多相电网同步调节电流源逆变器系统

(19)中民国家知识(43日(21)申请号(43日

(10)申 号CN102027668(2260/991,5442007.11.3012/032,9102008.02.18PCT/US2008/085086PCT申请的数WO2009/073582EN

H02M7/49(2007.01)H02M7/493H02M7/497(71)地址新泽西(72O·S·(74)专利机构立方知11225权利要求书3页说明书20页附图28(57)CN102027668有其它逆变器输出的多相电流异相的多相电流。CN102027668CN102027668CN102027668权利要求1/3电功率转换系统，该系统包括：多个调节电流源逆变器，每一调节电流源逆变器具有用于产生多相交流输出的多个开关装置，多个不稳定直流源向每一调节电流源逆变器提供输入功率，每一调节电流源逆变器的多相交流输出与电功率电网的电压同步工作，每一调节电流源逆变器中的多个开关装置的换向按序进行以从多个调节电流源逆变器中的每一逆变器产生多相交流输出用于对来自所有调节电流源逆变器的多相交流输出电流进行相移的至少一变压器，用于产生注入电功率电网的三相电流，三相电流具有多级波形，随着调节电流源逆变器的数量的增加而使多级波形的总谐波失真减少。流电流调节器的组合以调节来自每一调节电流源逆变器的多相交流输出电流，直流电流根据权利要求1流电流调节器的组合以独立于来自一个或多个不稳定直流源的瞬时电流输出水平调节来自每一调节电流源逆变器的多相交流输出电流，直流电流调节器在每一调节周期中包括单脉冲或多脉冲调节。根据权利要求1流电流调节器的组合以独立于来自向每一调节电流源逆变器提供功率的每一不稳定直流源的瞬时电流输出水平在向每一调节电流源逆变器提供功率的每一不稳定直流源的最大功率点调节来自每一调节电流源逆变器的多相交流输出电流，直流电流调节器在每一调根据权利要求1电流调节器以保持每一不稳定直流源的最大功率点时的输出，每一调节电流源逆变器还包括递降直流电流调节器以调节来自每一调节电流源逆变器的多相交流输出电流，递降直流电流调节器在每一调节周期中包括单脉冲或多脉冲调节。ΔΔ-YY形初级绕组。至少一变压器为具有分支YY形初级绕组的单一变压器。根据权利要求1的电功率转换系统，其中多个调节电流源逆变器的数量包括四Y形次级及曲折Y形初级绕组、双ΔΔCN102027668CN102027668权利要求2/3Y形次YΔΔ根据权利要求1的电功率转换系统，其中多个调节电流源逆变器的数量包括八个，及至少一变压器为四个相移变压器，来自八个调节电流源逆变器的每四分之一的多相交流输出排他地连接到四个相移变压器之一的次级绕组。包括步骤：将每一不稳定直流源的输出连接到多个调节电流源逆变器中的每一逆变器的输入；器产生多相输出，来自每一调节电流源逆变器的多相输出与来自所有其它调节电流源逆相输出连接到电功率电网；及根据权利要求13降直流电流调节以独立于每一不稳定直流源的瞬时输出保持来自每一调节电流源逆变器的多相电流输出恒定，恒定的多相电流输出代表每一不稳定直流源的最大功率点。根据权利要求15的方法，还包括步骤：产生单或多脉冲递升或递降直流电流调节根据权利要求13直流电流调节，所述方法还包括在将每一不稳定直流源的输出连接到每一调节电流源逆变器的输入之前通过递升直流电流调节对每一不稳定直流源的输出进行调节的步骤以将每一不稳定直流源的输出保持在最大功率点。步骤：将每一不稳定直流源的输出连接到多个调节电流源逆变器中的每一逆变器的输入；器产生多相输出，来自每一调节电流源逆变器的多相输出与来自所有其它调节电流源逆将来自每一调节电流源逆变器的多相输出连接到具有三相输出的相移变换网络，三相输出连接到电功率电网；及CN102027668CN102027668权利要求3/3根据权利要求19直流电流调节，所述方法还包括在将每一不稳定直流源的输出连接到每一调节电流源逆变器的输入之前通过递升直流电流调节对每一不稳定直流源的输出进行调节的步骤以将每一不稳定直流源的输出保持在最大功率点。