CN106452136A - 一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，属于电力电子变换器技术领域。本发明变换器由一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC‑DC变换器和一个三相DC‑AC逆变器组成。静止同步串联补偿器和静止同步补偿器都是基于模块化多电平变换器而构成；DC‑DC变换器是由多个隔离型DC‑DC变换器进行输入串联、输出并联而构成，且与静止同步串联补偿器和静止同步补偿器共用高压直流母线。本发明变换器集统一潮流控制器和电力电子变压器的功能于一身，优势互补，成本降低；采用模块化的结构，易于扩展和设置备用，在未来能源互联网中具有重要的应用前景。

Description

一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器
技术领域
本发明涉及一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，属于电力电子变换器技术领域。
背景技术
随着太阳能、风能等分布式能源并网的逐渐增多，对传统电网的稳定性和经济性提出了很多挑战。为应对挑战，学者提出了构建能源互联网的理念，以实现对潮流更加合理、智能的控制，使分布式能源更灵活的接入，并且提高电网的经济性和稳定性。
在传统电网中，一些柔性输电系统(以下简称FACTS)装置，已经可以实现对交流输电的灵活控制。例如，静止同步补偿器可以控制无功和电压，静止同步串联补偿器可以控制潮流和维持暂态稳定，而统一潮流控制器兼顾两方面的功能，对控制潮流和电压、维持暂态稳定和阻尼功率振荡都有很强的作用。但是，这些装置只针对交流系统起作用，不能满足未来能源互联网中分布式能源大量接入和交直流电网互联等要求。
多端口电力电子变换器作为能源互联网的关键一环，不仅要兼顾传统FACTS装置的作用，还需具有能量的自主分配和管理、功率快速调节、并离网切换、多端口电能变换和故障电流限制等功能。学术界对于用于能源互联网的多端口电力电子变换器，已经提出了很多种拓扑结构。其中，基于固态变压器的拓扑成为最有前途的主电路拓扑。然而，现有的拓扑主要解决了分布式能源接入和多端口电能变换的问题，都还欠缺对传统交流电网的潮流和电压同时进行灵活控制的能力。如果将传统FACTS装置与多端口电力电子变换器配合使用，两者总成本又较高。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，以实现对交流电网的潮流和电压同时进行灵活控制。
本发明提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，包括一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC-DC变换器和一个三相DC-AC逆变器；所述的静止同步串联补偿器的一个高压交流端口和静止同步补偿器的一个高压交流端口分别与能源互联网的高压交流电网相连，静止同步串联补偿器的另一个高压交流端口与静止同步补偿器的另一个高压交流端口相接；静止同步串联补偿器的高压直流端口、静止同步补偿器的高压直流端口和DC-DC变换器的高压直流端口同时与能源互联网的高压直流电网相连；DC-DC变换器的低压直流端口和三相DC-AC逆变器的低压直流端口同时与能源互联网的低压直流电网相连；三相DC-AC逆变器的低压交流端口与能源互联网的低压交流电网相连。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的静止同步串联补偿器由三个单相变压器、一个三相旁路开关和一个模块化多电平变换器构成，三个单相变压器的原边的一端分别与能源互联网中的高压交流电网相连，三个单相变压器的原边的另一端分别与静止同步补偿器的高压交流端口相接，三个单相变压器副边的一端采用三相星形接法，三个单相变压器副边的另一端与所述的模块化多电平变换器的交流输出端通过滤波电感相连；所述的三相旁路开关与三个单相变压器并联；模块化多电平变换器串联在三个单相变压器与静止同步串联补偿器的高压直流端口之间；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成，级联半桥子模块的个数由高压直流母线电压等级和半桥子模块所采用的开关器件电压等级决定。其中的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成，两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，电容的正极与桥臂上端相连，电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的静止同步补偿器包括一个模块化多电平变换器，所述的模块化多电平变换器通过滤波电感与能源互联网中的高压交流电网相连，模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成，两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂。其中电容的正极与桥臂上端相连，电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了半桥子模块的两个输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的DC-DC变换器由多个隔离型DC-DC变换器输入串联、输出并联而构成，DC-DC变换器的输入端与静止同步补偿器的高压直流端口相连，DC-DC变换器的输出端与三相DC-AC逆变器的低压直流端口相连，串联的隔离型DC-DC变换器的个数由高压直流母线电压等级和隔离型DC-DC变换器输入侧所采用的开关器件电压等级决定。
