CN111245272A - T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器及发电系统 - Google Patents

T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器及发电系统 Download PDF

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CN111245272A CN202010170515.1A CN202010170515A CN111245272A CN 111245272 A CN111245272 A CN 111245272A CN 202010170515 A CN202010170515 A CN 202010170515A CN 111245272 A CN111245272 A CN 111245272A
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Abstract

本发明涉及一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，包括第一/第二/第三/第四/第五/第六高频电力电子开关管、第一/第二低频电力电子开关管、第一/第二钳位电容；第一/第二/第五/第六高频电力电子开关管经节点P1、节点A、节点N1串联在发电装置的正极P点和负极N点之间，第四/第三高频电力电子开关管串联并与节点A相连接，第一/第二钳位电容串联后并联在第二/第五高频电力电子开关管两端且中点与第三高频电力电子开关管相连接，第一/第二低频电力电子开关管串联在发电装置的正极P点和负极N点之间。本发明能够进一步提高输出波形质量、减少滤波电感、提高变换效率、减少电力电子开关器件数量，具有很好的应用前景。

Description

T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器及发电系统
技术领域
本发明属于电能变换技术领域，由其是涉及一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器和应用其的发电系统。
背景技术
多电平变换器与二电平变换器相比，具有输出电压、电流谐波小、电压变化率小以及效率高等优点，近年在可再生能源发电系统得到广泛的研究和应用。
传统的多电平变换器有二极管钳位型、飞跨电容型和级联H桥等拓扑结构。但随着变换器输出电平数的增加，二极管钳位多电平变换器和飞跨电容多电平变换器所需的器件成指数倍增加。而级联H桥多电平变换器需要隔离的直流电源。为了克服传多电平变换器的不足，近年来，多种新型多电平变换器结构被提出。例如，名称为《一种飞跨电容型五电平逆变装置的控制方法》、专利号为ZL201410125395.8的发明专利中，公开了一种飞跨电容型五电平单相逆变装置，逆变器输出电平数为5，提高逆变器的性能和效率。再如，名称为《飞跨电容式五电平光伏逆变器》、专利号为ZL201120262122.X的发明专利中，公开一种飞跨电容式五电平光伏逆变器，其每一相由8个电力电子开关管和5个钳位电容构成，逆变器每相桥臂输出五个电平，提高整个光伏发电系统的性能和效率，提高逆变器输出电流波形质量。
对于分布式发电系统的单相变换器，其输出主要有二电平、三电平、五电平等。已有的这些多电平变换器在输出波形质量、滤波电感、变换效率、器件数量等方面仍有可提升的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够进一步提高输出波形质量、减少滤波电感、提高变换效率、减少电力电子开关器件数量的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，连接在发电装置和电网之间，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器包括第一高频电力电子开关管、第二高频电力电子开关管、第三高频电力电子开关管、第四高频电力电子开关管、第五高频电力电子开关管、第六高频电力电子开关管、第一低频电力电子开关管、第二低频电力电子开关管、第一钳位电容和第二钳位电容；
所述第一高频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一高频电力电子开关管的源极经节点P1与所述第二高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二高频电力电子开关管的源极经节点A与所述第五高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第五高频电力电子开关管的源极经节点N1与所述第六高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第六高频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接，所述节点A与所述第四高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第四高频电力电子开关管的源极与所述第三高频电力电子开关管的源极相连接，所述第一钳位电容的第一端与所述节点P1相连接，所述第一钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二钳位电容的第一端与所述节点N1相连接，所述第二钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接；所述第一低频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一低频电力电子开关管的源极经节点n与所述第二低频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二低频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接；所述节点A和所述节点n构成所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出端。
优选的，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管均为MOSFET管，所述第一低频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管均为IGBT管。
优选的，所述第一钳位电容、所述第二钳位电容控制的电压均为Vdc/3，其中Vdc为所述发电装置输出的直流母线电压。
所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器具有十二种工作状态；
在第一种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc；
在第二种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2Vdc/3；
在第三种工作状态下，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2Vdc/3；
在第四种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc/3；
在第五种工作状态下，所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc/3；
在第六种工作状态下，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0；
在第七种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0；
在第八种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc/3；
在第九种工作状态下，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc/3；
在第十种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2Vdc/3；
在第十一种工作状态下，所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2Vdc/3；
在第十二种工作状态下，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc。
本发明还提供一种发电系统，其包括依次设置的发电装置、电平变换器、滤波器、电网，所述电平变换器采用前述的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器。
优选的，所述发电装置为可再生能源发电装置。
优选的，所述发电装置为光伏发电装置。
优选的，所述滤波器包括第一滤波电感、第二滤波电感和滤波电容，所述第一滤波电感的第一端与所述节点A相连接，所述第一滤波电感的第二端与节点B相连接，所述第二滤波电感的第一端与所述节点n相连接，所述第二滤波电感的第二端与节点C相连接，所述滤波电容的两端分别与所述节点B和所述节点C相连接，所述电网分别与所述节点B和所述节点C相连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够进一步提高输出波形质量、减少滤波电感、提高变换效率、减少电力电子开关器件数量，具有很好的应用前景。