多相电网同步调节电流源逆变器系[0001]dc率电网的适当质量的交流(ac)电功率的装置和方法。[0002]电功率的非传统备选源可构造为电池如光伏或电池以跨势差产生dc电流。1102100，每一光伏模块包括多个电学上互连的光伏电池。尽管图1中示出了三列“n”行(其中n可以是任何正整数)结构，但光PVAPVA为dc1+DC和-DC2中所示。PVA的电压和电流容量是入射在光伏电池上的日光及光伏电池周围的温度(现场参数)的函数。另外，PVAdc输出电压的量。120a-120e中的每一曲线表示，对于特定类型的光伏电池和/或现场参数，PVA输出电流相对于PVA输出电压120a12OePVAPVA输出电压变化的对应变120a-12Oe所示，随着输出电压增加，电流输出逐渐减小，直到对于给PVA的最大容量为止。在每一电流曲线中的该点处，电PVA120a12OePVA输出功率随电压输出增加到定义为“最大功率点”(MPP)的点，在图2中该点由虚线MPP和每一功率曲线的交叉确定，然后PVA输出功率快速下降。因此，功率产生PVA的所希望的最佳运行点为MPP点。[0003]PVA表示输出稳定性方面具有一定程度的不可预见性的直流源，因为输[0004]PVAPVA站”，如由一组光伏阵列和直流-交流功率转换器形成的光伏(能)发电场，可具有从几千瓦到数百兆瓦的电输出容量。能发电场优选建立在具有充裕日光的区域，如山区和沙漠。能发电场也可建立在高容量功率用户的屋顶上，如冷冻设备、工[0005]3130123456)。开关模式电压源逆变器中使用的开关装置可以是任何类型的可控制的单向传导半导体装置，例如双极结型晶体管(BJMF)、绝缘栅双极管管管)。每一开关装置1-6)100。dc(关)状态而进行调制，使得逆变器输出电流在通过交流低通滤波器132之后将接近理想134输出与电网92并将逆变器输出电压水平变换为电网电压水平。提供给电网的电流馈给Rload，因此减少通过电网阻抗ZlineVac的负担。[0006]4(a4(c34(a14010005000142表示的正弦参考信号比较，该参考信号与逆变器输出相电压同步。这些波形图示了一相如相A，另两相即相BC一样但相移正和负120度。[0007] +DC1C21W2)144)。]为了适当的运行，A相、B和C压n、bn和)。A电压时，参考正弦信号的振幅降低到低于峰值锯齿电压及改变电压，从图4(c146A直流输出电压下降到低于峰值相电压时，逆变器控制不能补偿低水平的直流，及逆变器输出电流的总谐波量变大使得逆变130[0009]开关装置SW2和SW3以类似的方式进行控制，但正弦波控制信号相较针对相A的控制信号移位正120度，使得逆变器输出产生移位正120度的相B 流；类似地，对于开关装置SW4和SW5，正弦波控制信号相较针对相A的控制信号移位负120度，使得逆变器输出产生移位负120度的相C [0010]SW1SW6载量和功耗的高速半导体装置。开关损耗是可由该类型的逆变器转换的功率量的限制因阳能功率转换器中广泛使用，但它们太小以至于不能成功地在大能发电场客户需要[0011]上面的三相开关模式电压源逆变器的描述可以各种开关方案进行实施，这些方案基于逆变器开关装置的刚性直流电压输入和高频换向。[0012]本发明的目标之一是用多相调节电流源逆变器转换来自多个通常不稳定直流源的直流电功率，前述电流源逆变器具有多相变换的输出，这些输出产生具有减少的总谐波失真的交流输出电流以注入电功率电网。 包括用于从每一逆变器产生多相交流输出的多个开关装置。多个直流源中的每一直流源向每一调节电流源逆变器提供输入功率。每一调节电流源逆变器的多相交流输出与电功率电网的电压同步工作。每一调节电流源逆变器中的多个开关装置的换向按序进行以从多个调节电流源逆变器中的每一逆变器产生多相交流输出电流。提供用于对来自所有调节电流源逆变器的多相交流输出电流进行相移的至少一变压器以产生注入电功率电网的三相电流。