[go: up one dir, main page]

RU2016115720A - Новая топология четырехуровневой ячейки преобразователя для каскадных модульных многоуровневых преобразователей - Google Patents

Новая топология четырехуровневой ячейки преобразователя для каскадных модульных многоуровневых преобразователей Download PDF

Info

Publication number
RU2016115720A
RU2016115720A RU2016115720A RU2016115720A RU2016115720A RU 2016115720 A RU2016115720 A RU 2016115720A RU 2016115720 A RU2016115720 A RU 2016115720A RU 2016115720 A RU2016115720 A RU 2016115720A RU 2016115720 A RU2016115720 A RU 2016115720A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
series
voltage
circuit
topology
Prior art date
Application number
RU2016115720A
Other languages
English (en)
Inventor
Шэнфан ФАНЬ
Яосо СЮЭ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2016115720A publication Critical patent/RU2016115720A/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095—Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from AC input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4837—Flying capacitor converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Claims (31)

1. Ячейка преобразователя для генерации многоуровневого напряжения, содержащая:
- первый, второй и третий конденсаторы, соединенные последовательно; и
- первый, второй, третий и четвертый переключатели питания, каждый из которых имеет диод, соединенный антипараллельно, причем первый переключатель питания соединен последовательно со вторым переключателем питания, и третий переключатель питания соединен последовательно с четвертым переключателем питания,
причем:
упомянутые первый и второй переключатели питания, соединенные последовательно, соединены параллельно со вторым конденсатором;
первый узел третьего переключателя питания соединен с первым узлом первого конденсатора; и
второй узел четвертого переключателя питания соединен со вторым узлом третьего конденсатора.
2. Ячейка преобразователя по п.1, дополнительно содержащая выход, образованный вторым узлом первого переключателя питания и вторым узлом третьего переключателя питания для получения многоуровневого напряжения.
3. Ячейка преобразователя по п.1, в которой многоуровневое напряжение является четырехуровневым напряжением.
4. Ячейка преобразователя по п.1, которая является частью схемы, содержащей множество ячеек преобразователя.
5. Ячейка преобразователя по п.4, причем схема содержит n ячеек преобразователя, где n больше 2, и схема выполнена с возможностью обеспечивать выходное напряжение "фаза-нейтраль", по меньшей мере, с 4n+1 уровнями напряжения.
6. Ячейка преобразователя по п.4, причем схема содержит 3n ячеек преобразователя, где n больше 2, и схема выполнена с возможностью обеспечивать выходное напряжение "фаза-фаза", по меньшей мере, с 8n+1 уровнями напряжения.
7. Ячейка преобразователя по п.1, которая является частью каскадного модульного многоуровневого преобразователя.
8. Ячейка преобразователя по п.1, которая является частью системы электроснабжения на основе солнечных элементов.
9. Ячейка преобразователя по п.8, в которой конденсатор заменен солнечным элементом.
10. Многоуровневый преобразователь напряжения, содержащий:
- множество из 3n ячеек преобразователя, установленных с получением топологии каскадного модульного многоуровневого преобразователя, причем каждая ячейка преобразователя имеет топологию, определенную 3 конденсаторами и 4 полупроводниковыми переключателями питания, каждый с обратным диодом, каждый преобразователь имеет выход, выполненный с возможностью избирательно обеспечивать один из 4 уровней напряжения; и
- выход, позволяющий избирательно обеспечивать один из, по меньшей мере, 8n+1 уровней напряжения "фаза-фаза".
11. Многоуровневый преобразователь напряжения по п.10, в котором топология дополнительно определена соединением трех конденсаторов последовательно и соединением двух из четырех переключателей питания последовательно.
12. Многоуровневый преобразователь напряжения по п.11, в котором упомянутые два переключателя питания, соединенные последовательно, соединены параллельно с одним из трех конденсаторов, соединенных последовательно.
13. Многоуровневый преобразователь напряжения по п.10, который является частью системы электроснабжения на основе солнечных элементов.
14. Способ генерации многоуровневого сигнала напряжения, содержащий следующие этапы:
- создают сигнал напряжения, величина которого может иметь один из 4 уровней, на выходе ячейки преобразователя с топологией, определенной 3 конденсаторами и 4 полупроводниковыми переключателями питания, каждый с обратным диодом;
- располагают в схеме n ячеек преобразователя с получением топологии каскадного модульного многоуровневого преобразователя; и
- избирательно обеспечивают на выходе схемы сигнал, величина которого может иметь один из, по меньшей мере, 4n+1 уровней напряжения фазы.
15. Способ по п.14, дополнительно содержащий следующие этапы:
- располагают в схеме 3n ячеек преобразователя с получением топологии каскадного модульного многоуровневого преобразователя; и
- избирательно обеспечивают на выходе схемы сигнал, величина которого может иметь один из, по меньшей мере, 8n+1 уровней напряжения линии.
16. Способ по п.14, в котором многоуровневое напряжение генерируют в системе электроснабжения на основе солнечных элементов.
17. Способ по п.14, в котором топологию дополнительно определяют соединением трех конденсаторов последовательно и соединением двух из четырех переключателей питания последовательно.
18. Способ по п.14, в котором упомянутые два переключателя питания, соединенные последовательно, соединены параллельно с одним из трех конденсаторов, соединенных последовательно.
RU2016115720A 2013-09-23 2013-09-23 Новая топология четырехуровневой ячейки преобразователя для каскадных модульных многоуровневых преобразователей RU2016115720A (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/061127 WO2015041691A1 (en) 2013-09-23 2013-09-23 A new four-level converter cell topology for cascaded modular multilevel converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016115720A true RU2016115720A (ru) 2017-10-30

