CN206180893U - 一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其拓扑结构采用可调分接头的多级电能变换电路，具有控制灵活、高效率、低电磁干扰等优点，可以用于风力发电装置接入电网，也可以用于光伏发电、交直流微电网、智能配电网等应用场合；本申请的多级电能变换电路采用基于多绕组自耦变压器的磁耦合技术实现能量传递，易于实现高频化从而显著减小装置体积，有利于模块化结构设计。

Description

一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路
技术领域
本实用新型属于新能源发电与智能配电***领域，具体涉及一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路拓扑。
背景技术
近年来，我国新能源发电领域得到了迅猛发展，以光伏、风电为代表的新能源发电技术成为电力电子和电力***领域最活跃的研究方向，各种电力电子电路拓扑、数字控制技术取得了长足进步。
交直流变换电路是光伏和风电装置中不可缺少的电力电子电路拓扑，以直流到交流的逆变电路为例，目前普遍采用基于两电平拓扑的脉冲宽度调制(PWM)逆变技术，在这种电路中，电力电子器件工作电压受制于完整的直流母线电压和交流电网电压，在中大功率的应用场合时，电力电子器件的开关损耗及导通损耗较大，功率器件高频开关过程产生的开关纹波电流需要体积笨重的无源LC滤波器，导致功率变换装置的体积大、功率密度低、电磁干扰(EMI)较大，对周边电器设备造成严重的电磁污染，恶化了电能质量。
为解决上述问题，有必要设计一种高能量密度的电能变换电路拓扑，实现高效率、小体积、低电磁干扰的电能变换，为大规模风电并网提供崭新的研究思路和技术方案。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题，提出了一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，采用基于自耦变压器和分接头切换开关的多级电能变换电路，具有控制灵活、高效率、小体积、低电磁干扰等优点，可以用于风力发电装置接入电网，也可以用于光伏发电、交直流微电网、智能配电网等多种应用场合。
本实用新型采用的技术方案是：一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，包括：输入端半桥逆变电路、自耦变压器电路、倍压电路、分接头切换开关电路、输出滤波器电路、全桥逆变器电路、直流母线电容以及隔离电容；
所述输入端半桥逆变电路的第一端与直流母线电容的正端相连，所述输入端半桥逆变电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述输入端半桥逆变电路的第三端与隔离电容的第一端相连；
所述隔离电容的第二端与自耦变压器的第一端相连；
所述自耦变压器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述自耦变压器电路的第三端与倍压电路的第一端相连，所述自耦变压器电路的第四端与倍压电路的第二端相连；
所述倍压电路的第三端与直流母线电容的负端相连，所述倍压电路的第四端与分接头切换开关的第一端相连，所述倍压电路的第五端与分接头切换开关的第二端相连；
所述分接头切换开关电路的第三端与直流母线电容的正端相连，所述分接头切换开关电路的第四端与直流母线电容的负端相连，所述分接头切换开关电路的第五端与输出滤波器的第一端相连；
所述输出滤波器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述输出滤波器电路的第三端与全桥逆变器电路的第一端相连；
所述全桥逆变器电路的第二端与直流母线电容的负端相连。
进一步地，所述输入端半桥逆变电路包括：第一电力电子开关与第二电力电子开关，所述第一电力电子开关第一端悬空，所述第一电力电子开关第二端作为输入端半桥逆变电路的第一端与直流母线电容的正端相连；所述第一电力电子开关第三端与第二电力电子开关的第二端相连；所述第二电力电子开关的第三端作为输入端半桥逆变电路的第二端与直流母线电容的负端相连；所述第二电力电子开关的第一端悬空；所述第一电力电子开关第三端与第二电力电子开关的第二端作为输入端半桥逆变电路的第三端与隔离电容的第一端相连。
