[發(fā)明專利]一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310741404.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103715643A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉樹;王皆慶;康成;張凌俊;李彥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子變流器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)及控制方法。?

背景技術(shù)

近年我國南方地區(qū)冰凍雨雪災(zāi)害頻發(fā)，電網(wǎng)中輸電線路大面積覆冰，造成輸電網(wǎng)中出現(xiàn)大量斷線、倒塔，造成大面積的停電事故，也使得快速恢復(fù)送電變得非常困難。自2008年南方冰災(zāi)后，我國電力行業(yè)對輸電線路的融冰做了大量研究，并相繼開發(fā)了基于不控整流橋、基于SVC的直流融冰裝置，并取得了一定的效果。其中基于SVC的直流融冰裝置平時可工作于無功補(bǔ)償方式，需要時可通過開關(guān)的切換將主回路拓?fù)滢D(zhuǎn)為直流融冰狀態(tài)，可提高設(shè)備的使用率，得到了較為廣泛的應(yīng)用。?

然而在使用上述裝置的同時也出現(xiàn)了一些問題，如基于SVC的直流融冰裝置諧波污染嚴(yán)重，需要配備相應(yīng)的諧波消除裝備；裝置體積大，安裝復(fù)雜，拓?fù)淝袚Q時倒閘復(fù)雜，需要經(jīng)過多個開關(guān)的切換才能實現(xiàn)。特別是作為移動式裝置時，雖可采用集裝箱方式安裝，但集裝箱、整流變壓器體積龐大，運輸極為不便，不具備移動式應(yīng)有的安裝簡單、快速投運的特點。?

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，引入了全控型器件以解決晶閘管相控整流器普遍存在的諧波問題。但在鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中總模塊直流電壓各自懸浮，沒有公共的直流母線，因而無法直接用于直流融冰當(dāng)中，目前也尚未見有相關(guān)技術(shù)方案的文獻(xiàn)報道。此外，也提出通過輕型直流輸電（HVDC?Light）的半橋模塊化多電平（HBMMC）方案進(jìn)行直流融冰，HVDC?Light具有公共直流母線，天然地具備直流高壓輸出的條件，同時其交流側(cè)連接電網(wǎng)，也具備動態(tài)無功補(bǔ)償能力。但是，利用HVDC?Light技術(shù)融冰也存在一些局限性，其中最為突出的就是HBMMC輸出直流電壓的可調(diào)范圍小，必須在滿足可控整流條件的直流電壓以上進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法有效適應(yīng)不同長度的輸電線路，因而裝置的可用率將大打折扣。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有的直流融冰裝置的不足，提出一種集裝箱式的直流融冰裝置及控制方法，該融冰系統(tǒng)主回路采用基于全橋模塊的模塊化多電平換流器，三相上下橋臂的公共連接點引出作為公共直流母線的正負(fù)極，該裝置可實現(xiàn)零起調(diào)壓，并可輸出較高的直流電壓以實現(xiàn)對不同線路的融冰。?

本發(fā)明具體采用以下方案：?

一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)，其特征在于：?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)包括功率部分、倒閘部分；?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)采用集裝箱方式安裝，功率部分安裝于兩個集裝箱、開關(guān)倒閘部分安裝于一個集裝箱內(nèi)；?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)采用按功能劃分的結(jié)構(gòu)布置方法，所述功率箱與開關(guān)倒閘箱功能相對獨立，功率箱與開關(guān)倒閘箱之間通過電纜相連，兩功率箱間無連接線；?

所述功率部分采用三相鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、星形連接，各相由一個上橋臂和一個下橋臂及對應(yīng)的橋臂電抗器組成，各橋臂由N個全橋功率模塊串聯(lián)組成，其中N為大于1的整數(shù)；三相上橋臂的首端相聯(lián)形成的公共連接點作為直流母線的正極，三相下橋臂的尾端相聯(lián)形成的公共連接點作為直流母線的負(fù)極；?

所述直流母線的正負(fù)極電壓施加于待融冰線路上；?

所述倒閘部分包括聯(lián)絡(luò)開關(guān)、第一交流并網(wǎng)開關(guān)、第二交流并網(wǎng)開關(guān)、第一直流換相隔離開關(guān)、第二直流換相隔離開關(guān)；?

所述上橋臂通過橋臂電抗器及第一交流并網(wǎng)開關(guān)連接至I段交流母線，所述下橋臂通過橋臂電抗器及第二交流并網(wǎng)開關(guān)連接至II段交流母線，在上橋臂電抗器與第一交流并網(wǎng)開關(guān)的連接點和下橋臂電抗器與第二交流并網(wǎng)開關(guān)的連接點之間設(shè)置所述聯(lián)絡(luò)開關(guān)；?

所述集裝箱式直流融冰系統(tǒng)的正極直流輸出側(cè)連接第一直流換相隔離開關(guān)；?

所述集裝箱式直流融冰系統(tǒng)的負(fù)極直流輸出側(cè)連接第二直流換相隔離開關(guān)；?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)采用公共連接點電位偏移的控制方式，具體為在上下橋臂的調(diào)制波中加入極性相反的直流偏置分量，使其在上下橋臂的公共連接點之間產(chǎn)生直流電壓差，實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的直流輸出電壓；?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)在直流側(cè)采用各相可獨立操作的第一直流換相隔離開關(guān)和第二直流換相隔離開關(guān)，實現(xiàn)對三相線路不同的融冰方法；?

所述一種集裝箱式直流融冰系統(tǒng)除直流融冰外兼具無功補(bǔ)償功能，其無功補(bǔ)償功能既可補(bǔ)償單段母線電壓，亦可獨立補(bǔ)償兩段母線電壓，融冰系統(tǒng)可通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)以改變其拓?fù)洹?

本發(fā)明還進(jìn)一步公開了一種基于前述集裝箱式直流融冰系統(tǒng)的控制方法（即拓?fù)淝袚Q方法），其特征在于，所述方法包括以下步驟：?