其中的隔离型DC-DC变换器有三种不同的结构，第一种结构为：由高压直流电容、DC-AC H桥、两个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与第一个LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与第二个LC串联谐振电路和AC-DCH桥的输入端串联；低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
第二种结构为：由高压直流电容、DC-AC H桥、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DC H桥的输入端串联；所述的低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
第三种结构为：由高压直流电容、DC-AC H桥、一个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与所述的LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DC H桥的输入端串联；低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器的隔离型DC-DC变换器中，其中所述的DC-AC H桥的电路图为：由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂，两个桥臂并联连接。两个桥臂的上端和下端为所述的DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与两个桥臂的中点相连。其中所述的AC-DCH桥的电路图为：由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂。两个桥臂并联连接，两个桥臂的中点为所述的AC-DC H桥的输入端；所述的AC-DC H桥的输出端与两个桥臂的上端和下端相连。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的三相DC-AC逆变器有三种不同结构，第一种结构为：包括了一个低压直流电容、三个两电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的三个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与所述的三个两电平桥臂的中点相连。第二种结构为：包括了两个低压直流电容、三个二极管中点钳位式三电平桥臂和一个三相滤波电感；两个低压直流电容串联连接；三相DC-AC逆变器的输入端与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；三个二极管中点钳位式三电平桥臂与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与三个二极管中点钳位式三电平桥臂的中点相连。第三者结构为：包括了一个低压直流电容、四个两电平桥臂和一个三相LC滤波电路；三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的四个两电平桥臂并联连接；三相DC-AC逆变器的三相输出端通过三相LC滤波电路与三个两电平桥臂的中点相连；三相LC滤波电路的电容呈星形连接，星形连接的中点与第四个两电平桥臂的中点相连，构成中线输出端。
本发明提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特点和优点为：
1、本发明的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，包括两个高压交流、一个高压直流、一个低压直流和一个低压交流五个端口。其中，两个高压交流端口，使该变换器可以串联于能源互联网的高压交流电网中，对交流电网的潮流和电压进行灵活控制、维持暂态稳定和阻尼功率振荡，还可以实现功率在交直流电网间的互换；高压直流端口，用于连接高压直流电网；低压直流端口，用于分布式能源和储能装置的并网；低压交流端口，用于低压负载的供电，以及和低压交流电网的互联。
2、本发明的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，集成了多种功能，包括能量的自主分配和管理、功率快速调节、交直流电网互联、并离网切换、新能源接入、多端口电能变换与交流电网潮流和电压的灵活控制。与现有采用几个分立的变换器来实现这些功能的方案相比，控制更为灵活、成本更低，并且结构更紧凑。
3、本发明的多端口电力电子变换器，其中的高压侧采用模块化的结构，理论上可以扩展到任意电平，从而使变换器不仅可以应用于低压配电网，也可以应用于高压输电网等很多场合。由于所述变换器是由一系列子模块组合而成，便于生产、安装和维修，降低了生产和运行成本。所述变换器还可以通过增加冗余子模块的方式来实现容错运行，从而提高可靠性。
4、本发明的多端口电力电子变换器，其中的DC-DC变换器是由多个隔离型DC-DC变换器串入并出而构成，软开关技术的运用使得DC-DC变换器损耗更小、效率更高。所述的多端口电力电子变换器的低压交流侧根据负载情况选用三相两电平、三相三电平或三相四桥臂逆变器，便于各种低压交流负载的灵活接入。
附图说明
图1是本发明提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器的电路图。
图2是图1所示的多端口电力电子变换器中静止同步串联补偿器和静止同步补偿器的基本组成单元SM——半桥子模块的电路图。
图3是图1所示的多端口电力电子变换器中隔离型DC-DC变换器的第一种电路图。
图4是图1所示的多端口电力电子变换器中隔离型DC-DC变换器的第二种电路图。
图5是图1所示的多端口电力电子变换器中隔离型DC-DC变换器的第三种电路图。
图6是图3、图4和图5所示的隔离型DC-DC变换器中DC-AC H桥的电路图。
图7是图3、图4和图5所示的隔离型DC-DC变换器中AC-DC H桥的电路图。
图8是图1所示的多端口电力电子变换器中三相DC-AC逆变器的第一种电路图。
图9是图1所示的多端口电力电子变换器中三相DC-AC逆变器的第二种电路图。