进一步地，所述自耦变压器电路包括：第一互感、第二互感、第三互感、第一漏感、第二漏感以及第三漏感；所述第一漏感第一端作为自耦变压器电路的第一端与隔离电容的第二端相连；所述第一漏感第二端与第一互感第一端相连，所述第一互感第二端与第二互感第一端相连，所述第二互感第二端与第三互感第一端相连，所述第三互感第二端作为自耦变压器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述第一互感第二端还与第二漏感第一端相连，所述第二漏感第二端作为自耦变压器电路的第三端与倍压电路的第一端相连，所述第二互感第二端还与第三漏感第一端相连，所述第三漏感第二端作为自耦变压器电路的第四端与倍压电路的第二端相连。
进一步地，所述倍压电路包括第一升压电路与第二升压电路；
所述第一升压电路包括：第一输入电容、第一二极管、第二二极管以及第一输出电容；所述第一输入电容第一端作为倍压电路的第二端与自耦变压器电路的第四端相连，所述第一输入电容第二端与第一二极管的负端相连，第一二极管的正极作为倍压电路的第三端与直流母线电容的负极相连，所述第一输入电容第二端还与第二二极管正极相连，所述第二二极管负极与第一输出电容正极相连，所述第一输出电容负极与第一二极管正极相连，所述第二二极管负极与第一输出电容正极共同作为倍压电路的第五端与分接头切换开关电路的第二端相连；
所述第二升压电路包括：第二输入电容、第三二极管、第四二极管以及第二输出电容；所述第二输入电容第一端作为倍压电路的第一端与自耦变压器电路的第三端相连，所述第二输入电容第二端与第三二极管负极相连，第三二极管的正极与第一二极管的正极相连，所述第二输入电容的第二端还与第四二极管的正极相连，所述第四二极管的负极与第二输出电容的正极相连，第二输出电容的负极与第一二极管的正极相连，所述第四二极管的负极与第二输出电容的正极共同作为倍压电路的第四端与分接头切换开关电路的第一端相连。
进一步地，所述分接头切换开关电路包括：第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关以及第六电力电子开关；所述第三电力电子开关的第一端悬空，第三电力电子开关的第二端作为分接头切换开关电路的第四端与直流母线电容的负端相连，所述第三电力电子开关的第三段与第四电力电子开关的第二端相连，第四电力电子开关的第一端悬空，第四电力电子开关的第三段端作为分接头切换开关电路的第二端与倍压电路的第五端相连；所述第四电力电子开关的第二端还与第五电力电子开关的第二端相连，所述第五电力电子开关的第一端悬空，第五电力电子开关的第三端作为分接头切换开关电路的第一端与倍压电路的第四端相连；所述第五电力电子开关的第二端还与第六电力电子开关的第二端相连；所述第六电力电子开关的第一端悬空，第六电力电子开关的第三端作为分接头切换开关电路的第三端与直流母线电容的正端相连。
进一步地，所述输出滤波器电路包括：滤波电感与滤波电容；所述滤波电感第一端作为输出滤波器电路的第一端与分接头切换开关的第五端相连，所述滤波电感第二端与滤波电容正极相连，所述滤波电容负极作为输出滤波器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述滤波电感第二端与滤波电容正极共同作为输出滤波器电路的第三端与全桥逆变器的第一端相连。
进一步地，所述全桥逆变器电路包括：第七电力电子开关、第八电力电子开关、第九电力电子开关、第十电力电子开关，所述第七电力电子开关第一端悬空，第七电力电子开关第二端作为全桥逆变器电路的第一端与输出滤波器的第三端相连，第七电力电子开关第三端与交流电网正极相连，所述第八电力电子开关第一端悬空，第八电力电子开关第二端与第七电力电子开关的第二端相连，第八电力电子开关第三端与交流电网负极相连，所述第九电力电子开关第一端悬空，第九电力电子开关第二端作为全桥逆变器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，第九电力电子开关第三端与交流电网正极相连，第十电力电子开关第一端悬空，第十电力电子开关第二端与第九电力电子开关第二端相连，第十电力电子开关第三端与交流电网负极相连。
