[發明專利]一種低成本可連續調壓的直流融冰兼SVG裝置

有效

• 申請號: 201410329766.4
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104078911B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 孫旻;周細文;孫麗;黃慶利;章輝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網江西省電力科學研究院;江蘇有能新能源有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/18
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

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技術領域????

????本發明涉及一種低成本可連續調壓的直流融冰兼SVG裝置，屬電網維護技術領域。

背景技術????

2008年初發生的低溫雨雪冰凍災害，導致南方電網區域的大部分地區電網設施遭受到嚴重破壞，西電東送也受到嚴重影響。為提高電網對極端氣候、重大自然災害的抵御能力，南方電網啟動了“直流融冰裝置樣機研制”項目，開啟了國內該領域的先河。隨著環境的惡化，極端惡劣天氣時有發生，研發一種簡單實用又經濟的直流融冰裝置仍很有現實意義。

國內目前已經有融冰兼無功補償SVG兩用的技術產生，但系統較為復雜，與此發明最相似的是株洲變流技術國家工程研究中心有限公司發明的一種直流融冰電源拓撲，包括第一網側高壓斷路器，第二網側高壓斷路器，移相多繞組整流變壓器，變流器，高壓電抗器和隔離開關模塊等，變流器為鏈式多電平變流器，通過斷路器和隔離開關的切換實現直流融冰和無功補償SVG功能的轉換。

現有技術直流融冰兼無功補償SVG裝置拓撲電路的缺點是：

（1）系統裝置接線復雜，操作繁瑣，在直流融冰和無功補償功能之間的切換，需要經過多個開關操作才能完成拓撲結構的轉換；

（2）輸出直流電壓可調范圍小，必須在滿足可控整流條件的直流電壓以上進行調節，無法有效適應不同長度的輸電線路；

（3）SVG的容量與直流融冰容量不能根據變電站的實際需求比例配置；

（4）裝置體積龐大，運輸極不方便；

（5）對于單一功能的直流融冰裝置,?絕大部分時間(?線路不需融冰)?處于閑置狀態,?裝置的利用率低,投入融冰之前必須進行全面檢查和試驗,?否則其運行安全、可靠性難以保證。

發明內容????

????本發明的目的是，根據現有直流融冰兼SVG裝置拓撲電路的缺點，本發明提出一種低成本可連續調壓的直流融冰兼具SVG裝置。

本發明的技術方案是，本發明一種低成本可連續調壓的直流融冰兼無功補償SVG裝置由輸入高壓開關柜、多繞組移相降壓變壓器和變流器柜組成。輸入高壓開關柜的輸出端連接多繞組移相降壓變壓器的輸入端；多繞組移相降壓變壓器的輸出端連接變流器柜。

所述輸入高壓開關柜是本發明裝置與供電網的接口。

本發明多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配；多繞組移相降壓變壓器的原邊繞組為星形或角形連接方式。

本發明變流器柜包含兩種單元組：

一種單元組由一個二極管不控整流器單元和一個IGBT全控整流單元組成，直流輸出部分并聯，其輸入部分通過接觸器（斷路器）與多繞組降壓變壓器的一個輸出繞組相連，在該單元組內的全控整流單元和不控整流單元之間加了一個兩擋位的選擇開關；SVG應用時，兩者交流部分在變壓器次邊側通過選擇開關并聯；融冰應用時，全控整流的輸入部分通過選擇開關與不控整流的直流負端并聯起來，此時IGBT全控整流單元用作DC/DC斬波調壓。

另一個單元組是由二極管構成的不控整流單元。這2種單元組，即不控整流單元和IGBT全控整流單元按1:1比例配置。這是整個拓撲電路的核心，裝置輸出直流電壓大小可通過改變單元組的串連數量，用DC/DC斬波進行無級平滑調壓。需要融冰時，輸出的直流電壓施加在結冰電網上，利用大電流使架空線發熱的原理實現融冰。在不需融冰時，還可用作電網無功補償SVG裝置，由IGBT構成的全控整流單元可根據指令向電網發出感性或容性無功電流，達到無功補償的目的，從而提高裝置的利用率。?

所述全控整流單元的整流模塊直流輸出端接有電容C。

在所述全控整流和不控整流單元之間加了一個兩擋位的選擇開關QS。

本發明的有益效果是，本發明采用無極調壓技術，滿足客戶不同需求，可對變電站中所有不同電壓等級的線路進行融冰工作。同時增加了二極管的配置比例，減小IGBT的配置比例，有效地降低了成本。本發明裝置進行融冰時，根據架空線的截面積和長度確定變流器的輸出直流電壓值，從而確定串聯的整流器的數量,切投速度快，融冰工作量小。本發明裝置不融冰時，電網正常情況下做電網無功補償用，設備的利用率高，由IGBT構成的三相四象限全控整流器根據指令向電網發出感性或容性無功電流，達到無功補償的目的。本發明裝置簡單，操作維護性強，采用單元化的設計，單個整流單元出現故障不影響整個設備的使用。

本發明適用于變電站中所有不同電壓等級的線路進行融冰兼無功補償。

附圖說明????