[發明專利]一種直流融冰電源拓撲

有效

• 申請號: 201210230071.1
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN102761085A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 羅仁俊;敬華兵;鄧明;黃艷燕;秦燦華;何伯鈞
• 申請（專利權）人: 株洲變流技術國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/18;H02M5/458
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種直流融冰電源拓撲，其特征在于，包括：第一網側高壓斷路器QF1、第二網側高壓斷路器QF2、移相多繞組整流變壓器、變流器以及隔離開關模塊，其中：

所述第一網側高壓斷路器QF1的三相輸入端接至高壓電網，QF1的三相輸出端接至所述移相多繞組整流變壓器的網側；

所述第二網側高壓斷路器QF2的三相輸入端接至高壓電網，QF2的三相輸出端接至所述變流器的輸出下端；

所述移相多繞組整流變壓器的二次側繞組接至所述變流器的三相輸入端，所述移相多繞組整流變壓器用于將其網側的高壓轉換成二次側的多組獨立繞組低電壓；

所述變流器，用于將交流電源轉換為直流融冰功能所需的直流電源，以及用于對電網進行動態無功補償；

所述隔離開關模塊與所述變流器的輸出端相連；

所述變流器的輸出端包括變流器的輸出上端和輸出下端。

2.根據權利要求1所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，所述變流器為鏈式多電平變流器，具體包括并聯的第一功率單元組U、第二功率單元組V和第三功率單元組W，其中：

所述第一功率單元組U，包括輸出端依次串聯的11個功率單元U1~U11；

所述第二功率單元組V，包括輸出端依次串聯的11個功率單元V1~V11；

所述第三功率單元組W，包括輸出端依次串聯的11個功率單元W1~W11；

所述功率單元U1~U11、功率單元V1~V11和功率單元W1~W11的三相輸入端分別與相應的移相多繞組整流變壓器二次側獨立繞組的三相輸出端相連；

三個功率單元U1、V1、W1的輸出上端相互短接。

3.根據權利要求2所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，所述功率單元包括三相二極管整流橋、直流電容C、均壓電阻R以及絕緣柵級雙極型晶體管IGBT?H橋，其中：

所述三相二極管整流橋與相應的移相多繞組整流變壓器二次側獨立繞組的三相輸出端相連，用于將交流電源轉換成直流融冰功能所需的直流電源；

所述直流電容C、所述均壓電阻R及所述IGBT?H橋，并聯于所述三相二極管整流橋的直流側；

所述IGBT?H橋，用于對所述三相二極管整流橋產生的直流電壓進行斬波控制，以及用于對電網進行動態無功補償。

4.根據權利要求3所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，還包括三個連接電抗器La、Lb和Lc，其中：

三個連接電抗器La、Lb和Lc的進線端分別連接至第二網側高壓斷路器QF2的三相輸出端；

三個連接電抗器La、Lb和Lc的出線端分別連接至三個功率單元U11、V11、W11的輸出下端。

5.根據權利要求3所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，所述隔離開關模塊包括四個隔離開關QS1、QS2、QS3和QS4，其中：

三個功率單元U1、V1、W1的輸出上端相互短接后連接至隔離開關QS3輸入端，QS3輸出端作為直流融冰電源的正極輸出端；

隔離開關QS1的輸入端、輸出端分別與連接電抗器La、Lb的進線端相連；

隔離開關QS2的輸入端、輸出端分別與連接電抗器Lb、Lc的進線端相連；

隔離開關QS4的輸入端與連接電抗器Lc的進線端相連，QS4的輸出端作為直流融冰電源的負極輸出端。

6.根據權利要求1所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，所述移相多繞組整流變壓器的二次側繞組采用延邊三角形接法。

7.根據權利要求1所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，采用直流電流閉環控制方式，實現直流電流的恒定輸出。

8.根據權利要求1所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，采用狀態解耦的雙閉環控制策略，對所述直流融冰電源拓撲的SVG功能進行控制。

9.根據權利要求3所述的直流融冰電源拓撲，其特征在于，所述IGBT?H橋包括四個IGBT開關元件，其中，對所述IGBT開關元件采用如下驅動方式：

采用單極倍頻載波相移正弦波脈寬調制CPS-SPWM方法產生PWM信號，利用所述PWM信號對所述IGBT開關元件進行驅動。