三相电流具有多级波形，随着调节电流源逆变器的数量的增加，其展现减少的总谐波失真。在本发明的一些例子中，电流调节是每一调节电流源逆变器中包括的递升和递降电流直流调节的组合。在本发明的其它例子中，递升调节可在多个不稳定直流源中的每一直流源处进行，而递降调节包括在每一调节电流源逆变器中。[0014]另一方面，本发明为将单位交流电功率从多个不稳定直流源注入电功率电网的方法。多个不稳定直流源中的每一直流源的输出连接到多个调节电流源逆变器的输入。通过顺序对每一调节电流源逆变器中的多个开关装置进行换向而从每一调节电流源逆变器产生多相输出。来自每一调节电流源逆变器的多相输出与来自所有其它调节电流源逆变器的相应多相输出异相。来自所有调节电流源逆变器的多相输出连接到具有三相输出的相移变换网络，三相输出连接到电功率电网。调节从每一不稳定直流源到每一调节电流源逆变器中的逆变器部分的直流以在相移变换网络的三相输出处产生实质上恒定的梯状波形电流从而注入电功率电网。[0015] 进一步发明： 用输出功率的分支Y变换。 使用输出功率的双重曲折分支Y变换。 用输出功率的双多边形Δ变换。 使用输出功率的双重双多边形扩展的Δ变换。 用输出功率的Y-Δ变换。 使用输出功率的双重曲折Y-Δ变换。 分的电功率电网。电网包括输电部分(通常161-765千伏)、中压输电部分(通常34.5-138千伏)、配电部分(通常4.16-24.94千伏)、及应用部分(通常120-600伏)。根率提供到(注入)这些工作部分的中的电网内，尽管首选注入电网的配电部分。 在图中，调节电流源逆变器(RCSI)10的输入功率来自多个直流源100，对于目前的说明，其为如上所述的PVA100。集总电阻Rdc表示PVA的系列阻抗。RCSI10包括电流及逆变器部分包括单相直流-交流逆变器。逆变器输出连接到电功率网络(电网)92，该网络以集总线路电阻Rline、线路电抗Xline和电网功率源Vac的单线路形式表示。逆变器输出将功率注入电网以供连接到电网的负载(由Rload表示)使用，从而减少对电网功率源的[0061]CR12a12b34CR12100PVA的输出电MPP处的稳定性如何，如上所述。当输入给RCSI12的直100的输出电压下降到低于RCSI92CR12a用作递升电RCSI，该最佳电压可定义为电网的半周期平均交流线路电压(E)，如下面的等式所示： [0063]其中E34处)的平均直流电压输入，及Vline为RMS线路电网电压。例如，如果Vline600伏，则从等式(1)可得到最佳电压E等于540伏。[0064]12a12b处于非活动状态(即分部12b中的开关SWb闭合)时，图6中的波形与RCSI10CR部分202电流波形204。在每一调节周期(Treg，等于电网线路电压周期的一半)期间，图5中的开关SWa在开关SWa的闭合周期内闭合及在开关SWa的断开周期内断开，如图6中的波形206所示。当开关SWa闭合时，电感器La因如波形208的正斜率区域所示的直流电流增加而提供的能量。当开关SWa断开时，电感器La中的能量流到电容器Cdc，208电压水平(点3和4)低于逆变器的最佳直流电压输入时，该结构使电感器La能将电容器Cdc充到大于瞬时逆变器输入直流电压水平的电压水平并使PVA100的MPP形成的RCSI10能空比控制，换言之，由电感器La中的能量与从电感器La放电的能量控制。[0065]当递降直流电流调节器分部12b处于活动状态而递升直流电流调节器分部12a处于非活动状态即分部12a中的开关SWa时，图7中的波形与RCSI10CR部分212214。在每一调节周期Treg5SWbSWb的闭合周期内闭合及在开关SWb的断开周期内断开，如图7中的波形216所示。当开关SWb闭合时，电感器Lb因如波形218的正斜率区域所示的直流电流增加而提供的能量。当开关SWb断开时，电感器Lb中的能量流过飞轮二极管Db以控制提供给逆变器14的输入的直[0066]67SWaSWb的单一换向有关的波形。