本实用新型的有益效果：本申请的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其拓扑结构采用可调分接头的多级电能变换电路，具有控制灵活、高效率、低电磁干扰等优点，可以用于风力发电装置接入电网，也可以用于光伏发电、交直流微电网、智能配电网等应用场合；本申请的多级电能变换电路采用基于多绕组自耦变压器的磁耦合技术实现能量传递，易于实现高频化从而显著减小装置体积，有利于模块化结构设计。
附图说明
图1为本申请提供的用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路拓扑结构示意图。
图2高功率密度多级电能变换电路在半个工频周期内的工作波形示意图；
其中，(a)为倍压电路的输入电流示意图；(b)为自耦变压器的绕组电流示意图。
图3分接头切换开关输出侧的PWM电压、滤波电感电流和各个电力电子器件(IGBT)的开关脉冲示意图。
图4为本申请提供的倍压电路及分接头切换开关的电流电压波形示意图；
其中，(a)为倍压电路的输入电流、输出电流及半桥逆变器的开关脉冲波形示意图；(b)为分接头切换开关输出侧的PWM电压、LC滤波器输出电流及分接头切换开关的脉动波形示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型内容进一步阐释。
如图1所示为用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路拓扑结构示意图，本申请的技术方案为：一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，包括：输入端半桥逆变电路I、自耦变压器电路II、倍压电路III、分接头切换开关电路IV、输出滤波器电路V、全桥逆变器电路VI、直流母线电容Cdc以及隔离电容Cp；
所述输入端半桥逆变电路I的第一端与直流母线电容Cdc的正端DC+相连，所述输入端半桥逆变电路I的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述输入端半桥逆变电路I的第三端与隔离电容Cp的第一端相连。
如图1所示，输入端半桥逆变电路I包括：第一电力电子开关Sin,1与第二电力电子开关Sin,2，所述第一电力电子开关Sin,1第一端悬空，所述第一电力电子开关Sin,1第二端作为输入端半桥逆变电路的第一端与直流母线电容Cdc的正端DC+相连；所述第一电力电子开关Sin,1第三端与第二电力电子开关Sin,2的第二端相连；所述第二电力电子开关Sin,2的第三端作为输入端半桥逆变电路的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连；所述第二电力电子开关Sin,2的第一端悬空；所述第一电力电子开关Sin,1第三端与第二电力电子开关Sin,2的第二端作为输入端半桥逆变电路的第三端与隔离电容Cp的第一端相连。
本申请中的第一电力电子开关Sin,1与第二电力电子开关Sin,2采用自带有寄生二极管的MOS管。
所述隔离电容Cp的第二端与自耦变压器II的第一端相连。
所述自耦变压器电路II的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述自耦变压器电路II的第三端与倍压电路III的第一端相连，所述自耦变压器电路II的第四端与倍压电路III的第二端相连；
如图1所示，自耦变压器电路II包括：第一互感L1、第二互感L2、第三互感L3、第一漏感Lσ,1、第二漏感Lσ,2以及第三漏感Lσ,3；所述第一漏感Lσ,1第一端作为自耦变压器电路II的第一端与隔离电容Cp的第二端相连；所述第一漏感Lσ,1第二端与第一互感L1第一端相连，所述第一互感L1第二端与第二互感L2第一端相连，所述第二互感L2第二端与第三互感L3第一端相连，所述第三互感L3第二端作为自耦变压器电路II的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述第一互感L1第二端还与第二漏感Lσ,2第一端相连，所述第二漏感Lσ,2第二端作为自耦变压器电路II的第三端与倍压电路III的第一端相连，所述第二互感L2第二端还与第三漏感Lσ,3第一端相连，所述第三漏感Lσ,3第二端作为自耦变压器电路II的第四端与倍压电路III的第二端相连。