附图说明
附图1为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统的结构示意图。
附图2为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第一种工作状态下的输出状态示意图。
附图3为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第二种工作状态下的输出状态示意图。
附图4为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第三种工作状态下的输出状态示意图。
附图5为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第四种工作状态下的输出状态示意图。
附图6为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第五种工作状态下的输出状态示意图。
附图7为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第六种工作状态下的输出状态示意图。
附图8为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第七种工作状态下的输出状态示意图。
附图9为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第八种工作状态下的输出状态示意图。
附图10为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第九种工作状态下的输出状态示意图。
附图11为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第十种工作状态下的输出状态示意图。
附图12为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第十一种工作状态下的输出状态示意图。
附图13为本发明的包括T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器发电系统在第十二种工作状态下的输出状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种发电系统，包括依次设置的发电装置、电平变换器、滤波器和电网eg。其中，发电装置为可再生能源发电装置，如光伏发电装置，在附图1中以电源Edc和电阻Rdc等效。
连接在发电装置和电网eg之间的电平变换器采用T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，该T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器包括第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7、第二低频电力电子开关管S8、第一钳位电容C1和第二钳位电容C2。
第一高频电力电子开关管S1的漏极与发电装置的正极P点相连接，第一高频电力电子开关管S1的源极经节点P1与第二高频电力电子开关管S2的漏极相连接，第二高频电力电子开关管S2的源极经节点A与第五高频电力电子开关管S5的漏极相连接，第五高频电力电子开关管S5的源极经节点N1与第六高频电力电子开关管S6的漏极相连接，第六高频电力电子开关管S6的源极与发电装置的负极N点相连接，节点A与第四高频电力电子开关管S4的漏极相连接，第四高频电力电子开关管S4的源极与第三高频电力电子开关管S3的源极相连接，第一钳位电容C1的第一端与节点P1相连接，第一钳位电容C1的第二端与第三高频电力电子开关管S3的漏极相连接，第二钳位电容C2的第一端与节点N1相连接，第二钳位电容C2的第二端与第三高频电力电子开关管S3的漏极相连接；第一低频电力电子开关管S7的漏极与发电装置的正极P点相连接，第一低频电力电子开关管S7的源极经节点n与第二低频电力电子开关管S8的漏极相连接，第二低频电力电子开关管S8的源极与发电装置的负极N点相连接；节点A和节点n构成T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出端。
上述方案中，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6均为MOSFET管，第一低频电力电子开关管S7、第二低频电力电子开关管S8均为IGBT管。
滤波器包括第一滤波电感L1、第二滤波电感L2和滤波电容C3，第一滤波电感L1的第一端与节点A相连接，第一滤波电感L1的第二端与节点B相连接，第二滤波电感L2的第一端与节点n相连接，第二滤波电感L2的第二端与节点C相连接，滤波电容C3的两端分别与节点B和节点C相连接，电网eg分别与节点B和节点C相连接。
T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器可以根据电网eg的要求，实现有功功率和无功功率控制，LC滤波器可以滤除变换器中的高次谐波，满足并网逆变器并网各次谐波的要求。
上述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器中，第一钳位电容C1、第二钳位电容C2控制的电压均为Vdc/3，其中Vdc为发电装置输出的直流母线电压。
T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器具有十二种工作状态，各个状态下T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器对应的开关状态与输入电压如表1所示。
表1T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器输出电压与变换器开关状态的关系
Figure BDA0002409015720000061
如附图2所示，在第一种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第二低频电力电子开关管S8导通，第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc。
如附图3所示，在第二种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第二低频电力电子开关管S8导通，第二高频电力电子开关管S2、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2Vdc/3。
如附图4所示，在第三种工作状态下，第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8导通，第一高频电力电子开关管S1、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2Vdc/3。
如附图5所示，在第四种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第二低频电力电子开关管S8导通，第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc/3。
如附图6所示，在第五种工作状态下，第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8导通，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第五高频电力电子开关管S5、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为Vdc/3。
如附图7所示，在第六种工作状态下，第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8导通，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第一低频电力电子开关管S7关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0。
如附图8所示，在第七种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第一低频电力电子开关管S7导通，第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0。
如附图9所示，在第八种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第一低频电力电子开关管S7导通，第二高频电力电子开关管S2、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc/3。
如附图10所示，在第九种工作状态下，第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7导通，第一高频电力电子开关管S1、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc/3。