在本发明的其它例子中，这些开关中的任一或两个可在单一调节周期中多次换向。尽管每调节周期多次换向可能增加开关损耗，但这样的操作可使能在特定应用中减小调节器电感器La和Lb的大小(物理及电容量两方面)，因此导致调节器损耗的净减 在图5中，逆变器部分14包括四个开关装置SW1到SW4。每一开关可以是任何类型的可控制的单向传导开关装置，例如但不限于双极结型晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管( (GTO)、或门极换向晶闸管(GCT)。当开关不是额定用于高反向电压时，例如BJT、或MOSFET，开关可与阻流二极管串联连接。在本发明的所有例子中，使用这些类型的开关装置相较现有技术三相逆变器均具有优点。在现有技术三相逆变器中，三相电流电网馈电的逆变器用在电周期的任何时间期间不能经门控信号断开的过零硅控整流CR门信号相较时序延迟90-180RSI的输入的直流源并流入电网。这些现有技术逆变器不能产生与电网电压同相的输出电流。同样，由于延迟的过零门控，逆变器的换向在[0068]SW1SW4SW2SW3SW1SW4SW2SW3闭合以使负极性电流流入电网。电网线路电压波20221220421467[0069]LaLb14平，这导致逆变器接近的输出电流，如波形204和214所示。的谐波含量可从下面的等式进行计算：[0070][等式 n＝2·k·φ+1及n＝2·k·φ-1(3a[0073]φ总数，及k为从1到无穷大的整数；在实践中，当下一谐波对前一谐波计算的总失真值只有可忽略的增加时选择k的最大值。图8为由来自图5的单相RCSI10的输出电生的奇次电流谐波的相对量值分布的柱形图示(其中φ等于1，及n3、5、7、9、11、13...95、97397 失真(THD)值百分比量化： [0076]电流波形具有48％的THD值，这对于注入电网而言太大，尤其在配电和应[0077]参考图5，在本发明的一些例子中，如果在连接到RCSI10的输入的多个直流源中的每一直流源的输出处提供递升电流调节器，则可从RCSI10去除递升电流调节器(CR)分部12a。即，如果有多个直流源100并联连接到修改后的没有递升电流调节器的RCSI的输入，则它们直接连接到递降电流调节器(CR)分部12b的输入。图44为本发明当有两个修改后的调节电流源逆变器11a和11a′时的备选方案的一个例子。多个直流源10O1到10On(其中n为正整数)中的每一直流源在每一直流源的输入给修改后的RCSI11的输10OnRCSI11a′的输出处具有递升电流调节器(分别为12a1′到12an′)。每一修改后的调节电流源逆变器仅具有递降电流调节器(12b或12b′)。对于该备选方案，在多个直流源中的每一直流源的输出处与由多MPP具有电压均衡。本发明的该备[0078] [0080]9RCSI11逆变器部分15输出三相功率，该三相功率在注入电网之前在变压器70中经历Y-YRCSI1212a和递降直流电流调节器分部12b，其自多个直流源100提供电流并将调节的直流电流输出给三相逆变器15的输349ABC70的集总线路阻抗Zline和电网功率源Vac示意性地表示。提供给电网的电流馈给负载93，负载连接到电网并由集总负载电阻Rload示意性地表示。一个或多个可选的有源滤波器94可直接连接到电网以在由从RCSI注入的输出电生的谐波电流的相反相注入高频电流。[0081]10的波形与9所示RCSI11222、224和226表示。915，这些波形对应于在变7070aXYZ的相电压。SW1-SW6ABC与电网相电压X、Y和Z同步。当电网相电压为正时，适当数量的奇数的开关装置(SW1、SW3、SW5)闭合，及适当数量的偶数的开关装置(SW2、SW4、SW6)断开。相反，当电网相电压为负时，适当数量的偶数的开关装置闭合，及适当数量的奇数的开关装置断开。