CN117280590A - 交流/直流功率变换系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种交流/直流功率变换系统，能够在不改变功率变换系统的内部结构的情况下，适配于不同的直流电压应用场景。该系统包括：三相交流系统端口，用于接收或输出三相交流电；M个直流系统端口，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2；三个功率变换模块，分别用于接收或输出三相交流电中的一相交流电，每个功率变换模块包括：至少一个功率单元，每个功率单元用于实现单相交流电与直流电之间的转换以及电气隔离，每个功率单元包括一个交流端口以及M个直流端口，至少一个功率单元的交流端口在相互串联之后，与三相交流系统端口相连，每个功率单元中的M个直流端口分别与M个直流系统端口相连。

Description

交流/直流功率变换系统 技术领域
本申请涉及电气领域，尤其涉及交流/直流功率变换系统。
背景技术
AC/DC固态变压器，可以指采用高频隔离的交流(alternative current，AC)/直流(direct current，DC)功率变换系统，其用于实现将交流电转换直流电。例如，常用的交流/直流功率变换系统包括中压交流/低压直流功率变换系统、低压交流/低压直流功率变换系统、低压交流/中压直流变换系统等。一种典型的应用场景为在交流侧连接三相交流电网，直流侧连接直流电网、负载、储能设备等。另外，以中压交流/低压直流功率变换系统为例，AC/DC固态变压器也可通过增加额外的低压直流/低压交流功率变换级，构成AC/AC固态变压器，连接到低压交流电网。
通常，AC/DC固态变压器中的每相均包括一个或多个功率单元，上述一个或多个功率单元的输入端相互串联，上述多个功率单元的输出端则为并联。每个功率单元中包括高压侧功率电路、中频变压器以及低压侧功率电路。
例如，AC/DC固态变压器可用于数据中心及电动汽车充电站的前级功率变换系统中的中压交流/低压直流功率变换的场景，将中压交流电转换为低压直流电输出。通常，该直流输出电压为恒定电压，例如，400V或800V。在应用中，AC/DC固态变压器的输出可以连接多种类型的设备，例如，可连接下一级DC/AC逆变器或者连接下一级DC/DC变换器。但是在现有的方案中，AC/DC固态变压器提供的直流输出电压是固定的，对于需要不同直流电压的场景，无法通过同一种功率单元适配不同的直流电压。
发明内容
本申请提供一种交流/直流功率变换系统，能够在不改变功率变换系统的内部结构的情况下，适配于不同的直流电压应用场景，提高了功率变换系统的灵活性。
第一方面，提供了一种交流/直流功率变换系统，包括：三相交流系统端口，用于接收或输出三相交流电；M个直流系统端口，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2；三个功率变换模块，分别用于接收或输出所述三相交流电中的一相交流电，每个功率变换模块包括：至少一个功率单元，每个功率单元用于实现单相交流电与直流电之间的转换以及电气隔离，每个功率单元包括一个交流端口以及M个直流端口，所述至少一个功率单元的交流端口在相互串联之后，与所述三相交流系统端口相连，每个功率单元中的M个直流端口分别与所述M个直流系统端口相连。
上述功率变换系统中的每个功率单元具有M个直流端口，并分别与系统的M个直流系统端口相连，通过配置该功率变换系统引出的M个直流系统端口在外部的连接方式，可以动态地支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系 统的内部结构，从而适配于不同的直流电压应用场景，提高了功率变换系统的灵活性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或开关切换进行改变。
上述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或外部开关切换进行改变，以支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系统的内部结构，提高了功率变换系统的灵活性。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述M个直流系统端口用于实现以下至少一种连接方式：所述M个直流系统端口相互并联；所述M个直流系统端口相互串联；所述M个直流系统端口互不相连；所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互串联；所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互并联。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：交流/直流AC/DC前级变换器，用于实现交流电与直流电之间的转换；M个隔离直流/直流DC/DC后级变换器，每个隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离；其中，所述AC/DC前级变换器的交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：M个交流/交流AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述M个AC/AC前级变换器的第一交流端口相互并联，并与所述第一功率单元的交流端口相连；M个中频变压器，每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个AC/AC前级变换器的第二交流端口分别与所述M个中频变压器的原边绕组相连；M个AC/DC后级变换器，用于实现交流电与直流电之间的转换，所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连；M个中频变压器，每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个中频变压器的原边绕组相互并联，并与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连；M个AC/DC后级变换器，所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，与所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连；中频变压器，包括一个原边绕组和M个副边绕组，所述原边绕组与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连；M个AC/DC后级变换器，所述M个副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分 别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述AC/AC前级变换器为单级矩阵变换器或为AC/DC与DC/AC两级变换器。
