[发明专利]基于电压源型换流器的双功能直流融冰装置及其融冰方法

权利要求书

1.一种基于电压源型换流器的双功能直流融冰装置，其特征在于该装置包括双功能模式：

1)融冰模式

四组相同的变压器(1-4)一侧与交流系统母线I(21)连接，另一侧与融冰装置母线II(22)连接，四组相同的交流滤波器(5-8)通过四组开关(S₁-S₄)分别与四组相同的变压器(1-4)并联接于母线II(22)，四组相同的电抗器(9-12)首端通过四组开关(S₅-S₈)与母线II(22)并联，尾端分别与四组相同的电压源型换流桥(13-16)的桥臂连接，四组相同的电压源型换流桥(13-16)并联连接，换流桥采用两电平六脉动型结构，每个桥臂都由多个全控型器件IGBT串联而成，控制方式为定直流电压控制，运行方式为整流运行，每个IGBT旁有一个反并联的二极管，四组相同的电容器(17-20)分别与四组相同的换流桥(13-16)并联；

2)非融冰模式

四组相同的变压器(1-4)一侧与交流系统母线I(21)连接，另一侧与融冰装置母线II(22)连接，四组相同的交流滤波器(5-8)通过四组开关(S₁-S₄)分别与四组相同的变压器(1-4)并联接于母线II(22)，四组相同的电抗器(9-12)首端通过四组开关(S₅-S₈)与母线II(22)并联，尾端分别与四组相同的电压源型换流桥(13-16)的桥臂连接，四组相同的电压源型换流桥(13-16)反向并联，换流桥采用两电平六脉动型，每个桥臂都由多个全控型器件IGBT串联而成，控制方式为定交流电压控制，运行方式为逆变运行，四组相同的电容器(17-20)相互串联，通过装置内部接线切换，融冰装置转变为静止同步补偿器，该装置的作用是通过连续调节发出或吸收无功功率的大小，控制接入点——系统母线II(22)的电压，从而实现融冰装置的功能扩展，在非融冰期间，使电压源型换流器处于逆变状态，作为STATCOM对系统进行动态无功补偿，具有很好的无功补偿和谐波特性。

2.如权利要求1所述基于电压源型换流器的双功能直流融冰装置的融冰方法，其特征在于该融冰方法包括以下步骤：

1)融冰模式

交流电源通过变压器(1-4)从母线I(21)处接入，经过换相电抗器(9-12)、电压源型换流桥(13-16)和电容器(17-20)进行整流，电容器分别与电压源型换流桥并联为换流桥提供电压支撑，换流桥采用双闭环控制，将交流电源整流成直流电流，并输出到融冰线路(23)，实现对覆冰线路融冰，将四组换流桥(13-16)并联，通过开关(S₅-S₈)投切，可得到1-4倍I₀的融冰电流，达到融冰目的；

2)非融冰模式

(1)模式切换：在断电情况下，电容器组(17-20)改为串联连接，取消与融冰线路(23)的连接，同时换流桥控制策略转变为STATCOM控制，将融冰模式切换为非融冰模式；

(2)电压源型换流桥(13-16)与电容器组(17-20)构成STATCOM，通过换相电抗器(9-12)和变压器(1-4)与母线I(21)进行无功功率交换，滤波器(5-8)过滤装置中的谐波，防止的谐波进入系统，STATCOM控制策略使电压源型换流桥处于逆变状态，为母线提供动态无功功率补偿。