所述倍压电路III的第三端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述倍压电路III的第四端与分接头切换开关电路IV的第一端相连，所述倍压电路III的第五端与分接头切换开关电路IV的第二端相连；
如图1所示，倍压电路包括第一升压电路与第二升压电路；
所述第一升压电路包括：第一输入电容Ctap,1、第一二极管Dvd,1、第二二极管Dout,1以及第一输出电容Clevel,1；所述第一输入电容Ctap,1第一端作为倍压电路的第二端与自耦变压器的第四端相连，所述第一输入电容Ctap,1第二端与第一二极管Dvd,1的负端相连，第一二极管Dvd,1的正极作为倍压电路III的第三端与直流母线电容Cdc的负极DC－相连，所述第一输入电容Ctap,1第二端还与第二二极管Dout,1正极相连，所述第二二极管Dout,1负极与第一输出电容正极相连，所述第一输出电容Clevel,1负极与第一二极管Dvd,1正极相连，所述第二二极管Dout,1负极与第一输出电容Clevel,1正极共同作为倍压电路III的第五端与分接头切换开关电路IV的第二端相连；
所述第二升压电路包括：第二输入电容Ctap,2、第三二极管Dvd,2、第四二极管Dout,2以及第二输出电容Clevel,2；所述第二输入电容Ctap,2第一端作为倍压电路III的第一端与自耦变压器II的第三端相连，所述第二输入电容Ctap,2第二端与第三二极管Dvd,2负极相连，第三二极管Dvd,2的正极与第一二极管的正极相连，所述第二输入电容Ctap,2的第二端还与第四二极管Dout,2的正极相连，所述第四二极管Dout,2的负极与第二输出电容Clevel,2的正极相连，第二输出电容Clevel,2的负极与第一二极管Dvd,1的正极相连，所述第四二极管Dout,2的负极与第二输出电容Clevel,2的正极共同作为倍压电路III的第四端与分接头切换开关电路IV的第一端相连。
第一输出电容Clevel,1与第二输出电容Clevel,2上的电压分别为倍压电路III的两路独立输出电压。
所述分接头切换开关电路IV的第三端与直流母线电容Cdc的正端DC+相连，所述分接头切换开关电路IV的第四端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述分接头切换开关电路IV的第五端与输出滤波器电路V的第一端相连；
如图1所示，分接头切换开关电路IV包括：第三电力电子开关Sts,0、第四电力电子开关Sts,1、第五电力电子开关Sts,2以及第六电力电子开关Sts,3；所述第三电力电子开关Sts,0的第一端悬空，第三电力电子开关Sts,0的第二端作为分接头切换开关电路IV的第四端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述第三电力电子开关Sts,0的第三端与第四电力电子开关Sts,1的第二端相连，第四电力电子开关Sts,1的第一端悬空，第四电力电子开关Sts,1的第三段端作为分接头切换开关电路IV的第二端与倍压电路III的第五端相连；所述第四电力电子开关Sts,1的第二端还与第五电力电子开关Sts,2的第二端相连，所述第五电力电子开关Sts,2的第一端悬空，第五电力电子开关Sts,2的第三端作为分接头切换开关电路IV的第一端与倍压电路III的第四端相连；所述第五电力电子开关Sts,2的第二端还与第六电力电子开关Sts,3的第二端相连；所述第六电力电子开关Sts,3的第一端悬空，第六电力电子开关Sts,3的第三端作为分接头切换开关电路IV的第三端与直流母线电容Cdc的正端DC+相连。
本申请中的第三电力电子开关Sts,0采用自带有寄生二极管的MOS管；第四电力电子开关Sts,1、第五电力电子开关Sts,2以及第六电力电子开关Sts,3采用两个漏极相连的自带有寄生二极管的MOS管。
所述输出滤波器电路V的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述输出滤波器V的第三端与全桥逆变器电路VI的第一端相连；