输出RCSI11Treg3)等于一个纹波周期或电网周期(即电网频率的倒数值)的可从下面的等式确定： [0084]EVlineRMS7070b上的Vline24005可得出最佳电压E3240[0085]1267当直流源100的输出电压在宽范围变化时，例如如果直流源为PVA且入射在PVA上的日RCSI的输出提供给电网。波形230示23215(34处)的直流输入电流的[0086]112342369RCSI11出电压和电流。236ABCXY或Z中分别由波形222、224226表示的相应电网相电压同步。[0087]70b23670aX、YZX、YZ67204214THD值。129的三相RCSI11的输出电生的奇次谐波的相对降低的量值分布的柱形图示(其中φ等于3，n5、7、11、13、17、19、23、25...9597)。RCSI11输出电流的THD值可从等式(4)30％。[0089]RCSI系统的功率产生容量由逆变器开关的电流额定值确定。例如，开关类型可以是额定3300伏及最大电流额定值为1200安培的。在该例子中，24003240RCSI3.6[0090][0091]13示出了本发明的多相电网同步调节电流源逆变器系统的另一例子，其中六RCSI系统使其输出连接到具有分支Y形次级绕组的变压器72。六相RCSI系统包括两个三相调节电流源逆变器11和11′，每一逆变器连接到变压器72的六相次级绕组。第RCSI111215，RCSI11提供100。15ABC72次级绕组的A、BC13RCSI11′包括直流电流调节器部分12′和三相逆变器部分15′，具有向RCSI11′提供输入直流功率的多个100′。15′RST72RS和T端子。为实现给两个逆变器的直流电压输入均衡，直流源100和100′的输出并联连13中所示。72Y9所述类似的方式连接到三相电网92和负载93，包括可选地增加有源线路滤波器。本发明的六相RCSI系统中使用的每一三相RCSI9RCSI类似。[0092]14YRCSI系统的输出建立的电压的量值和相对相位关系的矢量组图。为方便起见，在所有矢量组图中，用于标记电压矢量名法与对应的示意图中用于表示逆变器输出、电网相位和变压器绕组名法相同；正组图示出了电压矢量R、S和T分别相对于电压矢量A、B和C30ABC滞后电网电压XYZ15度，而电压矢RST超前电网电压矢量X′、YZ15度。 72P1P2P3中的每一个卷绕72Y11根据组成每一绕组的导体的相对匝数，这些绕组中的三个称为“长”绕组而其余六个称2.731.0Y形连接。149称为长矢量，及这些矢量中的六个称为短矢量。长和短矢量之间的量值比同样约为[0094]关于矢量A和R，次级长干绕组S1与初级绕组P1平行。因此，绕组S1和P1卷绕在共同的磁芯周围。级分支短S4与初级P3平行。因此，绕组S4P3卷绕在共同的磁芯周围。级短绕组S5与初级绕组P2平行。因此S5P2卷绕在[0095]14，S4和S1共计矢量A(表示相A电压)，其滞后矢量S115R彼此位移30度，而这些矢量中的每一个相对于干电压矢量X′分别滞后和超前移位15[0096]类似地，电压矢量B和S相对于干电压矢量Y15电压矢量CT相对于干电压矢量Z′分别滞后15的来说，由于干和电网相一致，从RCSI11输出的三相电流A、B和C滞后电网相电压15度，及从RCSI11′输出的三相电流R、S和T超前电网相电压15度。[0097]141372[0099]11SW1-SW6ABC同步，而逆变器部11SW1SW6′R、ST同步。来自逆变器对的输出电流求和并变换到变压器72的初级绕组，线路电压和电流之间没有相移。[01001523824013RCSI系统的瞬时交流输出电压和电流。240XYZ中的相电流的表示，与电X、YZ238表示的相应相电压同步。[0101]16Y72RCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波从等式(2)进行计算，其中φ6及n等于针对RCSI系统定义的整数系列：11、13、23、25...9597。