如附图11所示，在第十种工作状态下，第一高频电力电子开关管S1、第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第一低频电力电子开关管S7导通，第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第六高频电力电子开关管S6、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2Vdc/3。
如附图12所示，在第十一种工作状态下，第三高频电力电子开关管S3、第四高频电力电子开关管S4、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7导通，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第五高频电力电子开关管S5、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2Vdc/3。
如附图13所示，在第十二种工作状态下，第四高频电力电子开关管S4、第五高频电力电子开关管S5、第六高频电力电子开关管S6、第一低频电力电子开关管S7导通，第一高频电力电子开关管S1、第二高频电力电子开关管S2、第三高频电力电子开关管S3、第二低频电力电子开关管S8关断，T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-Vdc。
以上T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器装置，能够输出七电平，而所需的电力电子开关器件为8个(6个高频电力电子开关器件和2个低频电力电子开关器件)，可以进一步提高分布式发电系统的单相逆变器输出波形质量、减少滤波电感、提高效率和减少电力电子开关器件等。由其是与二电平变换器相比，可以大大减少变换器滤波电感的大小。
综上，本方案的有益效果在于：该拓扑结构充分利用电力电子开关器件低压MOSFET导通、关断损耗小等特点，只需6个高频电力电子开关和2个低频电力电子开关器件。和传统五电平变换器相比多了2个低频电力电子开关，少了2个高频电力电子开关。但变换器输出电平数由传统的5个增加到7个，大大提高单相光伏变换器性能和大大减少逆变器滤波电感值。因此，该拓扑结构的光伏发电系统有很好的应用前景。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，连接在发电装置和电网之间，其特征在于：所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器包括第一高频电力电子开关管、第二高频电力电子开关管、第三高频电力电子开关管、第四高频电力电子开关管、第五高频电力电子开关管、第六高频电力电子开关管、第一低频电力电子开关管、第二低频电力电子开关管、第一钳位电容和第二钳位电容；
所述第一高频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一高频电力电子开关管的源极经节点P1与所述第二高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二高频电力电子开关管的源极经节点A与所述第五高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第五高频电力电子开关管的源极经节点N1与所述第六高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第六高频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接，所述节点A与所述第四高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第四高频电力电子开关管的源极与所述第三高频电力电子开关管的源极相连接，所述第一钳位电容的第一端与所述节点P1相连接，所述第一钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二钳位电容的第一端与所述节点N1相连接，所述第二钳位电容的第二端与所述第三高频电力电子开关管的漏极相连接；所述第一低频电力电子开关管的漏极与所述发电装置的正极P点相连接，所述第一低频电力电子开关管的源极经节点n与所述第二低频电力电子开关管的漏极相连接，所述第二低频电力电子开关管的源极与所述发电装置的负极N点相连接；所述节点A和所述节点n构成所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出端。
2.根据权利要求1所述的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，其特征在于：所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管均为MOSFET管，所述第一低频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管均为IGBT管。
3.根据权利要求1所述的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，其特征在于：所述第一钳位电容、所述第二钳位电容控制的电压均为V dc /3，其中V dc 为所述发电装置输出的直流母线电压。
4.根据权利要求3所述的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器，其特征在于：所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器具有十二种工作状态；
在第一种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为V dc ；
在第二种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2V dc /3；
在第三种工作状态下，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为2V dc /3；
在第四种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为V dc /3；
在第五种工作状态下，所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为V dc /3；
在第六种工作状态下，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0；
在第七种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为0；
在第八种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-V dc /3；
在第九种工作状态下，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-V dc /3；
在第十种工作状态下，所述第一高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2V dc /3；
在第十一种工作状态下，所述第三高频电力电子开关管、所述第四高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-2V dc /3；
在第十二种工作状态下，所述第四高频电力电子开关管、所述第五高频电力电子开关管、所述第六高频电力电子开关管、所述第一低频电力电子开关管导通，所述第一高频电力电子开关管、所述第二高频电力电子开关管、所述第三高频电力电子开关管、所述第二低频电力电子开关管关断，所述T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器的输出电压为-V dc 。
5.一种发电系统，包括依次设置的发电装置、电平变换器、滤波器、电网，其特征在于：所述电平变换器采用如权利要求1至4中任一项所述的T型嵌套中性点钳位混合多电平变换器。
6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于：所述发电装置为可再生能源发电装置。
7.根据权利要求6所述的发电系统，其特征在于：所述发电装置为光伏发电装置。
8.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于：所述滤波器包括第一滤波电感、第二滤波电感和滤波电容，所述第一滤波电感的第一端与所述节点A相连接，所述第一滤波电感的第二端与节点B相连接，所述第二滤波电感的第一端与所述节点n相连接，所述第二滤波电感的第二端与节点C相连接，所述滤波电容的两端分别与所述节点B和所述节点C相连接，所述电网分别与所述节点B和所述节点C相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115276448A (zh) * 2022-06-16 2022-11-01 江苏科曜能源科技有限公司 一种新型单相t型17电平储能逆变器

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