如图1所示，输出滤波器电路V包括：滤波电感Lfilter与滤波电容Cfilter；所述滤波电感Lfilter第一端作为输出滤波器电路V的第一端与分接头切换开关电路IV的第五端相连，所述滤波电感Lfilter第二端与滤波电容Cfilter正极相连，所述滤波电容Cfilter负极作为输出滤波器电路V的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述滤波电感Lfilter第二端与滤波电容Cfilter正极共同作为输出滤波器电路V的第三端与全桥逆变器电路VI的第一端相连。
所述全桥逆变器电路VI的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连。
如图1所示，全桥逆变器电路VI包括：第七电力电子开关Sout,1、第八电力电子开关Sout,2、第九电力电子开关Sout,3、第十电力电子开关Sout,4，所述第七电力电子开关Sout,1第一端悬空，第七电力电子开关Sout,1第二端作为全桥逆变器电路VI的第一端与输出滤波器的第三端相连，第七电力电子开关Sout,1第三端与交流电网正极相连，所述第八电力电子开关Sout,2第一端悬空，第八电力电子开关Sout,2第二端与第七电力电子开关Sout,1的第二端相连，第八电力电子开关Sout,2第三端与交流电网负极相连，所述第九电力电子开关Sout,3第一端悬空，第九电力电子开关Sout,3第二端作为全桥逆变器电路VI的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，第九电力电子开关Sout,3第三端与交流电网正极相连，第十电力电子开关Sout,4第一端悬空，第十电力电子开关Sout,4第二端与第九电力电子开关Sout,3第二端相连，第十电力电子开关Sout,4第三端与交流电网负极相连。
第七电力电子开关Sout,1、第八电力电子开关Sout,2、第九电力电子开关Sout,3、第十电力电子开关Sout,4采用自带有寄生二极管的MOS管。
为了实现高功率密度多级电能变换，至输入端的半桥逆变电路两个电力电子开关Sin,1和Sin,2分别施加占空比为50％的高频方波信号，在隔离电容Cp的输出端，即隔离电容Cp的第二端可得到一个幅值为VCdc/2的方波电压，VCdc表示输入直流母线电压的幅值。通过设置自耦变压器电路的参数，可以得到两个独立的输出高频方波电压vtap,1和vtap,2，再分别经过两个独立的倍压电路，可以得到两个独立的直流电压Clevel,1和Clevel,2。在此基础上，通过控制分接头切换开关电路中的四个电力电子开关Sts,0、Sts,1、Sts,2、Sts,3，可以在几个独立直流电压之间灵活切换，使得LC滤波器的输入电压vts呈现出多电平波形，从而减小了滤波器的体积，降低了装置成本和损耗。本申请所述的设置自耦变压器电路的参数，是指可以调节变压器各个绕组的线圈匝数，调整变压器磁芯的尺寸和结构，都能改变输出波形的形状。
为了便于本领域技术人员了解本申请的内容，此处仅以两路直流为例来说明，本申请还可以通过增加自耦变压器电路的变压器绕组，并同时增加倍压电路III的LC元件来实现得到多路独立直流电压，即在如图1所示的拓扑图中自耦变压器电路II中的第三互感L3后串联一个第四互感L4，并且在第三互感L3与第四互感L4连接处接一个第四漏感Lσ,4，所述第三互感L3第二端与第四互感L4第一端相连，所述第四互感L4第二端作为自耦变压器电路II的第二端与直流母线电容Cdc的负端DC－相连，所述第三互感L3第二端还与第四漏感Lσ,4第一端相连，所述第四漏感Lσ,4第二端作为自耦变压器电路II的第五端与倍压电路III的第六端相连，即第四漏感Lσ,4第二端输出第三路独立的高频方波电压；同时倍压电路III通过增加一组LC器件对输入的高频方波电压进行升压处理，得到第三路独立的直流电压，然后通过分接头切换开关电路IV实现对三路独立的直流电压的灵活切换。同理这里实现三路独立的直流电压的灵活切换需要对分接头切换开关电路IV也进一步改进，比如增加电力电子开关。
虽然本申请只给出了两路独立的直流电压的灵活切换的技术方案，实际上通过增加元器件可以实现多路独立的直流电压的灵活切换，因此本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
