[发明专利]一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法

说明书

本发明公开了一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，在变电站的10kV母线上接入两套基于半桥MMC的动态无功发生器，平时用于无功补偿；当输电线路结冰时用于融冰电源；半桥MMC的动态无功发生器分别称之为A套MMC‑STATCOM和B套MMC‑STATCOM；当需要融冰时，将B套MMC‑STATCOM的交流侧与电网解列，将待融冰的交流输电线接在交流侧，并将直流侧与A套MMC‑STATCOM的直流侧并联；B套MMC‑STATCOM将控制模式由无功发生器模式转换为低频交流电源控制模式实现融冰；解决了现有技术的融冰装置在操作及维护时所需工作量较大；造价高等技术问题。

技术领域

本发明属于输电线路融冰技术领域，尤其涉及一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法。

技术背景

为了预防针对因冰灾引起的电网故障，现有技术相继出现了基于各种原理和技术的融冰装置，如六脉波、基于SVC的十二脉波直流等类型的融冰装置，在抗冰保电期间发挥了极大作用，取得了良好的效果。目前应用较多的基于SVC的融冰装置，其除冬季少数时间融冰外，平时可作为SVC使用，提高了资产利率。但由于其采用了半控型器件晶闸管，其交流电流畸变率较大，还需再配置FC或固定电容器，且在进行拓扑切换时所涉及的开关数量较多，在操作及维护时所需工作量较大。随着STATCOM技术的成熟，为进一步提升融冰系统性能，出现了基于STATCOM的直流融冰装置，通过中性点偏移控制、载波移相，实现对直流融冰电压和融冰电流的连续调节。但是，基于MMC-STATCOM的融冰方法需要全桥型单元子模块，才能实现融冰电压和电流的调节，因此造价很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，以解决现有技术的融冰装置基于半控型器件晶闸管，其交流电流畸变率较大，还需再配置FC或固定电容器，且在进行拓扑切换时所涉及的开关数量较多，在操作及维护时所需工作量较大；基于MMC-STATCOM的融冰方法需要全桥型单元子模块才能实现融冰电压和电流的调节，造价很高等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，在变电站的10kV母线上接入两套基于半桥MMC的动态无功发生器，平时用于无功补偿；当输电线路结冰时用于融冰电源；半桥MMC的动态无功发生器分别称之为A套MMC-STATCOM和B套MMC-STATCOM；当需要融冰时，将B套MMC-STATCOM的交流侧与电网解列，将待融冰的交流输电线接在交流侧，并将直流侧与A套MMC-STATCOM的直流侧并联，由A套MMC-STATCOM作为无功电源，同时维持直流母线电压稳定；B套MMC-STATCOM将控制模式由无功发生器模式转换为低频交流电源控制模式实现融冰。

所述A套MMC-STATCOM用于控制直流母线电压，B套MMC-STATCOM工作于孤岛状态，交流侧接入融冰线路。

实现融冰的方法为：通过调节B套MMC-STATCOM交流侧输出频率，实现对融冰线路阻抗的调节，进而实现融冰电流的连续调节；频率调节范围为300Hz至5Hz。

所述B套MMC-STATCOM分为阀控和主控两个控制器，其中主控包含两种控制模式，即无功发生器模式和低频交流控制模式，所述低频交流控制模式为：首先给定角频率值w，角频率w对当前实际时间积分得到角度wt，时间t为控制器CPU的系统时间，对wt取正弦值得到实时正弦波的当前值，作为a相正弦波，同时通过移相120度和240度分别得到b相和c相正弦波；然后将a相、b相和c相正弦波作为参考波形发送给阀控制器，驱动B套MMC-STATCOM运行。

所述低频交流控制模式的控制流程包括：

步骤1、B套MMC-STATCOM与A套MMC-STATCOM并联连接；使B套MMC-STATCOM为并联运行模式；

步骤2、B套MMC-STATCOM断开与母线连接；使B套MMC-STATCOM为调频运行模式，