图10是图1所示的多端口电力电子变换器中三相DC-AC逆变器的第三种电路图。
具体实施方式
本发明提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其电路图如图1所示，包括一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC-DC变换器和一个三相DC-AC逆变器；所述的静止同步串联补偿器的一个高压交流端口和静止同步补偿器的一个高压交流端口分别与能源互联网的高压交流电网相连，静止同步串联补偿器的另一个高压交流端口与静止同步补偿器的另一个高压交流端口相接；静止同步串联补偿器的高压直流端口、静止同步补偿器的高压直流端口和DC-DC变换器的高压直流端口同时与能源互联网的高压直流电网相连；DC-DC变换器的低压直流端口和三相DC-AC逆变器的低压直流端口同时与能源互联网的低压直流电网相连；三相DC-AC逆变器的低压交流端口与能源互联网的低压交流电网相连。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的静止同步串联补偿器由三个单相变压器、一个三相旁路开关和一个模块化多电平变换器构成，如图1所示，所述的三个单相变压器的原边的一端分别与能源互联网中的高压交流电网相连，三个单相变压器的原边的另一端分别与静止同步补偿器的高压交流端口相接，三个单相变压器副边的一端采用三相星形接法，三个单相变压器副边的另一端与所述的模块化多电平变换器的交流输出端通过滤波电感相连；所述的三相旁路开关与三个单相变压器并联；模块化多电平变换器串联在三个单相变压器与静止同步串联补偿器的高压直流端口之间；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成，级联半桥子模块的个数由高压直流母线电压等级和半桥子模块所采用的开关器件电压等级决定。其中的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成，其电路图如图2所示，两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，电容的正极与桥臂上端相连，电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的静止同步补偿器包括一个模块化多电平变换器，所述的模块化多电平变换器通过滤波电感与能源互联网中的高压交流电网相连，如图1所示；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成，其电路图也如图2所示，即也由两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂。其中电容的正极与桥臂上端相连，电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了半桥子模块的两个输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的DC-DC变换器由多个隔离型DC-DC变换器输入串联、输出并联而构成，如图1所示，DC-DC变换器的输入端与静止同步补偿器的高压直流端口相连，DC-DC变换器的输出端与三相DC-AC逆变器的低压直流端口相连，串联的隔离型DC-DC变换器的个数由高压直流母线电压等级和隔离型DC-DC变换器输入侧所采用的开关器件电压等级决定。
其中的隔离型DC-DC变换器有三种不同的结构，第一种结构的电路图如图3所示，由高压直流电容、DC-AC H桥、两个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与第一个LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与第二个LC串联谐振电路和AC-DC H桥的输入端串联；低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
第二种结构的电路图如图4所示，由高压直流电容、DC-AC H桥、高频变压器、AC-DCH桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DCH桥的输入端串联；所述的低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
第三种结构的电路图如图5所示，由高压直流电容、DC-AC H桥、一个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成。隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与所述的LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DC H桥的输入端串联；低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器的隔离型DC-DC变换器中，其中所述的DC-AC H桥的电路图如图6所示，由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂，两个桥臂并联连接。两个桥臂的上端和下端为所述的DC-AC H桥的输入端；DC-AC H桥的输出端与两个桥臂的中点相连。其中所述的AC-DC H桥的电路图如图7所示，由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂。两个桥臂并联连接，两个桥臂的中点为所述的AC-DC H桥的输入端；所述的AC-DC H桥的输出端与两个桥臂的上端和下端相连。