六相RCSITHD可从等式(4)计算为小于15％。[0102]RCSI系统的功率产生容量由逆变器开关的电流额定值确定。例如，开关类型可以是额定3300伏及最大电流额定值为1200安培的。在该例子中，24003240RCSI7.2瓦的功率。由于开关中的低开关损耗，六相RCSI系统中的逆变器对的效率约为98.5％。直流电流调节器中使用的电感元件是电损耗的主要贡献者。使用包温超导体(HTS)元件的配线用于电感元件的绕组可降低这些损耗，适当总的系统效率超过99％。HTS元件也可用于本发明的任何其它应用中的电感元件的绕组。 RCSIY74RCSI系统可用于以更低的THD值提供比上述六相RCSI系统所实现的输出功率更大的输出功率。九相有向RCSI1110015A、BC连74A、B和C17RCSI11′1215RCSI11′提供输入RSTRCSI11″包括直流电流调节器部分为实现给所有逆变器的直流电压输入均衡，直流源100、100100″的输出并联连接9293RCSI系RCSI9RCSI类似。[0105]1774尖叉绕组S4、S5和S6从相干绕组S1延伸。类似地，尖叉绕组S7、S8和S9从相干绕组S2S10S11S12S3S4、S6、S7、S9、S10S12中的每一个约具有相同比约为4.541.0。[0106]18中的矢量图，矢量S4和S1共计矢量A(表示相A电压)，其滞后矢量S115S6和S1RR电压)，其超前矢量S115度。矢为相对于电网干电压成-15度、0+15度的相。+15CWTZ150+15总的来说，由于干和电网相一致，从RCSI11输出的三相电流A、B和C滞后电网相电压15度，RCSI11′RST15UVW[0108]181774[0110]11SW1-SW6ABC同步，而逆变器部11SW1SW6RST11″中开关SW1″-SW6″的控制与相电压U、V和W同步。来自三个逆变器的输出电流求和并变换到变压器74的初级绕组，相电压和电流之间没有相移。[01111924224417RCSI系统的瞬时交流输出电压和电流。244XYZ中的相电流的表示，与电X、YZ242表示的相应相电压同步。[0112]20Y74RCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波使用等式(2)进行计算，其中φ9及n等于针对九RCSI系统定义的整数系列：、、、、、、、、91。九相RCSITHD(4)9.5％。[0114] 图21示出了本发明的多相电网同步调节电流源逆变器系统的另一例子，其中十RCSI11a11b11c11d)，每一对逆ABCRST76a76b的次级绕组，其具有分支Y形次级绕组和曲折Y形初级绕组。十二相RCSI系统可用于以更低的THD值提供比上述RCSI系统所实现的输出功率更大的输出功率。十二相RCSI系统包括四个三相调节电流源逆变器11a、11b、11c和11d，每一逆变器可与图9RCSI类似。多个直100a、100b、100c100d连接到每RCSI21现给所有逆变器的直流电压输入均衡，直流源100a-100d2111a11b76a的次级绕组，及逆变器对11c11d的输出连接到第二六相变压器76b的次级绕组。每一变压器的初级绕组安排P1P2P3具有延伸的较短绕组，较短绕组的相方量P3180，因此，对应的绕组P3和P4反绕在同一磁芯堆上。绕组P1与P4的匝数4.921.0，P1X7.5A电网相X22.5B电压(由矢量B表示)由矢量S2和S6的和形成，及相B电压将滞后电网相Y电压7.5度，而逆变器输出相S电压(由矢量S表超前逆变器输出相B30度，因此超前电网相Y电压(Y22.5逆变器输出相C矢量C表示)由矢量S3和S8的和形成，及相C电压将滞后电网Z7.5TTC30ZZ)22.5[0117]2276b21器76b如下表中所示的共芯绕组结构。[0119]2276aP1和P4共计矢量XX电压)。