第二方面，提供了一种交流/直流功率变换系统，包括：三相交流系统端口，用于接收或输出三相交流电；M个直流系统端口，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2；功率单元，用于实现所述三相交流电与所述直流电之间的转换以及电气隔离，所述功率单元包括：交流/直流AC/DC前级变换器，用于实现三相交流电与直流电之间的转换，其中，所述AC/DC前级变换器包括三相交流端口和直流端口，所述三相交流端口与所述三相交流系统端口相连；M个隔离直流/直流DC/DC后级变换器，每个隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离，其中，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述M个直流系统端口相连。
上述功率变换系统包括一个功率单元，该功率单元包括的M个直流端口与功率变换系统中的M个直流系统端口相连，通过配置交流/直流功率变换系统外部的直流侧的连接方式，可以动态地支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系统的内部结构，从而适配于不同的直流电压应用场景，提高了功率变换系统的灵活度。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或开关切换进行改变。
结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述M个直流系统端口用于实现以下至少一种连接方式：所述M个直流系统端口相互并联；所述M个直流系统端口相互串联；所述M个直流系统端口互不相连；所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互串联；所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互并联。
附图说明
图1是本申请一实施例的交流/直流功率变换系统100的结构示意图。
图2是本申请一实施例的功率变换模块120的结构示意图。
图3是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。
图4是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。
图5是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。
图6是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。
图7是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。
图8是本申请一实施例的交流/直流功率变换系统200的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
AC/DC固态变压器(solid state transformer，SST)：是指采用高频隔离的交流/直流功率变换系统。典型的应用为中压交流/低压直流功率变换场景，通常在交流侧为三相交流电网，直流侧接直流电网，或者在进行直流/交流变换之后接交流电网，或者还可以连 接负载，储能设备等。
输入串联输出并联(input series output parallel，ISOP)：是指功率变换系统中的多个功率单元在输入端采用串联结构，在输出端采用并联结构。
中频变压器(medium frequency transformer，MFT)：中频变压器通常是指频率范围在几百到几十kHz的变压器，或者也可以泛指工作频率高于电网频率的变压器，例如，电网频率通常为50或60Hz，在一些特殊场景，例如铁路牵引场景还有50/3Hz。在本申请实施例中，中频变压器主要用于实现交流侧与直流侧之间的电气隔离及电压调整。
矩阵变换器：是一种直接变换型的AC/AC电力变换装置，其具有矩阵状拓扑结构。矩阵变换器不需要中间直流储能环节，并可自由控制功率因数。矩阵变换器包括单级矩阵变换器和双级矩阵变换器两种类型。
如前文所述，现有的方案中，AC/DC固态变压器的输出端不能适配不同的直流电压，为了解决这个问题，本申请实施例提出了一种带有高频电隔离的交流/直流功率变换系统，能够对输出的直流电压的模式进行动态的调配，以适配不同的应用场景，从而提高功率变换系统的应用灵活度。
图1是本申请一实施例的交流/直流功率变换系统100的结构示意图。如图1所示，该功率变换系统100包括：三相交流系统端口110、M个直流系统端口160以及三个功率变换模块120。其中，三相交流系统端口110用于接收或输出三相交流电。M个直流系统端口160用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2。三个功率变换模块120与所述三相交流电中的三相一一对应，用于分别接收或输出三相交流电中的一相。
应理解，功率变换系统100可以实现不同电压的交流电和不同电压的直流电之间的转换。例如，功率变换系统100可以包括但不限于以下系统：中压交流/低压直流功率变换系统、低压交流/低压直流功率变换系统、低压交流/中压直流功率变换系统、高压交流/中压直流功率变换系统。
