本案涉及一种变换系统，尤其涉及一种级联变换系统及其功率分配方法。
背景技术：
1、在数据中心、电动汽车充电站(换电站)、光伏、储能等直流用电及直流发电领域，固态变压器(sst)具有广阔的应用前景，尤其是级联型的固态变压器。如图1a所示，多个模块的输入端串联，通过低耐压器件串联实现输入高电压。固态变压器产品轻载时效率低，并且需要较多母线电容对输入电压进行滤波。为了降低系统损耗、提升系统效率，学者们提出一些在模块之间进行功率分配的方案。
2、图1b为现有技术1的功率分配方法对应的电压波形图。请一并参考图1a和图1b，vg为图1a中固态变压器的输入电压、vb和vdc分别为模块的端口电压和直流母线电压。由图1b可知，模块中前级交流/直流转换单元始终工作于高频整流模式，控制模块的端口电压vb，实现各模块间功率的平均分配，各模块的直流母线电压vdc相等，后级直流/直流转换单元的始终运行于保持模式，即后级直流/直流转换单元的开关频率等于谐振频率，且其工作状态不随输入功率变化。然而，利用现有技术1的功率分配方式时，前级交流/直流转换单元为硬开关，开关损耗较大；后级直流/直流转换单元始终处于保持模式变压器损耗较高；且模块的直流母线电压vdc包含二倍频纹波，需设置较大容值的滤波电容，增加成本。
3、图1c为现有技术2的功率分配方法对应的电压波形图。请一并参考图1a和图1c，模块中前级交流/直流转换单元工作于工频整流模式，实现各模块间功率的平均分配，各模块的直流母线电压vdc皆相等，后级直流/直流转换单元始终运行于宽范围升压模式，通态损耗和变压器铁芯损耗较高。
4、因此，如何发展一种克服上述缺点的级联变换系统及其功率分配方法，实为目前的迫切需求。
技术实现思路
1、本案目的为提供一种级联变换系统及其功率分配方法，其中所有电能转换模块的直流/直流转换单元的工作模式包含旁路模式、升压模式及保持模式，其中当直流/直流转换单元工作于旁路模式及升压模式时直流/直流转换单元的开关损耗较低，并且直流/直流转换单元内的变压器的损耗较低，当直流/直流转换单元工作于保持模式及旁路模式时直流/直流转换单元的通态损耗较低。此外，电能转换模块的交流/直流转换单元所接收的交流输入电能实时地由直流/直流转换单元所输出，因此电能转换模块中直流母线电容无需存储功率，故直流母线电容的容值低且体积小，进而降低本案的级联变换系统的成本。
2、为达上述目的，本案的一实施态样为提供一种级联变换系统，用以接收并转换输入电源所提供的交流输入电能至负载，其中交流输入电能具有电压周期，级联变换系统包含n个电能转换模块。每一电能转换模块包含输入端、输出端、直流母线端、交流/直流转换单元及直流/直流转换单元。n个电能转换模块的n个输入端串联连接于输入电源的两端之间，n个电能转换模块的n个输出端电性连接于负载，其中直流母线端上具有直流母线电压。交流/直流转换单元电性连接于电能转换模块的输入端及直流母线端之间，以将交流输入电能转换为直流母线电能。直流/直流转换单元电性连接于直流母线端及电能转换模块的输出端之间，以将直流母线电能转换为直流输出电能以提供给负载。在1/4个电压周期内，n个直流/直流转换单元的工作模式包括旁路模式、升压模式和保持模式，且n个电能转换模块中所有直流母线电压的和为连续变化。
3、为达上述目的，本案的另一实施态样为提供一种级联变换系统的功率分配方法，级联变换系统包括n个电能转换模块，接收并转换输入电源所提供的交流输入电能至负载，其中交流输入电能具有电压周期，每一电能转换模块包含交流/直流转换单元、直流母线及直流/直流转换单元。功率分配方法包含以下步骤。首先，获得n个参考电压，分别作为n个电能转换模块中各直流母线电压的参考值。接着，根据参考电压的范围控制对应的电能转换模块中直流/直流转换单元的工作模式。其中于1/4个电压周期内，n个直流/直流转换单元的工作模式包括旁路模式、升压模式和保持模式。
4、为达上述目的，本案的另一实施态样为提供一种级联变换系统，接收并转换输入电源所提供的交流输入电能至负载，其中交流输入电能具有电压周期。级联变换系统包含交流/直流转换单元及n个直流/直流转换单元。交流/直流转换单元包含输入端及输出端，交流/直流转换单元的输入端电性连接于输入电源，以将交流输入电能转换为直流母线电能。每一直流/直流转换单元包含直流母线端及输出端，n个直流/直流转换单元的n个直流母线端串联连接于交流/直流转换单元的输出端，n个直流/直流转换单元的n个输出端电性连接于负载，以将直流母线电能转换为直流输出电能以提供给负载，其中在1/4个电压周期内，n个直流/直流转换单元的工作模式包括旁路模式、升压模式和保持模式，且n个电能转换模块中所有的直流母线电压的和为连续变化。