矢量P4与矢量P2180，因此，对应的绕组P2和P4反绕在同一磁芯堆上。绕组P1与P44.921.0，P1X7.5度。A电压A表示)S1和S4的和形成的次级分支，相AX22.5度。逆变器输出相RR表示)超前逆变器输出相A30度，因此超前电网相X7.5。似地，逆变器输B矢量B矢S表示)超前逆变器输出相B30度，因此超前电网相Y电压(由矢量Y表7.5CCS3S8C电Z22.5TTC30ZZ7.5[0122]RCSI系统的每一输出相，注入到每一电网相的电流是四个电7.522.5RCSI系统输出电流波THD值通常小3％RCSI系统包括两对三相调节电流源逆变器，每对连接到具YY形变压器，使得可注入电网的功率量RCSI系统所获得的四倍，同时降低电流THD值。[0123]24YYRCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波使用等式(2)进行计算，其中φ等于12及n等于针对十二相RCSI系统定义的整数系列：23、25、47、49、71、73、9597RCSITHD(4)7％。[0124]221[0125][0126]25RCSI1111ABCRST78的双Δ78具有Δ形初级绕组。第一三相RCSI11包括直流电流调节器部分12和三相逆变器部分15，具有向RCSI11提供输入直流功率的多个直流源100。RCSI11′包括直流电流调节器部分12′和三相逆变器部分15′，具有向RCSI11′提供输入直流功率的多个直流源100′。为实现给两个逆变器的直流电压输入均衡，直流源100和100′的输出并联连接在一起，如图25中所示。变压器78的Δ形初级绕组以与上面结合图9所述类似的方式连接到三相电网9293，包括可选地增加有源线路滤波器。本发明的六相双ΔRCSI系统中使用的每一三相RCSI9RCSI类似。[0127]267815A、BCdeltasec1Δ2615′RSTdeltasec2Δ2626deltasec1XYZΔdeltapri15deltasec2[0128]关于变压器78的绕组安排，次级长(大的绕组匝数)绕组S4和短(小的绕组匝数)绕组S3与初级绕组P1组S5、短绕组S1与绕组P2S6、短绕组S2P3均卷绕在变压器的第三共同的磁芯堆上。长和短绕组之间的绕组匝数比约为2.731.0[0129]262578[0131]11SW1-SW6ABC同步，而逆变器部78级端子处产生注入三相电网的电流。总计的逆变器输出电生接近纯正弦波的电流波250252[0132]28Δ多边形次级和ΔRCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波从等式(2)进行计算，其中φ等于6及nRCSI11、13、23、25...9597。RCSI系THD值可从等式(4)15％。[0133]225相RCSI系统的功率产生容量可计算为7.2兆瓦。[0134][0135]29示出了本发明的多相电网同步调节电流源逆变器系统的另一例子，其中十RCSI11a11b11c11d)，每一对逆ABCRST80a80b的次级绕组，其具有双Δ多边形次级绕组和延长Δ形初级绕组。十二相RCSI系统可用于以更低的THDRCSIRCSI系统包括四个三相调节电流源逆变器11a、11b、11c和11d，每一逆变器可与图9中所示的三相RCSI类似。100a、100b、100c100dRCSI29100a-100d的输出并联连接在29中所示。11a11b80a的次级绕11c11d80b的初级绕组安排为延长Δ结构，其中每一主初级绕组P1、P2和P3具有延伸的较短绕组，较短绕组的相方向与相关主初级绕组的相方向相同。变压器80a和80b的延长Δ形初级绕组连接到三相电网92和负载93，与上面结合图9所述的类似，包括可选地增加有源线[0136]3080a80b80a80b的相应绕组中建立的电压。考矢量组图80a，矢量P1和P4共计矢量X示电网相X电压)。矢量P4与矢P1、S3和S4同相，因此，对应的P1和P4和次S3和S4均卷绕在同一磁芯堆上。