上述用于能源互联网的多端口电力电子变换器中，所述的三相DC-AC逆变器有三种不同结构，第一种结构的电路图如图8所示，包括了一个低压直流电容、三个两电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的三个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与所述的三个两电平桥臂的中点相连。第二种结构的电路图如图9所示，包括了两个低压直流电容、三个二极管中点钳位式三电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的两个低压直流电容串联连接；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三个二极管中点钳位式三电平桥臂与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与三个二极管中点钳位式三电平桥臂的中点相连。第三者结构的电路图如图10所示，包括了一个低压直流电容、四个两电平桥臂和一个三相LC滤波电路；三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的四个两电平桥臂并联连接；三相DC-AC逆变器的三相输出端通过三相LC滤波电路与三个两电平桥臂的中点相连；三相LC滤波电路的电容呈星形连接，星形连接的中点与第四个两电平桥臂的中点相连，构成中线输出端。
下面结合附图，介绍本发明提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器的工作原理：
图1是本发明所提出的用于能源互联网的多端口电力电子变换器的电路图。图1所示的变换器含有五个端口：高压AC端口1、高压AC端口2、高压DC端口、低压DC端口、低压AC端口。
所述的高压AC端口1与高压AC端口2是通过三个单相变压器的原边串联起来的；三个单相变压器副边一端连在一起，另一端与静止同步串联补偿器中的模块化多电平变换器的交流端通过滤波器相连；模块化多电平变换器采用半桥子模块，如图2所示；三相旁路开关与三个单相变压器并联，以实现对静止同步串联补偿器的旁路功能；三相旁路开关导通后，高压AC端口1与高压AC端口2将直接相连。
所述的静止同步串联补偿器中的模块化多电平变换器的直流端连接了高压DC端口。模块化多电平变换器是由半桥子模块构成，半桥子模块的个数由高压DC端口的电压等级以及所采用开关器件的耐压等级决定。若高压DC端口的电压等级为VdcH，半桥子模块的额定电容电压为VcSM，则模块化多电平变换器每相所需子模块数为2N＝2VdcH/VcSM。
所述的高压AC端口2和高压DC端口是通过基于模块化多电平变换器的静止同步补偿器连接的。静止同步补偿器与所述的静止同步串联补偿器呈背靠背的关系，两者所采用的模块化多电平变换器的结构基本相同。
所述的高压DC端口不需额外并联集中式高压直流电容。
所述的高压DC端口与低压DC端口是通过由多个隔离型DC-DC变换器进行输入串联、输出并联而构成，串联的隔离型DC-DC变换器的个数由高压DC端口的电压等级以及隔离型DC-DC变换器输入侧所采用的开关器件的耐压等级决定。若高压DC端口的电压等级为VdcH，隔离型DC-DC变换器的输入侧直流电压为VcH，则所需串联的隔离型DC-DC变换器的个数为M＝VdcH/VcH。
所述的隔离型DC-DC变换器可以为三种拓扑：图3所示的原副边都有LC谐振电路的隔离型DC-DC变换器，图4所示的原副边都无LC谐振电路的隔离型DC-DC变换器和图5所示的原边有LC谐振、副边无LC谐振电路的隔离型DC-DC变换器，这里所述的LC谐振电路均为LC串联谐振。
所述的三种隔离型DC-DC变换器均包含了高压直流电容、DC-AC环节、高频变压器、AC-DC环节和低压直流电容。其中，DC-AC环节和AC-DC环节都采用了4个电力电子开关器件构成的H桥结构，DC-AC H桥如图6所示，AC-DC H桥如图7所示。
所述的隔离型DC-DC变换器都采用高频变压器进行隔离，通常工作于kHz及以上级别的开关频率，且原副边之间具有较高的隔离电压。
所述的低压DC端口与低压AC端口是通过三相逆变器进行连接的，可以为三种拓扑：图8所示的三相两电平逆变器、图9所示的三相三电平逆变器和图10所示的三相四桥臂逆变器。
其中，采用两电平还是三电平逆变器，是由低压DC端口电压等级和三相逆变器所采用的开关器件电压等级决定；而三相四桥臂逆变器，也为两电平变换器，可提供低压的三相四线的交流电压。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式而非对其限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于包括：一个静止同步串联补偿器、一个静止同步补偿器、一个DC-DC变换器和一个三相DC-AC逆变器；所述的静止同步串联补偿器的一个高压交流端口和静止同步补偿器的一个高压交流端口分别与能源互联网的高压交流电网相连，静止同步串联补偿器的另一个高压交流端口与静止同步补偿器的另一个高压交流端口相接；静止同步串联补偿器的高压直流端口、静止同步补偿器的高压直流端口和DC-DC变换器的高压直流端口同时与能源互联网的高压直流电网相连；DC-DC变换器的低压直流端口和三相DC-AC逆变器的低压直流端口同时与能源互联网的低压直流电网相连；三相DC-AC逆变器的低压交流端口与能源互联网的低压交流电网相连。
2.如权利要求1所述的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的静止同步串联补偿器由三个单相变压器、一个三相旁路开关和一个模块化多电平变换器构成，所述的三个单相变压器的原边的一端分别与能源互联网中的高压交流电网相连，三个单相变压器的原边的另一端分别与静止同步补偿器的高压交流端口相接，三个单相变压器副边的一端采用三相星形接法，三个单相变压器副边的另一端与所述的模块化多电平变换器的交流输出端通过滤波电感相连；所述的三相旁路开关与三个单相变压器并联；模块化多电平变换器串联在三个单相变压器与静止同步串联补偿器的高压直流端口之间；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成；所述的两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，所述的电容的正极与桥臂上端相连，所述电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端。