5、以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
1.一种级联变换系统，用以接收并转换一输入电源所提供的一交流输入电能，其中该交流输入电能具有一电压周期，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的级联变换系统，其特征在于，当该直流/直流转换单元工作于该旁路模式，位于同一电能转换模块中的该交流/直流转换单元工作于该旁路模式；当该直流/直流转换单元工作于该升压模式或该保持模式，位于同一电能转换模块中的该交流/直流转换单元工作于一低频整流模式。
3.如权利要求1所述的级联变换系统，其特征在于，该级联变换系统包括一控制单元，被配置为：
4.如权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，
5.如权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该参考电压的幅值等于对应的电能转换模块的输出电压与该电能转换模块中该直流/直流转换单元的变压器变比的乘积。
6.如权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该n个参考电压中第一参考电压的值包括|vin|及n1vo1；
7.权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该n个参考电压中第i参考电压的值包括0、以及nivoi；
8.如权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该n个参考电压中第n参考电压的值包括0和
9.如权利要求1所述的级联变换系统，其特征在于，该n个电能转换模块中该直流母线电压之和等于该交流输入电能的一输入电压的绝对值。
10.如权利要求3所述的级联变换系统，其特征在于，将该n个参考电压依次分配给该n个电能转换模块，该n个参考电压中的第i参考电压对应为第i电能转换模块中该直流母线电压的参考值。
11.如权利要求10所述的级联变换系统，其特征在于，当该n个电能转换模块的输出电压相等时，经过一设定时间间隔，调整该n个参考电压的分配顺序。
12.如权利要求10所述的级联变换系统，其特征在于，当该n个电能转换模块的输出电压相等时，经过1/4个电压周期，调整该n个参考电压的分配顺序。
13.如权利要求1所述的级联变换系统，其特征在于，该负载小于或等于50％的额定负载。
14.一种级联变换系统的功率分配方法，该级联变换系统包括n个电能转换模块，接收并转换一输入电源所提供的一交流输入电能至一负载，其中该交流输入电能具有一电压周期，每一该电能转换模块包含一交流/直流转换单元、一直流母线及一直流/直流转换单元，其特征在于，该功率分配方法包括：
15.如权利要求14所述的功率分配方法，其特征在于，当该直流/直流转换单元工作于该旁路模式，位于同一电能转换模块中该交流/直流转换单元工作于该旁路模式；当该直流/直流转换单元工作于该升压模式或该保持模式，位于同一电能转换模块中该交流/直流转换单元工作于一低频整流模式。
16.如权利要求14所述的功率分配方法，其特征在于，
17.如权利要求14所述的功率分配方法，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该参考电压的幅值等于对应的电能转换模块的该输出电压与该电能转换模块中该直流/直流转换单元的变压器变比的乘积。
18.如权利要求14所述的功率分配方法，其特征在于，在1/4个该电压周期内，该n个电能转换模块中该直流母线电压的和连续变化。
19.如权利要求14所述的功率分配方法，其特征在于，将该n个参考电压依次分配给该n个电能转换模块，其特征在于，该n个参考电压中的第i参考电压对应为第i个电能转换模块中该直流母线电压的参考值。
20.如权利要求19所述的功率分配方法，其特征在于，当该n个电能转换模块的输出电压相等时，经过一设定时间间隔，调整该n个参考电压的分配顺序。
21.如权利要求19所述的功率分配方法，其特征在于，当该n个电能转换模块的输出电压相等时，经过1/4个该电压周期，调整该n个参考电压的分配顺序。
22.一种级联变换系统，接收并转换一输入电源所提供的一交流输入电能至一负载，其特征在于，该交流输入电能具有一电压周期，包含：
