[发明专利]一种集装箱式直流融冰系统及控制方法

权利要求书

1.一种集装箱式直流融冰系统，其特征在于：

所述一种集装箱式直流融冰系统包括功率部分、倒闸部分；

所述一种集装箱式直流融冰系统采用集装箱方式安装，功率部分安装于两个集装箱、开关倒闸部分安装于一个集装箱内；

所述一种集装箱式直流融冰系统采用按功能划分的结构布置方法，所述功率箱与开关倒闸箱功能相对独立，功率箱与开关倒闸箱之间通过电缆相连，两功率箱间无连接线。

2.根据权利要求1所述的集装箱式直流融冰系统，其特征在于：

所述功率部分采用三相链式结构、星形连接，各相由一个上桥臂和一个下桥臂及对应的桥臂电抗器组成，各桥臂由N个全桥功率模块串联组成，其中N为大于1的整数；三相上桥臂的首端相联形成的公共连接点作为直流母线的正极，三相下桥臂的尾端相联形成的公共连接点作为直流母线的负极；

所述的直流母线正负极电压施加于待融冰线路上；

所述倒闸部分包括联络开关、第一交流并网开关、第二交流并网开关、第一直流换相隔离开关、第二直流换相隔离开关；

所述上桥臂通过对应的桥臂电抗器及第一交流并网开关连接至I段交流母线，所述下桥臂通过对应的桥臂电抗器及第二交流并网开关连接至II段交流母线，在上桥臂电抗器与第一交流并网开关的连接点和下桥臂电抗器与第二交流并网开关的连接点之间设置所述联络开关；

所述集装箱式直流融冰系统的正极直流输出侧连接第一直流换相隔离开关；

所述集装箱式直流融冰系统的负极直流输出侧连接第二直流换相隔离开关；

所述一种集装箱式直流融冰系统采用公共连接点电位偏移的控制方式，使其在上下桥臂的公共连接点之间产生直流电压差，实现连续可调的直流输出电压；

所述一种集装箱式直流融冰系统在直流侧采用各相可独立操作的第一直流换相隔离开关和第二直流换相隔离开关，实现对三相线路不同的融冰方法；

所述一种集装箱式直流融冰系统除直流融冰外兼具无功补偿功能，其无功补偿功能既可补偿单段母线电压，亦可独立补偿两段母线电压，融冰系统可通过联络开关以改变其拓扑。

3.根据权利要求1所述的一种集装箱式直流融冰系统，其特征在于：

所述的全桥功率模块为H桥结构，由四个可关断器件Q1～Q4和直流支撑电容器C构成，上方的可关断器件Q1和Q3的集电极与直流支撑电容器C的正极相连，下方的可关断器件Q2和Q4的发射极与直流支撑电容器C的负极相连；可关断器件Q1的发射极与可关断器件Q2的集电极相连，形成全桥功率模块的首端，可关断器件Q3的发射极与可关断器件Q4的集电极相连，形成全桥功率模块的末端。

4.根据权利要求1或2所述的一种集装箱式直流融冰系统，其特征在于：

所述功率部分除了组成各相上下桥臂的全桥功率模块外，还包括风冷散热系统、控制系统，所述风冷散热系统用于各功率模块的散热，所述控制系统用于对功率模块、交直流开关的控制及保护。

5.根据权利要求4所述的一种集装箱式直流融冰系统，其特征在于：

所述一种集装箱式直流融冰系统的功率部分的三相上桥臂及与上桥臂对应串联的电抗器，和三相下桥臂及与下桥臂对应串联的电抗器分别安装于两个集装箱内形成两个功率箱，开关倒闸部分安装于一个集装箱内形成一个开关倒闸箱；

需进行拓扑切换时，仅在开关倒闸箱内对第一交流并网开关、第二交流并网开关、联络开关、第一直流换相隔离开关、第二直流换相隔离开关、控制系统的操作；

功率箱与开关倒闸箱之间功能相对独立，，可实现积木式组合，各箱体可独立运输。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的一种集装箱式直流融冰系统的控制方法，其特征在于：

所述一种集装箱式直流融冰系统采用公共连接点电位偏移的控制方式，即在所述直流融冰系统的上下桥臂调制波中加入相反的直流分量，使其公共连接点电位不为零，上下桥臂间的公共连接点间产生可控的电压差，从而实现直流输出电压从零开始至额定电压的连续可调。