一种混合型直流融冰装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种混合型直流融冰装置，包括全桥MMC换流器和晶闸管型直流融冰装置，全桥MMC换流器的交流侧和晶闸管型直流融冰装置的交流侧并联联接到电源的交流电源母线上，晶闸管型直流融冰装置的直流侧分别串接刀闸K4、一个直流平波电抗器和刀闸K5、一个直流平波电抗器后连接到直流母线，全桥MMC换流器的直流侧分别串接刀闸K1、一个直流平波电抗器和刀闸K2、一个直流平波电抗器后连接到直流母线，正极直流母线和负极直流母线间搭接有刀闸K3，直流母线连接到被融冰的两条输电线路一端，两条输电线路另一端短接。本实用新型专利技术解决了单一融冰装置存在的缺陷，融冰时的电网可靠性更高和能耗更低，设备的使用效率提高。

A Hybrid DC ice melting device

【技术实现步骤摘要】
一种混合型直流融冰装置
本技术属于混合型直流融冰设备
，具体涉及一种混合型直流融冰装置。
技术介绍
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。现在普遍采用电热式融冰技术有交流大电流融冰技术和直流大电流融冰技术。由于直流大电流融冰技术的具有融冰电源容量小、融冰电流平滑可调、融冰时对系统冲击很小等优点得到电力系统的广泛应用。其缺点是需要另外配备整流和滤波装置，并且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。中国专利(申请号为200810060026.X和200810120372.2)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。但是上述专利技术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201110362882.2)公开了一种基于电压源型换流器的双功能直流融冰装置，该专利技术装置将融冰功能和STATCOM功能结合起来，但是，该专利技术存在如下缺点：1)该装置需要一个降压变压器，增加了损耗和成本；2)因为电路结构的限制，该专利技术装置的直流电压可调范围小，从而要求所有被融冰输电线路的长度大致相同，但往往一个变电站的输电线路的长度并不是大致相同的，因此该专利技术装置不能对变电站的所有输电线路进行融冰。中国专利(申请号为201320048177.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。但是由于该技术采用IGBT为功率器件，其融冰电流受到了一定的限制。另外，我国现有的直流融冰装置每年在入冬时均要进行带输电线路的融冰演练以确保设备的正常工作，该演练带来两个问题：1)由于演练时需要停运输电线路，降低了电网的安全可靠性；2)造成了大量的电能浪费(每次演练均要消耗几万到几十万度电)。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种混合型直流融冰装置，以解决现有技术中存在的问题。本技术采取的技术方案为：一种混合型直流融冰装置，包括全桥MMC换流器和晶闸管型直流融冰装置，全桥MMC换流器的交流侧和晶闸管型直流融冰装置的交流侧并联联接到电源的交流电源母线上，晶闸管型直流融冰装置的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K4、一个直流平波电抗器和刀闸K5、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，全桥MMC换流器的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K1、一个直流平波电抗器和刀闸K2、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，正极直流母线和负极直流母线间搭接有刀闸K3，正极直流母线和负极直流母线分别连接到被融冰的两条输电线路一端，两条输电线路另一端短接。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术将晶闸管的直流融冰装置和基于IGBT的全桥MMC换流器的融冰装置有机结合起来，从而很好地解决了：1)单一晶闸管型直流融冰在融冰时的谐波和无功功率问题，以及占地面积的问题；2)单一IGBT的全桥MMC换流器的直流融冰装置在融冰时的直流电流受限问题；3)融冰装置试验时的电网可靠性问题和能耗问题；4)设备的使用效率问题。附图说明图1是本技术的整体电路结构示意图；图2是本技术中系统控制原理流程图；图3是本技术中全桥MMC换流器直流融冰电流控制原理图；图4是本技术中全桥MMC换流器系统控制原理图；图5是本技术中晶闸管型整流器融冰装置控制原理图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本技术进行进一步介绍。