[發明專利]一種混合型直流融冰裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201910363962.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109950851A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 許逵;馬曉紅;楊柳青;陳沛龍;劉君;張露松;曾華榮
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/01;H02J3/18;H02J3/36
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種混合型直流融冰裝置及其控制方法，包括全橋MMC換流器和晶閘管型直流融冰裝置，全橋MMC換流器的交流側和晶閘管型直流融冰裝置的交流側并聯聯接到電源的交流電源母線上，晶閘管型直流融冰裝置的直流側分別串接刀閘K4、一個直流平波電抗器和刀閘K5、一個直流平波電抗器后連接到直流母線，全橋MMC換流器的直流側分別串接刀閘K1、一個直流平波電抗器和刀閘K2、一個直流平波電抗器后連接到直流母線，正極直流母線和負極直流母線間搭接有刀閘K3，直流母線連接到被融冰的兩條輸電線路一端，兩條輸電線路另一端短接。本發明解決了單一融冰裝置存在的缺陷，融冰時的電網可靠性更高和能耗更低，設備的使用效率提高。

技術領域

本發明屬于混合型直流融冰設備技術領域，具體涉及一種混合型直流融冰裝置及其控制方法。

背景技術

目前，因輸電線路結冰和積雪而造成高壓輸電線斷線和倒塔、倒桿的事故時有發生，高壓輸電線路斷線和倒塔事故嚴重影響了電網的安全運行，造成大面積停電事故。為了防止這類事故的發生，必須及時將導線上的結冰和積雪化掉，目前主要采取機械(振動)式、電熱式兩大類的融冰方法。機械(振動)式融冰，即采用振動導線的方法使冰雪脫落，其特點是簡單操作，無需浪費電能，但其缺點是必須逐檔進行，速度慢，而且在地面結冰和積雪嚴重的情況下，往往因為交通問題而不能到達高山上的輸電線路而無法進行操作。電熱式融冰技術，即利用將線路末端短路而產生的大電流將導線加熱而達到融冰的目的，和機械(振動)式融冰方法相比，電熱式融冰技術的優點是融冰速度較快，不受路面結冰和積雪的影響，但需耗費一定的電能和配置相關的配套裝置。現在普遍采用電熱式融冰技術有交流大電流融冰技術和直流大電流融冰技術。由于直流大電流融冰技術的具有融冰電源容量小、融冰電流平滑可調、融冰時對系統沖擊很小等優點得到電力系統的廣泛應用。其缺點是需要另外配備整流和濾波裝置，并且因為線路嚴重結冰的現象并不常見，這些裝置的利用率較低。中國專利(申請號為200810060026.X和200810120372.2)公開了兩類能將直流大電流融冰技術和靜態無功補償技術(SVC)相結合的裝置，有效地提高了設備利用率，并且由于采用晶閘管為功率器，因此具有很高的融冰電流。但是上述發明的兩類裝置里均需要配置大量的基于電容器和電抗器的無源濾波器，因此存在占地面積大、融冰時無功功率變化大、容易產生諧波諧振等問題。中國專利(申請號為201110362882.2)公開了一種基于電壓源型換流器的雙功能直流融冰裝置，該發明裝置將融冰功能和STATCOM功能結合起來，但是，該發明存在如下缺點：1)該裝置需要一個降壓變壓器，增加了損耗和成本；2)因為電路結構的限制，該發明裝置的直流電壓可調范圍小，從而要求所有被融冰輸電線路的長度大致相同，但往往一個變電站的輸電線路的長度并不是大致相同的，因此該發明裝置不能對變電站的所有輸電線路進行融冰。中國專利(申請號為201320048177.X)公開了一種基于級聯型電壓源型換流器(全橋MMC換流器)的融冰兼STATCOM技術，較成功地解決了上述問題。但是由于該技術采用IGBT為功率器件，其融冰電流受到了一定的限制。另外，我國現有的直流融冰裝置每年在入冬時均要進行帶輸電線路的融冰演練以確保設備的正常工作，該演練帶來兩個問題：1)由于演練時需要停運輸電線路，降低了電網的安全可靠性；2)造成了大量的電能浪費(每次演練均要消耗幾萬到幾十萬度電)。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種混合型直流融冰裝置，以解決現有技術中存在的問題。

本發明采取的技術方案為：一種混合型直流融冰裝置，包括全橋MMC換流器和晶閘管型直流融冰裝置，全橋MMC換流器的交流側和晶閘管型直流融冰裝置的交流側并聯聯接到電源的交流電源母線上，晶閘管型直流融冰裝置的直流側輸出端正極和負極分別串接刀閘K4、一個直流平波電抗器和刀閘K5、一個直流平波電抗器后連接到正極直流母線和負極直流母線，全橋MMC換流器的直流側輸出端正極和負極分別串接刀閘K1、一個直流平波電抗器和刀閘K2、一個直流平波電抗器后連接到正極直流母線和負極直流母線，正極直流母線和負極直流母線間搭接有刀閘K3，正極直流母線和負極直流母線分別連接到被融冰的兩條輸電線路一端，兩條輸電線路另一端短接。