[发明专利]基于二极管整流和全桥MMC换流器的直流融冰装置和方法

说明书

本发明公开了基于二极管整流和全桥MMC换流器的直流融冰装置和方法，包括全桥MMC换流器和二极管整流器，全桥MMC换流器的交流侧连接到交流电源母线上，二极管整流器的交流侧经过串接变压器后连接到交流电源母线上，二极管整流器直流侧的负极和融冰直流母线的负极连接，二极管整流器直流侧的正极和全桥MMC换流器的一个直流极连接，全桥MMC换流器的另一个直流极和融冰直流母线的正极连接。本发明很好地解决了如下问题：1）单一二极管整流器的直流融冰时：融冰电流不能连续可调的问题、其配置的整流变压器的档位很多，而且融冰过程中其该整流变压器的档位调节非常频繁的问题、融冰电流不能零起升的问题、和谐波电流问题,2）设备的使用效率低的问题。

技术领域

本发明属于直流融冰设备技术领域，具体涉及一种基于二极管整流和全桥MMC换流器的直流融冰装置和方法。

背景技术

目前，因输电线路结冰和积雪而造成高压输电线断线和倒塔、倒杆的事故时有发生，高压输电线路断线和倒塔事故严重影响了电网的安全运行，造成大面积停电事故。为了防止这类事故的发生，必须及时将导线上的结冰和积雪化掉，目前主要采取机械（振动）式、电热式两大类的融冰方法。机械（振动）式融冰，即采用振动导线的方法使冰雪脱落，其特点是简单操作，无需浪费电能，但其缺点是必须逐档进行，速度慢，而且在地面结冰和积雪严重的情况下，往往因为交通问题而不能到达高山上的输电线路而无法进行操作。电热式融冰技术，即利用将线路末端短路而产生的大电流将导线加热而达到融冰的目的，和机械（振动）式融冰方法相比，电热式融冰技术的优点是融冰速度较快，不受路面结冰和积雪的影响，但需耗费一定的电能和配置相关的配套装置。目前基于晶闸管整流和二极管整流的直流大电流融冰技术是电力系统中广泛应用的两种融冰技术。基于二极管整流的直流大电流融冰技术的优点是装置非常简单可靠，其缺点是融冰电流不能连续可调、不能做到零起升、其配置的整流变压器的档位很多，而且融冰过程中其该整流变压器的档位调节非常频繁。它们的共同缺点是融冰时产生较大的谐波电流，为了滤除这些谐波电流需要另外配备滤波装置。另外，因为线路严重结冰的现象并不常见，这些装置的利用率较低。申请号为200810060026.X的中国专利申请号为200810120372.2的中国专利公开了两类能将直流大电流融冰技术和静态无功补偿技术（SVC)相结合的装置，有效地提高了设备利用率，并且由于采用晶闸管为功率器，因此具有很高的融冰电流。但是上述发明的两类装置里均需要配置大量的基于电容器和电抗器的无源滤波器，因此存在占地面积大、融冰时无功功率变化大、容易产生谐波谐振等问题。中国专利（申请号为ZL201320048177.X）公开了一种基于级联型电压源型换流器（全桥MMC换流器）的融冰兼STATCOM技术，较成功地解决了上述问题。但是由于该技术的电力电子器件全部采用IGBT，其成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于二极管整流和全桥MMC换流器的直流融冰装置和方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种基于二极管整流和全桥MMC换流器的直流融冰装置，包括全桥MMC换流器和二极管整流器，全桥MMC换流器的交流侧连接到交流电源母线上，二极管整流器的交流侧经过串接变压器后连接到交流电源母线上，二极管整流器直流侧的负极和融冰直流母线的负极连接，二极管整流器直流侧的正极和全桥MMC换流器的一个直流极连接，全桥MMC换流器的另一个直流极和融冰直流母线的正极连接。

优选的，上述变压器的挡位可调，包括两个挡位，分别为二极管整流器的直流输出电压U0档位和二极管整流器的直流输出电压3U0档位。

优选的，上述全桥MMC换流器的直流输出电压在（- U0，+U0 ）范围内连续可调。

优选的，上述二极管整流器采用六脉波整流器或十二脉波整流器。