绕组P4的伸长端连接到电网相X。选择绕组P1与P4的匝数比使得次级多S3S4X7.56.6361.0。由于逆变器输A连接到次级多边形A电压将滞后电X22.5。变器输出相R电压超前相A30X7.5A、BCX、YZ22.5R、S和TX、Y和Z7.5度。80b80b的绕组的类似分析表明连接到变压器80b的次级绕组的逆变器对的逆变器输出相电压A、B和C及R、STA、BCX、YZ7.5R、STX、YZ22.5[0141]RCSI系统的每一输出相，注入到每一电网相的电流是四个电7.522.5RCSI系统输出电流波RCSI系统包括两对三相调节电流源逆变器，每对连接到包括双ΔΔ电网的功率量是一个三相RCSI系统所获得的四倍，同时降低电流THD值。[0142]32中的柱图示出了由具有双Δ多边形次级和延长Δ初级变换的十二相RCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波使用等式(2)进行计算，其中φ等于12及n等于针对十二相RCSI系统定义的整数系列：23、25、47、49、71、73、9597RCSITHD(4)7％。[0143]229 [0145]33RCSI1111ABCRST分别连接到Δ-Y82。RCSI11包括直流电流调节器部分12和三相逆具有分别连接到Y形次级变压器绕组S1、S2和S3的逆变器输出相A、B和C。类似地，第二三相RCSI11′包括直流电流调节器部分12′和三相逆变器部分15′，具有向RCSI11′提供输入直流功率的多个直流源100′。为实现给两个逆变器的直流电压输入均衡，直流源100和100′的输出并联连接在一起，如图33中所示。第二三相RCSI11′具有分别连接到Δ形次级变压器绕组S1′、S2′和S3′的逆变器输出相R、S和T。变压器82的Y形初级绕组以与上面结合图9所述类似的方式连接到三相电网92和负载93，包括可选地增加有源线路滤波器。每一三相RCSI可与图9中所示的三相RCSI类似。 图34中的矢量组图示出了变压器82的相应绕组中建立的电压。表示与矢量A(表示逆变器输出相A电压)同相的电网相X电压的矢量X也与表示变压器线路电压RS的矢量RS同相。因此，变压器绕组P1、S1和S1′均卷绕在同一磁芯堆上。类似地，表示与矢量B(表示逆变器输出相B电压)同相的电网相Y电压的矢量Y也与表示变压器线路电压RT的矢量RT同相；及表示与矢量C(表示逆变器输出相C电压)同相的电网相Z电压的矢量Z也与表示变压器线路电压ST的矢量ST同相。因此，变压器绕组P2、S2和S2′均卷绕在同一磁芯堆上，变压器绕组P3、S3和S3′均卷绕在同一磁芯堆上。因此，变压器相电压R、S和T分别超前电网相电压X、Y和Z30度，及同样分别超前变压器相电压A、B和C30度。 图35示出了图33中所示六相RCSI系统的交流电压和电流波形。逆变器相A、B和C输出电流波形260分别与波形258表示的对应相电压A、B和C同相。变压器线路RS、ST和TR电流波形264分别与波形262表示的对应线路电压RS、ST和TR同相。以产生所得的电流波形268，其注入每一电网相并与相应电网相同步。两个三相逆变器输出电流波形258和264的求和导致注入的电流波形268具有更接近纯正弦波的梯状。 图36中的柱图示出了由具有Y-Δ变换的六相RCSI系统输出的电流的谐波含量的相对量值分布。电流谐波从等式(2)进行计算，其中φ等于6及n等于针对六相RCSI系统定义的整数系列：11、13、23、25...95和97。该六相RCSI系统的THD值可从等 相RCSI系统的功率产生容量可计算为7.2兆瓦。 [0153]37示出了本发明的多相电网同步调节电流源逆变器系统的另一例子，其中十RCSI11a11b11c11d)，每一对逆A、BCR、ST84a84bYΔYRCSI系统包括四个三相调节电流源逆变器11a、11b、11c和11d，每一逆变器可与图9中所示的三相