本发明属于电力电子变流器，具体涉及一种适用于模块化电流源变流器分层交流电容设计方法以及设置分层交流电容的模块化电流源变流器。
背景技术：
1、未来，可再生能源发电成本的持续降低，绿电制氢的成本也会相应降低，氢能源应用将不断扩大。因此制氢电源的市场规模也将进一步扩大。制氢电源是一种特殊的工业电源，是各类电力与电解槽之间的连接转换枢纽，以提供恰当的电压和电流来促进水电解过程从而产生氢气。
2、然而，制氢电源属于非线性电力电子设备，其产生的非正弦电流对公用电网带来了严重的谐波污染，因此如何抑制制氢电源对电网的谐波影响，提供高电能质量成为了研究热点，同时，制氢电源的容量较大，单一模块无法实现较大容量，一般由多个模块进行并联，拓展设备的容量，集总电容的设计可以滤除非线性设备对电网谐波的影响，但由于电流源换流器的特性，换流路径过长，线路上的杂散电感较大，产生较大的电压尖峰，影响开关器件的安全使用，然而现有的针对电流源变流器的研究很少关注功率管电压应力问题，特别是将电流源变流器进行模块化应用时，换流路径中杂散电感对开关器件电压应力的影响，因此急需一种分层交流电容的设计方法来抑制尖峰电压。
技术实现思路
1、本发明针对制氢电源对电网谐波的影响，首先提出一种集总电容的设计方法，针对于制氢电源容量较大的问题，多个模块并联，产生换流路径较长，开关器件开关时，产生较大电压尖峰的问题，提出一种分层交流电容的设计方法。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
4、所述模块化电流源变流器为在三相pwm整流器的上下桥臂的igbt漏极串联二极管构成等效开关管，通过输入并联输出并联的方式构成，在整体模块化电流源变流器前设置集总电容，在每个电流源变流器模块中设置分层交流电容；
5、所述集总电容为在所有的电流源变流器模块前与交流端之间并联的一组电容器；
6、所述的分层交流电容为在每一个电流源变流器模块三相上下桥臂之间都并联一组分层电容器。
7、本发明进一步包括以下优选方案。
8、所述集总电容包括并联在三相交流线路上的电容值为c1的三相电容器，三相电容器的另一端相连，在集总电容的前端串联电感值为l1的三相串联滤波电感，集总电容和串联滤波电感构成交流侧lc滤波器。
9、lc滤波器的截止频率fz按以下方式设定：
10、10f1＜fz＜fmin
11、其中，f1为系统的基波频率即50hz，fmin为pwm电压中所含有的最低次谐波频率。
12、滤波电感l1取值为：
13、
14、其中ω1为基波角频率，ωl为lc滤波器截止角频率，u0为直流输出电压，i0为直流输出电流。
15、集总电容中每一相并联电容值c1的取值为：
16、
17、其中，l1为每一相串联滤波电感的电感值。
18、分层交流电容中的每一相并联电容值c2的取值需满足：
19、
20、其中，ls为线路中的杂散电感，i为流过交流侧线路的电流峰值，δu1为igbt所允许的尖峰电压值。
21、本申请同时公开了一种基于前述模块化电流源变流器的分层交流电容设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下内容：
22、模块化电流源变流器为多个三相电流源变流器模块交流侧及直流侧分别并联构成，在每一电流源变流器模块上下桥臂的igbt漏极串联二极管构成等效开关管；
23、在在整体模块化电流源变流器前设置集总电容，所述集总电容为在所有的电流源变流器模块前与交流端之间并联的一组电容器；
24、在每一电流源变流器模块中设置分层交流电容，所述的分层交流电容为在每一个电流源变流器模块三相上下桥臂之间都并联一组分层电容器。
25、进一步优选地，
26、所述集总电容包括并联在三相交流线路上的电容值为c1的三相电容器，三相电容器的另一端相连，在集总电容的前端串联电感值为l1的三相串联滤波电感，集总电容和串联滤波电感构成交流侧lc滤波器。
27、进一步优选地，
28、滤波电感l1取值为：
29、
30、集总电容中每一相并联电容值c1的取值为：
31、
32、其中ω1为基波角频率，ωl为lc滤波器截止角频率，u0为直流输出电压，i0为直流输出电流。
33、进一步优选地，
34、c2的取值需满足：
35、
36、其中，ls为线路中的杂散电感，i为流过交流侧线路的电流峰值，δu1为igbt所允许的尖峰电压值。
37、本发明相对于现有技术具有以下有益的技术效果。
38、电流源型换流器在换流过程中，发生换流的两个开关管中仅有一个可以实现软开关，或为零电压开通或为零电流关断，而另一个开关管处于硬开关，为减小此开关管的电压应力，减小模块化换流器的并联时，换流路径过长，杂散电感导致的开关应力增加的问题，提出一种分层交流电容的设计方法，在每个电流源换流器前增加一组电容，缩减换流器的换流路径。
1.一种设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
2.根据权利要求1中所述的设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的设置分层交流电容的模块化电流源变流器，其特征在于：
6.根据权利要求1或5所述的设置分层交流电容的模块化电流源变流器，，其特征在于：
7.一种模块化电流源变流器分层交流电容设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下内容：
8.根据权利要求7所述的模块化电流源变流器分层交流电容设计方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的模块化电流源变流器分层交流电容设计方法，其特征在于：
10.根据权利要求7或9所述的模块化电流源变流器分层交流电容设计方法，其特征在于：
