[发明专利]一种混合型融冰装置及控制方法和控制装置

说明书

本发明公开了一种混合型融冰装置，所述装置包括一个交直流变换器，所述装置还包括三组换流链以及两个切换开关，所述换流链包括至少两个第二子模块，所述第二子模块相互串联；所述三组换流链的一端分别与交直流变换器的A相、B相和C相连接，另一端作为融冰装置的交流输入端；所述两个切换开关中第一切换开关连接交直流变换器的A相和B相，第二切换开关连接交直流变换器的B相和C相，本发明还包括使用该装置的控制方法和控制装置。本发明通过交直流变换器控制结合换流链的控制可实现融冰电流的大范围调节，同时兼具无功补偿功能，成本低，可靠性高，易于实现，性价比高。

技术领域

本发明属于大功率电力电子变流技术领域，具体涉及一种混合型融冰装置及控制方法和控制装置。

背景技术

冬季由于气温、空气湿度和风速的共同作用，存在着由液态水形成冰的覆冰现象。因此，覆冰是一种特定气象条件下产生的冰冻现象，如果在架空导线上大面积形成覆冰，会导致杆塔倾倒、导线覆冰舞动或断裂，将直接影响架空线路的正常安全运行。目前已有融冰方案均需要增加额外的融冰设备，会增加额外的投资，增加设备占地空间，也增加了系统的复杂性。现有技术中也有电压源换流器融冰的方案，电压源换流器与传统的由晶闸管构成的电流源换流器相比，具有谐波小且可四象限运行的特点，除融冰外可兼做无功补偿装置。但电压源换流器方案直流电压运行范围受限，由于电压源换流器存在由二极管构成的整流桥，无法输出较低电压，而融冰线路的等效电阻存在不确定性，其值的范围较大，因此，采用电压源换流器融冰极有可能造成装置输出过流；也有方案中在电压源换流器的后级增加斩波电路，虽然可以提升一定的运行范围，但是装置的效率和成本大大增加。而传统的由晶闸管构成的电流源换流器可以实现零电压启动。本发明方案结合了电压源型换流器与电流源型换流器的优势，提出一种性价比更高的混合型融冰装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种混合型融冰装置，结合了电压源型换流器与电流源型换流器的优势，并提出了相应的控制方法和控制装置。

为了达成上述目的，本发明采用的具体的方案如下：

一种混合型融冰装置，所述融冰装置包括一个交直流变换器，其中交直流变换器包括三相，每一相包括上下两个桥臂，上下桥臂的中间连接点作为换流器交流输入的一相，三相分别定义为A相、B相和C相；每相的上桥臂正端相连构成直流正极，与装置的直流输出正端连接，每相的下桥臂负端相连构成直流负极，与装置的直流输出负端连接；其中每个桥臂均包括至少两个含有功率半导体开关器件的第一子模块，所述第一子模块相互串联，所述装置还包括三组换流链以及两个切换开关，所述换流链包括至少两个含有功率半导体开关器件的第二子模块，所述第二子模块相互串联；所述三组换流链的一端分别与交直流变换器的A 相、B相和C相连接，另一端作为融冰装置的交流输入端；所述两个切换开关中第一切换开关连接交直流变换器的A相和B相，第二切换开关连接交直流变换器的B相和C相。

其中，所述装置还包括两个平波电抗器，第一平波电抗器串联连接在直流正极与装置的直流输出正端之间，第二平波电抗器串联连接在直流负极与装置的直流输出负端之间。

其中，所述第一子模块可以为二极管。

其中，所述第一子模块可以为晶闸管。

其中，所述第一子模块可以为由至少两个功率半导体开关器件以及电容构成的半桥模块。

其中，所述第二子模块为由至少四个功率半导体开关器件以及电容构成的全桥模块。

其中，所述切换开关可以为机械开关。

其中，所述切换开关可以为半导体开关。

本发明还包括使用该装置的控制方法

(1)当第一子模块为二极管时，所述装置进入融冰模式时，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：将装置的直流输出端口与融冰线路连接；