在一些示例中，所述三相交流系统端口110为三相三线结构，即该三相交流系统端口110引出三个端子，其中，三个端子分别用于接收或输出三相交流电中的一相。本申请实施例中以三相三线结构为例进行说明。可选地，所述三相交流系统端口110也可以采用三相四线结构或三相五线结构，其中，三相四线结构中还包括用于连接中线的第四个端子。三相五线结构中还包括用于连接保护地线的第五个端子。
每个功率变换模块120包括至少一个功率单元121，每个功率单元121用于实现单相交流电与直流电之间的转换以及电气隔离。每个功率单元121包括一个交流端口122以及M个直流端口124，所述至少一个功率单元121的交流端口122在相互串联之后，与三相交流系统端口110相连，每个功率单元121中的M个直流端口124分别与所述M个直流系统端口160相连。
可选地，本申请实施例中的功率单元121包括多种实现方式，只要其能实现交流电与直流电之间的转换功能、电压转换功能和电气隔离功能即可，后文中将结合附图3至图7，详细介绍功率单元121的具体实现形式。
在本申请实施例中，提供了一种带有高频电隔离的交流/直流功率变换系统，该功率变换系统中的每个功率单元具有M个直流端口，并分别与系统的M个直流系统端口相连，通过配置交流/直流功率变换系统外部的直流侧的连接方式，可以动态地支持一个或多个 直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系统的内部结构，从而适配于不同的直流电压应用场景，提高了功率变换系统的灵活性。
在一些示例中，上述M个直流系统端口160之间的连接关系能够通过线缆连接配置或外部开关切换进行改变。换句话说，技术人员可以根据应用环境，通过改变M个直流系统端口160之间的连接关系，来改变功率变换系统100输出的直流电压的大小，或者改变输出的直流电压端口数目。
上述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或外部开关切换进行改变，以支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系统的内部结构，提高了功率变换系统的灵活性。
作为示例，所述M个直流系统端口160用于实现以下至少一种连接方式：所述M个直流系统端口160相互并联；所述M个直流系统端口160相互串联；所述M个直流系统端口160互不相连；所述M个直流系统端口160中的部分直流系统端口160相互串联；所述M个直流系统端口160中的部分直流系统端口160相互并联。
应理解，本申请实施例中涉及的单相交流端口或直流端口通常包括一对端子，即正端子和负端子。例如，每个交流端口122包括正端子和负端子，每个直流端口124以及每个直流系统端口160也包括正端子和负端子。
应理解，上述三个功率变换模块120中的每个功率变换模块120中的功率单元121的数目可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
图2是本申请一实施例的功率变换模块120的结构示意图。图2中以功率变换系统100包括两个直流系统端口160，每个功率单元121包括两个直流端口124为例进行说明，即M＝2。如图2所示，该功率变换模块120包括N个功率单元121，其中，每个功率单元121包括一个交流端口122和两个直流端口124。
其中，N个功率单元121的交流端口122之间相互串联，并与三相交流系统端口110相连。即每个功率单元121的交流负端子与下一个功率单元的交流正端子相连，并且第一功率单元(即功率单元1)的交流正端子与三相交流系统端口相连，第N功率单元(即功率单元N)的交流负端子与中线相连，该中线用于连接三个功率变换模块120。
在图2中，两个直流系统端口160可分别表示为(DCA+，DCA-)，(DCB+，DCB-)。N个功率单元121中的直流端口124可分别表示为(DC1A+，DC1A-)，(DC1B+，DC1B-)，…，(DCnA+，DCnA-)，(DCnB+，DCnB-)。每个功率单元121中的第1个直流端口(DC1A+，DC1A-)，…，(DCnA+，DCnA-)并联在一起，与第1个直流系统端口(DCA+，DCA-)相连；每个功率单元121中的第2个直流端口(DC1B+，DC1B-)，…，(DCnB+，DCnB-)并联在一起，与第2个直流系统端口(DCB+，DCB-)相连。其中，N＝n。
作为示例，根据不同应用场景的需要，可以调整两个直流系统端口的铜排或线缆连接，形成以下连接方式：
1)并联：DCA+连接DCB+，DCA-连接DCB-，构成1组直流总线。
2)串联：DCA-连接DCB+，以DCA+和DCB-作为输出端子，构成1组直流总线。
3)不连接：DCA+与DCA-，DCB+与DCB-，构成2组直流总线。
在本申请实施例中，功率变换系统的直流侧至少可提供两种不同的直流电压端口，并可通过扩展，提供更多的端口及支持更多的直流电压。根据应用场景需求，可通过配置各 功率单元直流端口的接线方式，调整所需的端口电压，适配需要不同直流电压的应用场景，从而提高了功率变换系统的灵活度。
接下来结合附图，对本申请实施例的功率单元121多种实现方式进行描述。
图3和图4是本申请一实施例的功率单元121的结构示意图。如图3和图4所示，该功率单元121包括：AC/DC前级变换器、M个隔离DC/DC后级变换器。其中，图3和图4中以M＝2为例进行描述。
AC/DC前级变换器用于实现交流电与直流电之间的转换。隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离。所述AC/DC前级变换器的交流端口与功率单元的交流端口122相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连。例如，图3中的M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联。图4中的M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互并联。所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口124相连。
如图3和图4所示，作为示例，隔离DC/DC后级变换器可包括DC/AC变换器、中频变压器以及AC/DC变换器。其中，中频变压器的作用为实现两侧电压之间的电气隔离。
图5是本申请又一实施例的功率单元121的结构示意图。如图5所示，该功率单元121包括：M个AC/AC前级变换器、M个中频变压器以及M个AC/DC后级变换器。其中，图5中以M＝2为例进行描述。