实施例：如图1-5所示，一种混合型直流融冰装置，包括全桥MMC换流器和晶闸管型直流融冰装置，全桥MMC换流器的交流侧和晶闸管型直流融冰装置的交流侧并联联接到电源的交流电源母线上，晶闸管型直流融冰装置的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K4、一个直流平波电抗器和刀闸K5、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，全桥MMC换流器的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K1、一个直流平波电抗器和刀闸K2、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，正极直流母线和负极直流母线间搭接有刀闸K3，正极直流母线和负极直流母线分别连接到被融冰的两条输电线路一端，两条输电线路另一端短接。由于该专利技术将基于晶闸管的直流融冰方法和基于IGBT的全桥MMC换流器技术有机结合起来，从而很好地解决了：1)单一基于晶闸管的直流融冰技术在融冰时的谐波和无功功率问题,以及占地面积的问题；2)单一基于IGBT的直流融冰技术在融冰时的直流电流受限问题；3)融冰装置试验时的电网可靠性问题和能耗问题；4)设备的使用效率问题。上述一种混合型直流融冰装置的控制方法，该方法为：晶闸管型直流融冰装置采用定直流融冰电流比例积分控制方法：通过将直流母线电流的设定值与实际值相减，经过比例积分环节后输出晶闸管的触发角进行控制。上述一种混合型直流融冰装置的控制方法，该方法为：全桥MMC换流器的子模块电压控制采用定电压比例积分控制方法：全桥MMC换流器的有功功率控制采用交流侧输入有功功率等于直流侧融冰消耗有功功率的平衡控制方法，全桥MMC换流器将所有模块电压的设定值Vc_ref与实际均值Vc_abcM_av做差，实际均值Vc_abcM_av即所有子模块电压的均值，将得到的误差信号经过比例积分控制器后得到流入MMC换流器直流系统的有功电流，把流入直流系统的有功电流和实际直流侧功率折算成交流侧电流值iq_Pdtoac比较，通过PI控制使流入直流系统的有功电流和实际直流侧功率折算成交流侧电流值相等，从而实现有功功率控制，使得从交流系统流入MMC换流器的有功功率值等于直流侧直流融冰所消耗的直流功率，这样一来就可以保证MMC的电容电压恒定，即忽略开关器件的损耗之下，交流侧流入的有功功率等于直流侧输出的有功功率，则平均来看电容不会充放电。上述一种混合型直流融冰装置的控制方法，该方法为：全桥MMC换流器的无功功率控制采用定交流侧无功功率控制方法：通过比例积分控制器，补偿晶闸管型直流融冰装置所产生的无功功率，利用Q＝-1.5*iq*uq(iq和uq分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合型直流融冰装置，其特征在于：包括全桥MMC换流器和晶闸管型直流融冰装置，全桥MMC换流器的交流侧和晶闸管型直流融冰装置的交流侧并联联接到电源的交流电源母线上，晶闸管型直流融冰装置的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K4、一个直流平波电抗器和刀闸K5、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，全桥MMC换流器的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K1、一个直流平波电抗器和刀闸K2、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，正极直流母线和负极直流母线间搭接有刀闸K3，正极直流母线和负极直流母线分别连接到被融冰的两条输电线路一端，两条输电线路另一端短接，还包括全桥MMC换流器直流融冰电流控制器和全桥MMC换流器系统控制器，全桥MMC换流器直流融冰电流控制器包括一个比例积分控制器、两个乘法器和两个加法器，两个加法器连接到两个乘法器，两个乘法器连接到比例积分控制器，全桥MMC换流器系统控制器包括三个比例积分控制器、两个乘法器、一个Park变换器和一个比例移相信号触发器，其中两个比例积分控制器串联，串联后输出端依次连接一个加法器和一个乘法器后连接到一个比例移相信号触发器，另一个比例积分控制器依次连接一个加法器和一个乘法器后连接到一个比例移相信号触发器，比例移相信号触发器依次连接两个串接的加法器和一个Park变换器。/n...

【技术特征摘要】
1.一种混合型直流融冰装置，其特征在于：包括全桥MMC换流器和晶闸管型直流融冰装置，全桥MMC换流器的交流侧和晶闸管型直流融冰装置的交流侧并联联接到电源的交流电源母线上，晶闸管型直流融冰装置的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K4、一个直流平波电抗器和刀闸K5、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，全桥MMC换流器的直流侧输出端正极和负极分别串接刀闸K1、一个直流平波电抗器和刀闸K2、一个直流平波电抗器后连接到正极直流母线和负极直流母线，正极直流母线和负极直流母线间搭接有刀闸K3，正极直流母线和负极直流母线分别连接到被融冰的两条输电线路一端，两条输电线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：许逵，马晓红，杨柳青，陈沛龙，刘君，张露松，曾华荣，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52