3.如权利要求1所述的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的静止同步补偿器包括一个模块化多电平变换器，所述的模块化多电平变换器通过滤波电感与能源互联网中的高压交流电网相连；模块化多电平变换器由多个半桥子模块级联而成；所述的半桥子模块由一个电容和两个电力电子开关构成；所述的两个电力电子开关串联连接，构成一个桥臂，所述的电容的正极与桥臂上端相连，所述电容的负极与桥臂下端相连，桥臂的中点和下端构成了所述半桥子模块的两个输出端。
4.如权利要求1所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的DC-DC变换器由多个隔离型DC-DC变换器输入串联、输出并联而构成，DC-DC变换器的输入端与静止同步补偿器的高压直流端口相连，DC-DC变换器的输出端与三相DC-AC逆变器的低压直流端口相连。
5.如权利要求4所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的隔离型DC-DC变换器由高压直流电容、DC-AC H桥、两个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成；所述的隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与第一个LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与第二个LC串联谐振电路和AC-DC H桥的输入端串联；所述的低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
6.如权利要求4所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的隔离型DC-DC变换器由高压直流电容、DC-AC H桥、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成；所述的隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-ACH桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DC H桥的输入端串联；所述的低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
7.如权利要求4所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的隔离型DC-DC变换器由高压直流电容、DC-AC H桥、一个LC串联谐振电路、高频变压器、AC-DC H桥和低压直流电容组成；所述的隔离型DC-DC变换器的输入端并联于高压直流电容的两端，所述的高压直流电容并联于DC-AC H桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与所述的LC串联谐振电路和所述的高频变压器的原边串联；高频变压器通常工作于kHz及以上的开关频率；高频变压器的副边与AC-DC H桥的输入端串联；所述的低压直流电容与AC-DC H桥的输出端并联，低压直流电容的正负极构成了所述隔离型DC-DC变换器的输出端。
8.如权利要求5、6、7所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的DC-AC H桥，由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂；所述的两个桥臂并联连接，两个桥臂的上端和下端为所述的DC-AC H桥的输入端；所述的DC-AC H桥的输出端与两个桥臂的中点相连。
9.如权利要求5、6、7所述的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的AC-DC H桥，由4个电力电子开关构成，其中2个电力电子开关组成一个桥臂，另外2个电力电子开关组成另一个桥臂；所述的两个桥臂并联连接，两个桥臂的中点为所述的AC-DC H桥的输入端；所述的AC-DC H桥的输出端与两个桥臂的上端和下端相连。
10.如权利要求1所述的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的三相DC-AC逆变器，包括一个低压直流电容、三个两电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的三个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与所述的三个两电平桥臂的中点相连。
11.如权利要求1所述的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的三相DC-AC逆变器，包括两个低压直流电容、三个二极管中点钳位式三电平桥臂和一个三相滤波电感；所述的两个低压直流电容串联连接；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三个二极管中点钳位式三电平桥臂与所述的两个串联连接的低压直流电容的两端并联；所述的三相DC-AC逆变器的输出端通过所述的三相滤波电感与三个二极管中点钳位式三电平桥臂的中点相连。
12.如权利要求1所述的用于能源互联网的多端口电力电子变换器，其特征在于其中所述的三相DC-AC逆变器，包括一个低压直流电容、四个两电平桥臂和一个三相LC滤波电路；所述的三相DC-AC逆变器的输入端与所述的低压直流电容和所述的四个两电平桥臂并联连接；所述的三相DC-AC逆变器的三相输出端通过三相LC滤波电路与三个两电平桥臂的中点相连；所述的三相LC滤波电路的电容呈星形连接，星形连接的中点与第四个两电平桥臂的中点相连，构成中线输出端。
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