Family

ID=49304374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115720A RU2016115720A (ru) 2013-09-23 2013-09-23 Новая топология четырехуровневой ячейки преобразователя для каскадных модульных многоуровневых преобразователей

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20160218637A1 (ru)
EP (1) EP3050206A1 (ru)
KR (1) KR20160060725A (ru)
CN (1) CN105723607A (ru)
BR (1) BR112016006462A2 (ru)
CA (1) CA2925264A1 (ru)
RU (1) RU2016115720A (ru)
WO (1) WO2015041691A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10069430B2 (en) * 2013-11-07 2018-09-04 Regents Of The University Of Minnesota Modular converter with multilevel submodules
CN105827129B (zh) * 2015-01-04 2020-06-02 华为技术有限公司 多电平拓扑的电路和功率变换器
CN106329950B (zh) * 2015-07-01 2019-01-08 南京南瑞继保电气有限公司 模块化多电平换流器驱动信号调制方法及故障隔离方法
CN105048842B (zh) * 2015-09-07 2017-10-17 阳光电源股份有限公司 一种单相四电平逆变器及其应用电路
US10218285B2 (en) 2015-10-19 2019-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Medium voltage hybrid multilevel converter and method for controlling a medium voltage hybrid multilevel converter
CN105226980B (zh) * 2015-10-21 2017-12-22 阳光电源股份有限公司 一种四电平逆变器低电压穿越控制方法和系统
CN108476001B (zh) * 2015-11-24 2021-04-02 Abb瑞士股份有限公司 四电平功率转换器和三相功率转换器
CN107306083B (zh) * 2016-04-22 2019-09-20 台达电子企业管理（上海）有限公司 飞跨电容的电压平衡控制装置与电压平衡控制方法
CN107342699B (zh) * 2016-04-29 2019-06-07 台达电子企业管理（上海）有限公司 混合拓扑功率变换器的控制方法与装置
CN106100405A (zh) * 2016-06-30 2016-11-09 华东交通大学 一种级联五开关h桥多电平逆变器
CN106169885B (zh) * 2016-07-15 2019-02-12 华东交通大学 一种级联式六开关多电平逆变器
CL2016002365A1 (es) 2016-09-20 2017-02-17 Univ Andrés Bello Convertidor multinivel para el control y transmision de la energia electrica
US10530272B2 (en) * 2016-12-21 2020-01-07 Abb Schweiz Ag Voltage source converter with improved operation
KR101943884B1 (ko) * 2017-06-02 2019-01-30 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
KR101943885B1 (ko) * 2017-06-02 2019-01-30 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
CN107994794B (zh) * 2017-12-29 2019-11-08 重庆大学 一种双t型四电平逆变单元及其应用电路和调制方法
CN109004848A (zh) * 2018-07-20 2018-12-14 重庆大学 Vienna四电平整流器
CN110995041A (zh) * 2019-12-17 2020-04-10 华南理工大学 一种模块化多电平变换器用的子模块电路
WO2023057069A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Fault tolerant control of a solid state transformer
DE102022109825B3 (de) * 2022-04-25 2023-03-09 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Generalisierte Multilevelkonverter-Schaltungstopologie mit geschalteten Kondensatoren