M个AC/AC前级变换器用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述M个AC/AC前级变换器的第一交流端口相互并联，并与所述功率单元121的交流端口122相连。
M个中频变压器用于实现电气隔离，每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个AC/AC前级变换器的第二交流端口分别与所述M个中频变压器的原边绕组相连。
M个AC/DC后级变换器用于实现交流电与直流电之间的转换，所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与功率单元121的M个直流端口相连。
作为示例，所述AC/AC前级变换器可以为单级矩阵变换器或为AC/DC与DC/AC两级变换器。
图6是本申请又一实施例的功率单元121的结构示意图。如图6所示，该功率单元121包括：AC/AC前级变换器、M个中频变压器以及M个AC/DC后级变换器。其中，图6中以M＝2为例进行描述。
AC/AC前级变换器用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与功率单元121的交流端口122相连。
M个中频变压器中的每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个中频变压器的原边绕组相互并联，并与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连。
所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，与所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
图7是本申请又一实施例的功率单元121的结构示意图。如图7所示，该功率单元121包括AC/AC前级变换器、一个中频变压器以及M个AC/DC后级变换器。其中，图7 中以M＝2为例进行描述。
AC/AC前级变换器用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与功率单元121的交流端口122相连。
中频变压器包括一个原边绕组和M个副边绕组，所述原边绕组与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连。中频变压器的所述M个副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与功率单元124的M个直流端口相连。
图1至图7中所述的功率变换系统100中均包括三个功率变换模块120，以分别处理三相交流电中的一相。可选地，本申请实施例还提出了一种交流/直流功率变换系统，该功率变换系统中由一个单独的功率单元处理三相交流电，并且该功率变换系统也可以实现图1至图7中的功率变换系统100的功能，即动态地支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压。接下来结合图8描述该功率变换系统。
图8是本申请又一实施例的交流/直流功率变换系统200的结构示意图。如图8所示，所述功率变换系统200包括：
三相交流系统端口110，用于接收或输出三相交流电；
M个直流系统端口160，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2。其中，图8中以M＝2为例进行说明。
功率单元121，用于实现所述三相交流电与所述直流电之间的转换以及电气隔离，所述功率单元121包括：AC/DC前级变换器和M个隔离DC/DC后级变换器。
其中，AC/DC前级变换器用于实现三相交流电与直流电之间的转换，其中，所述AC/DC前级变换器包括三相交流端口和直流端口，所述三相交流端口与所述三相交流系统端口相连。或者说，所述三相交流端口与所述三相中压交流端为相同的端口。
M个隔离DC/DC后级变换器中的每个隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离，其中，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连。其中，图8中以M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互并联为例进行说明。所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述M个直流系统端口160相连。
在本申请实施例中，提供了一种交流/直流功率变换系统，该功率变换系统包括一个功率单元，该功率单元包括的M个直流端口与功率变换系统中的M个直流系统端口相连，通过配置交流/直流功率变换系统外部的直流侧的连接方式，可以动态地支持一个或多个直流系统端口以及多种直流输出电压，而无需改变功率变换系统的内部结构，从而适配于不同的直流电压应用场景。
与功率变换系统100类似，在一些示例中，上述M个直流系统端口160之间的连接关系能够通过线缆连接配置或外部开关切换进行改变。换句话说，技术人员可以根据应用环境，通过改变M个直流系统端口160之间的连接关系，来改变功率变换系统100输出的直流电压的大小，或者改变输出的直流电压端口数目。
作为示例，所述M个直流系统端口160用于实现以下至少一种连接方式：所述M个直流系统端口160相互并联；所述M个直流系统端口160相互串联；所述M个直流系统端口160互不相连；所述M个直流系统端口160中的部分直流系统端口160相互串联； 所述M个直流系统端口160中的部分直流系统端口160相互并联。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

  1. 一种交流/直流功率变换系统，其特征在于，所述系统包括：
    三相交流系统端口，用于接收或输出三相交流电；
    M个直流系统端口，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2；
    三个功率变换模块，分别用于接收或输出所述三相交流电中的一相交流电，每个功率变换模块包括：
