一种直流融冰电源拓扑制造技术

本发明专利技术公开了一种直流融冰电源拓扑，其包括第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2、移相多绕组整流变压器、变流器和隔离开关模块。其中，可通过对第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2和隔离开关模块的不同操作，构成不同的拓扑结构：闭合第一网侧高压断路器QF1、断开第二网侧高压断路器QF2、闭合隔离开关模块，即构成直流融冰电源拓扑结构；反之，断开第一网侧高压断路器QF1、闭合第二网侧高压断路器QF2、断开隔离开关模块，即可构成SVG拓扑结构。可见本发明专利技术兼具直流融冰功能和静止无功发生器功能，消除了现有直流融冰电源功能单一的缺点，进而提高了其性价比，使其具备良好的工程应用推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流融冰电源
，尤其涉及一种直流融冰电源拓扑。
技术介绍
输电线路覆冰是电力系统的重大自然灾害之一，其可引起供电中断，甚至电网解列等事故。而针对上述事故的修复工作难度大、周期长，会对电力系统乃至国民经济构成严重的威胁。为消除输电线路覆冰带来的危害，通常采用直流融冰技术对输电线路进行融冰。直流融冰原理是将覆冰线路作为负载，对其施加直流融冰电源，其中直流融冰电源采用较低电压提供短路电流对覆冰线路进行加热，进而使覆冰融化。而当前的直流融冰电源仅有融冰功能，只是会在冬季的特定时间内才能发挥作用，存在功能单一的缺点，同时该缺点导致其性价比较低，使其不具备良好的工程应用推广前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种直流融冰电源拓扑，使其兼具直流融冰功能和静止无功发生器的功能，以消除上述功能单一的缺点，进而提高采用本专利技术的直流融冰电源的性价比，使其具备良好的工程应用推广前景。为此，本专利技术提供如下技术方案一种直流融冰电源拓扑，包括第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2、移相多绕组整流变压器、变流器以及隔离开关模块，其中所述第一网侧高压断路器QFl的三相输入端接至高压电网，QFl的三相输出端接至所述移相多绕组整流变压器的网侧；所述第二网侧高压断路器QF2的三相输入端接至高压电网，QF2的三相输出端接至所述变流器的输出下端；所述移相多绕组整流变压器的二次侧绕组接至所述变流器的三相输入端，所述移相多绕组整流变压器用于将其网侧的高压转换成二次侧的多组独立绕组低电压；所述变流器，用于将交流电源转换为直流融冰功能所需的直流电源，以及用于对电网进行动态无功补偿；所述隔离开关模块与所述变流器的输出端相连；所述变流器的输出端包括变流器的输出上端和输出下端。优选的，所述变流器为链式多电平变流器，其具体包括并联的第一功率单元组U、第二功率单元组V和第三功率单元组W，其中所述第一功率单元组U，包括输出端依次串联的11个功率单元UfUll ；所述第二功率单元组V，包括输出端依次串联的11个功率单元VfVll ；所述第三功率单元组W，包括输出端依次串联的11个功率单元WfWll ；所述功率单元UfUll、功率单元VfVll和功率单元WfWll的三相输入端分别与相应的移相多绕组整流变压器二次侧独立绕组的三相输出端相连；三个功率单元Ul、VI、Wl的输出上端相互短接。优选的，所述功率单元包括三相二极管整流桥、直流电容C、均压电阻R以及绝缘栅级双极型晶体管IGBT H桥，其中所述三相二极管整流桥与相应的移相多绕组整流变压器二次侧独立绕组的三相输出端相连，用于将交流电源转换成直流融冰功能所需的直流电源；所述直流电容C、所述均压电阻R及所述IGBT H桥，并联于所述三相二极管整流桥的直流侧；所述IGBT H桥，用于对所述三相二极管整流桥产生的直流电压进行斩波控制，以及用于对电网进行动态无功补偿。优选的，所述直流融冰电源拓扑还包括三个连接电抗器La、Lb和Lc，其中 三个连接电抗器La、Lb和Lc的进线端分别连接至第二网侧高压断路器QF2的三相输出端；三个连接电抗器La、Lb和Lc的出线端分别连接至三个功率单元UlI、VlUWll的输出下端。优选的，所述隔离开关模块包括四个隔离开关QS1、QS2、QS3和QS4，其中三个功率单元Ul、V1、W1的输出上端相互短接后连接至隔离开关QS3输入端，QS3输出端作为直流融冰电源的正极输出端；隔离开关QSl的输入端、输出端分别与连接电抗器La、Lb的进线端相连；隔离开关QS2的输入端、输出端分别与连接电抗器Lb、Lc的进线端相连；隔离开关QS4的输入端与连接电抗器Lc的进线端相连，QS4的输出端作为直流融冰电源的负极输出端。优选的，所述移相多绕组整流变压器的二次侧绕组采用延边三角形接法。优选的，所述直流融冰电源拓扑采用直流电流闭环控制方式，实现直流电流的恒定输出。优选的，采用状态解耦的双闭环控制策略，对所述直流融冰电源拓扑的SVG功能进行控制。优选的，所述IGBT H桥包括四个IGBT开关元件，其中，对所述IGBT开关元件采用如下驱动方式采用单极倍频载波相移正弦波脉宽调制CPS-SPWM方法产生PWM信号，利用所述PWM信号对所述IGBT开关元件进行驱动。本专利技术实施例提供的直流融冰电源拓扑包括第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2、移相多绕组整流变压器、变流器以及隔离开关模块。