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642275A (en) * 1995-09-14 1997-06-24 Lockheed Martin Energy System, Inc. Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources
DE10131961A1 (de) * 2001-07-02 2003-01-23 Siemens Ag N-Punkt-Stromrichterschaltung
US6969967B2 (en) * 2003-12-12 2005-11-29 Ut-Battelle Llc Multi-level dc bus inverter for providing sinusoidal and PWM electrical machine voltages
WO2006124868A2 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Siemens Energy & Automation, Inc. Multi-level active filter
JP2007325480A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology パワー集積化回路
CA2757749A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Abb Technology Ag An arrangement for exchanging power
FI122206B (fi) * 2009-06-30 2011-10-14 Vacon Oyj Tehonsiirtomenetelmä ja -laitteisto
CA2789705A1 (en) 2010-02-15 2011-08-18 Siemens Corporation Single phase multilevel inverter
WO2011124260A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 Areva T&D Uk Limited Modularised converter for hvdc and statcom
US8772965B2 (en) * 2010-06-29 2014-07-08 General Electric Company Solar power generation system and method
JP2012060735A (ja) * 2010-09-07 2012-03-22 Sharp Corp マルチレベルインバータ
JP5941922B2 (ja) * 2010-11-04 2016-06-29 ベンショウ・インコーポレイテッド 整流装置に接続されるモジュール式多電圧値出力変換器装置
KR101300391B1 (ko) * 2011-10-14 2013-08-26 전남대학교산학협력단 짝수-레벨 인버터
EP2678932A2 (en) 2011-04-15 2014-01-01 Siemens Aktiengesellschaft Multilevel converter and method of starting up a multilevel converter
WO2013030236A2 (en) * 2011-08-31 2013-03-07 Optistring Technologies Ab Dc-ac inverter for photovoltaic systems
KR101297320B1 (ko) * 2012-07-02 2013-08-16 전남대학교산학협력단 향상된 전력품질을 제공하는 단상풀브릿지인버터
CN103248253A (zh) * 2013-04-24 2013-08-14 山东新风光电子科技发展有限公司 一种多电平电路结构

Also Published As

Publication number Publication date
EP3050206A1 (en) 2016-08-03
CA2925264A1 (en) 2015-03-26
BR112016006462A2 (pt) 2017-08-01
KR20160060725A (ko) 2016-05-30
WO2015041691A1 (en) 2015-03-26
CN105723607A (zh) 2016-06-29
US20160218637A1 (en) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016115720A (ru) Новая топология четырехуровневой ячейки преобразователя для каскадных модульных многоуровневых преобразователей
Shuvo et al. Design and hardware implementation considerations of modified multilevel cascaded H-bridge inverter for photovoltaic system
CN103248252B (zh) 一种模块化多电平变换器的调制策略
CN102820800B (zh) 太阳能转换装置
US8730696B2 (en) Multi-level voltage converter
RU2014145160A (ru) Структура высоковольтного многоуровневого привода высокой мощности
RU2016105213A (ru) Многоуровневое силовое преобразовательное устройство
EP2790313A3 (en) Multilevel inverter
EA201400999A1 (ru) M2lc система и способ управления системой
Schettino et al. Simulation and experimental validation of multicarrier PWM techniques for three-phase five-level cascaded H-bridge with FPGA controller
Nilkar et al. A new single-phase cascade multilevel inverter topology using four-level cells
Musale et al. Three level DC-DC boost converter for high conversion ratio
IN2015DN03036A (ru)
CN103872936A (zh) 一种单电源多电平混合型逆变器
KR101505556B1 (ko) 고전압용 t타입 인버터
Sandoval et al. A new delta inverter system for grid integration of large scale photovoltaic power plants
CN203193538U (zh) 新能源用三电平逆变器
Rufer A five-level NPC photovoltaic inverter with an actively balanced capacitive voltage divider
Vekhande et al. Central multilevel current-fed inverter with module integrated DC-DC converters for grid-connected PV plant
RU2011104951A (ru) Способ управления преобразовательной схемой и устройство для его осуществления
CN102437768B (zh) 一种单相半桥五电平逆变器及其应用电路
Minai et al. Analysis of Cascaded multilevel inverter
Khalili et al. Efficient choice of a multilevel inverter for integration on a hybrid wind-solar power station
Khiavi et al. Single-phase multilevel current source inverter with reduced device count and current balancing capability
RU2558739C1 (ru) Понижающий преобразователь постоянного напряжения

Legal Events

Date Code Title Description
FA94 Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees)

Effective date: 20190327