    至少一个功率单元，每个功率单元用于实现单相交流电与直流电之间的转换以及电气隔离，每个功率单元包括一个交流端口以及M个直流端口，所述至少一个功率单元的交流端口在相互串联之后，与所述三相交流系统端口相连，每个功率单元中的M个直流端口分别与所述M个直流系统端口相连。
  2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或开关切换进行改变。
  3. 如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述M个直流系统端口用于实现以下至少一种连接方式：
    所述M个直流系统端口相互并联；
    所述M个直流系统端口相互串联；
    所述M个直流系统端口互不相连；
    所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互串联；
    所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互并联。
  4. 如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：
    交流/直流AC/DC前级变换器，用于实现交流电与直流电之间的转换；
    M个隔离直流/直流DC/DC后级变换器，每个隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离；
    其中，所述AC/DC前级变换器的交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
  5. 如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：
    M个交流/交流AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述M个AC/AC前级变换器的第一交流端口相互并联，并与所述第一功率单元的交流端口相连；
    M个中频变压器，每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个AC/AC前级变换器的第二交流端口分别与所述M个中频变压器的原边绕组相连；
    M个AC/DC后级变换器，用于实现交流电与直流电之间的转换，所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后 级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
  6. 如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：
    AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连；
    M个中频变压器，每个中频变压器包括原边绕组和副边绕组，所述M个中频变压器的原边绕组相互并联，并与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连；
    M个AC/DC后级变换器，所述M个中频变压器的副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，与所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
  7. 如权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，第一功率单元为所述多个功率单元中的任一功率单元，所述第一功率单元包括：
    AC/AC前级变换器，用于实现交流电与交流电之间的电压转换，所述AC/AC前级变换器的第一交流端口与所述第一功率单元的交流端口相连；
    中频变压器，包括一个原边绕组和M个副边绕组，所述原边绕组与所述AC/AC前级变换器的第二交流端口相连；
    M个AC/DC后级变换器，所述M个副边绕组分别与所述M个AC/DC后级变换器的交流端口相连，所述M个AC/DC后级变换器的直流端口分别与所述第一功率单元的M个直流端口相连。
  8. 如权利要求5至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述AC/AC前级变换器为单级矩阵变换器或为AC/DC与DC/AC两级变换器。
  9. 一种交流/直流功率变换系统，其特征在于，所述系统包括：
    三相交流系统端口，用于接收或输出三相交流电；
    M个直流系统端口，用于分别接收或输出直流电，M为整数，M≥2；
    功率单元，用于实现所述三相交流电与所述直流电之间的转换以及电气隔离，所述功率单元包括：
    交流/直流AC/DC前级变换器，用于实现三相交流电与直流电之间的转换，其中，所述AC/DC前级变换器包括三相交流端口和直流端口，所述三相交流端口与所述三相交流系统端口相连；
    M个隔离直流/直流DC/DC后级变换器，每个隔离DC/DC后级变换器用于实现直流电压之间的转换以及电气隔离，其中，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第一直流端口相互串联或相互并联，并与所述AC/DC前级变换器的直流端口相连，所述M个隔离DC/DC后级变换器的第二直流端口分别与所述M个直流系统端口相连。
  10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述M个直流系统端口之间的连接关系能够通过线缆连接配置或开关切换进行改变。
  11. 如权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述M个直流系统端口用于实现以下至少一种连接方式：
    所述M个直流系统端口相互并联；
    所述M个直流系统端口相互串联；
    所述M个直流系统端口互不相连；
    所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互串联；
    所述M个直流系统端口中的部分直流系统端口相互并联。
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