其中，可通过对第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2以及隔离开关模块的不同操作，构成不同的拓扑结构闭合第一网侧高压断路器QF1、断开第二网侧高压断路器QF2、闭合隔离开关模块，即构成直流融冰电源拓扑结构；反之，断开第一网侧高压断路器QF1、闭合第二网侧高压断路器QF2、断开隔离开关模块，即可构成SVG拓扑结构。可见本专利技术提供的直流融冰电源拓扑可在直流融冰电源功能与静止无功发生器功能之间进行切换，即在非融冰时间可以对电网进行无功补偿，消除了现有直流融冰电源功能单一的缺点，进而提高了采用本专利技术的直流融冰电源的性价比，使其具备良好的工程应用推广前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例提供的直流融冰电源拓扑的一种结构图；图2是本专利技术实施例提供的功率单元结构图；图3是本专利技术实施例提供的直流融冰功能时的直流融冰电源拓扑结构图；图4是本专利技术实施例提供的静止无功发生器功能时的直流融冰电源拓扑结构图； 图5是本专利技术实施例提供的直流融冰电源拓扑的另一种结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的直流融冰功能时的直流融冰电源拓扑的另一种结构图；图7是本专利技术实施例提供的静止无功发生器功能时的直流融冰电源拓扑的另一种结构图。具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词、简写或缩写总结解释如下SVG Static Var Generator,静止无功发生器。该装置产生无功和滤除谐波是靠其内部电子开关频繁动作产生无功电流。SVG的基本原理是自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。dq变换是一种解耦控制方法，它将异步电动机的三相绕组变换为等价的二相绕组，并且把旋转坐标系变换成正交的静止坐标，即可得到用直流量表示电压及电流的关系式。dq变换使得各个控制量可以分别控制，可以消除谐波电压和不对称电压的影响，由于应用了同步旋转坐标变换，容易实现基波与谐波的分离。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种直流融冰电源拓扑，其兼具直流融冰电源功能和静止无功发生器功能，请参见图1，该直流融冰电源拓扑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流融冰电源拓扑，其特征在于，包括：第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2、移相多绕组整流变压器、变流器以及隔离开关模块，其中：所述第一网侧高压断路器QF1的三相输入端接至高压电网，QF1的三相输出端接至所述移相多绕组整流变压器的网侧；所述第二网侧高压断路器QF2的三相输入端接至高压电网，QF2的三相输出端接至所述变流器的输出下端；所述移相多绕组整流变压器的二次侧绕组接至所述变流器的三相输入端，所述移相多绕组整流变压器用于将其网侧的高压转换成二次侧的多组独立绕组低电压；所述变流器，用于将交流电源转换为直流融冰功能所需的直流电源，以及用于对电网进行动态无功补偿；所述隔离开关模块与所述变流器的输出端相连；所述变流器的输出端包括变流器的输出上端和输出下端。

【技术特征摘要】
1.一种直流融冰电源拓扑，其特征在于，包括第一网侧高压断路器QF1、第二网侧高压断路器QF2、移相多绕组整流变压器、变流器以及隔离开关模块，其中 所述第一网侧高压断路器QFl的三相输入端接至高压电网，QFl的三相输出端接至所述移相多绕组整流变压器的网侧； 所述第二网侧高压断路器QF2的三相输入端接至高压电网，QF2的三相输出端接至所述变流器的输出下端； 所述移相多绕组整流变压器的二次侧绕组接至所述变流器的三相输入端，所述移相多绕组整流变压器用于将其网侧的高压转换成二次侧的多组独立绕组低电压； 所述变流器，用于将交流电源转换为直流融冰功能所需的直流电源，以及用于对电网进行动态无功补偿； 所述隔离开关模块与所述变流器的输出端相连； 所述变流器的输出端包括变流器的输出上端和输出下端。2.根据权利要求I所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，所述变流器为链式多电平变流器，具体包括并联的第一功率单元组U、第二功率单元组V和第三功率单元组W，其中 所述第一功率单元组U，包括输出端依次串联的11个功率单元UfUll ； 所述第二功率单元组V，包括输出端依次串联的11个功率单元VfVll ； 所述第三功率单元组W，包括输出端依次串联的11个功率单元WfWll ； 所述功率单元UfUlI、功率单元VfVlI和功率单元WfWlI的三相输入端分别与相应的移相多绕组整流变压器二次侧独立绕组的三相输出端相连； 三个功率单元Ul、VI、Wl的输出上端相互短接。3.根据权利要求2所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，所述功率单元包括三相二极管整流桥、直流电容C、均压电阻R以及绝缘栅级双极型晶体管IGBT H桥，其中 所述三相二极管整流桥与相应的移相多绕组整流变压器二次侧独立绕组的三相输出端相连，用于将交流电源转换成直流融冰功能所需的直流电源； 所述直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仁俊，敬华兵，邓明，黄艳燕，秦灿华，何伯钧，
申请(专利权)人：株洲变流技术国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：