h桥型变流器，其特征在于，所述bmu控制模块进一步包括：
4.根据权利要求2所述的多电平级联h桥型变流器，其特征在于，所述h桥电路进一步包括：
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多电平级联h桥型变流器，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求5所述的所述多电平级联h桥型变流器，其特征在于，每三个所述级联h桥型变流器通过y型或△型接法连接形成三相多电平级联h桥型变流器，所述sns pwm主控制器采用相位差为120°的三个sns pwm波组成空间矢量幅度调制波svpam输出至三个所述级联h桥型变流器的bmu控制模块。
7.一种多电平级联h桥型变流器的控制方法，基于如权利要求1...
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