图2至图4为高功率密度多级电能变换电路工作原理波形示意图，下面对本实用新型的工作模式及其波形示意图进行具体说明。
图2为半个工频周期内的高功率密度多级电能变换电路波形示意图。其中，图2(a)为倍压电路III的两个输入电流iCtap,1和iCtap,2；图2(b)为自耦变压器电路II的绕组L2、L3的绕组电流iL,2、iL,3。
图3分别为分接头切换开关电路输出侧的PWM电压vts、滤波电容Cfilter两端的电压vout、滤波电感Lfilter的电流iLfilter，和分接头切换开关电路的各个电力电子器件Sts,0、Sts,1、Sts,2、Sts,3的开关脉冲示意图。
图4为倍压电路及分接头切换开关的电流电压波形示意图。其中，图4(a)为倍压电路的输入电流iCp、倍压电路二极管Dout,1和Dout,2的输出电流iDout,1和iDout,2、分接头切换开关Sts,1和Sts,2的输出电流ISts,1和ISts,2、以及半桥逆变器的电力电子开关Sin,1和Sin,2的开关脉冲波形示意图；图4(b)为分接头切换开关输出侧的PWM电压vts、LC滤波器输出电流iout、分接头切换开关电路Sts,1和Sts,2点输出电流ISts,1和ISts,2，以及分接头切换开关电路的Sts,1和Sts,2的开关脉冲波形示意图。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，包括：输入端半桥逆变电路、自耦变压器电路、倍压电路、分接头切换开关电路、输出滤波器电路、全桥逆变器电路、直流母线电容以及隔离电容；
所述输入端半桥逆变电路的第一端与直流母线电容的正端相连，所述输入端半桥逆变电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述输入端半桥逆变电路的第三端与隔离电容的第一端相连；
所述隔离电容的第二端与自耦变压器的第一端相连；
所述自耦变压器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述自耦变压器电路的第三端与倍压电路的第一端相连，所述自耦变压器电路的第四端与倍压电路的第二端相连；
所述倍压电路的第三端与直流母线电容的负端相连，所述倍压电路的第四端与分接头切换开关的第一端相连，所述倍压电路的第五端与分接头切换开关的第二端相连；
所述分接头切换开关电路的第三端与直流母线电容的正端相连，所述分接头切换开关电路的第四端与直流母线电容的负端相连，所述分接头切换开关电路的第五端与输出滤波器的第一端相连；
所述输出滤波器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述输出滤波器电路的第三端与全桥逆变器电路的第一端相连；
所述全桥逆变器电路的第二端与直流母线电容的负端相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述输入端半桥逆变电路包括：第一电力电子开关与第二电力电子开关，所述第一电力电子开关第一端悬空，所述第一电力电子开关第二端作为输入端半桥逆变电路的第一端与直流母线电容的正端相连；所述第一电力电子开关第三端与第二电力电子开关的第二端相连；所述第二电力电子开关的第三端作为输入端半桥逆变电路的第二端与直流母线电容的负端相连；所述第二电力电子开关的第一端悬空；所述第一电力电子开关第三端与第二电力电子开关的第二端作为输入端半桥逆变电路的第三端与隔离电容的第一端相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述自耦变压器电路包括：第一互感、第二互感、第三互感、第一漏感、第二漏感以及第三漏感；所述第一漏感第一端作为自耦变压器电路的第一端与隔离电容的第二端相连；所述第一漏感第二端与第一互感第一端相连，所述第一互感第二端与第二互感第一端相连，所述第二互感第二端与第三互感第一端相连，所述第三互感第二端作为自耦变压器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述第一互感第二端还与第二漏感第一端相连，所述第二漏感第二端作为自耦变压器电路的第三端与倍压电路的第一端相连，所述第二互感第二端还与第三漏感第一端相连，所述第三漏感第二端作为自耦变压器电路的第四端与倍压电路的第二端相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述倍压电路包括第一升压电路与第二升压电路；
所述第一升压电路包括：第一输入电容、第一二极管、第二二极管以及第一输出电容；所述第一输入电容第一端作为倍压电路的第二端与自耦变压器电路的第四端相连，所述第一输入电容第二端与第一二极管的负端相连，第一二极管的正极作为倍压电路的第三端与直流母线电容的负极相连，所述第一输入电容第二端还与第二二极管正极相连，所述第二二极管负极与第一输出电容正极相连，所述第一输出电容负极与第一二极管正极相连，所述第二二极管负极与第一输出电容正极共同作为倍压电路的第五端与分接头切换开关电路的第二端相连；
所述第二升压电路包括：第二输入电容、第三二极管、第四二极管以及第二输出电容；所述第二输入电容第一端作为倍压电路的第一端与自耦变压器电路的第三端相连，所述第二输入电容第二端与第三二极管负极相连，第三二极管的正极与第一二极管的正极相连，所述第二输入电容的第二端还与第四二极管的正极相连，所述第四二极管的负极与第二输出电容的正极相连，第二输出电容的负极与第一二极管的正极相连，所述第四二极管的负极与第二输出电容的正极共同作为倍压电路的第四端与分接头切换开关电路的第一端相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述分接头切换开关电路包括：第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关以及第六电力电子开关；所述第三电力电子开关的第一端悬空，第三电力电子开关的第二端作为分接头切换开关电路的第四端与直流母线电容的负端相连，所述第三电力电子开关的第三段与第四电力电子开关的第二端相连，第四电力电子开关的第一端悬空，第四电力电子开关的第三段端作为分接头切换开关电路的第二端与倍压电路的第五端相连；所述第四电力电子开关的第二端还与第五电力电子开关的第二端相连，所述第五电力电子开关的第一端悬空，第五电力电子开关的第三端作为分接头切换开关电路的第一端与倍压电路的第四端相连；所述第五电力电子开关的第二端还与第六电力电子开关的第二端相连；所述第六电力电子开关的第一端悬空，第六电力电子开关的第三端作为分接头切换开关电路的第三端与直流母线电容的正端相连。
6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述输出滤波器电路包括：滤波电感与滤波电容；所述滤波电感第一端作为输出滤波器电路的第一端与分接头切换开关的第五端相连，所述滤波电感第二端与滤波电容正极相连，所述滤波电容负极作为输出滤波器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，所述滤波电感第二端与滤波电容正极共同作为输出滤波器电路的第三端与全桥逆变器的第一端相连。
7.根据权利要求1所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，所述全桥逆变器电路包括：第七电力电子开关、第八电力电子开关、第九电力电子开关、第十电力电子开关，所述第七电力电子开关第一端悬空，第七电力电子开关第二端作为全桥逆变器电路的第一端与输出滤波器的第三端相连，第七电力电子开关第三端与交流电网正极相连，所述第八电力电子开关第一端悬空，第八电力电子开关第二端与第七电力电子开关的第二端相连，第八电力电子开关第三端与交流电网负极相连，所述第九电力电子开关第一端悬空，第九电力电子开关第二端作为全桥逆变器电路的第二端与直流母线电容的负端相连，第九电力电子开关第三端与交流电网正极相连，第十电力电子开关第一端悬空，第十电力电子开关第二端与第九电力电子开关第二端相连，第十电力电子开关第三端与交流电网负极相连。
8.根据权利要求2或5或7所述的一种用于风力发电并网的高功率密度多级电能变换电路，其特征在于，第一电力电子开关、第二电力电子开关、第三电力电子开关、第七电力电子开关、第八电力电子开关、第九电力电子开关、第十电力电子开关采用MOS管；
第四电力电子开关、第五电力电子开关以及第六电力电子开关采用两个漏极相连的MOS管。
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