[实用新型]模块化多电平换流器的直流融冰转换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及模块化多电平换流器的直流融冰转换电路。

背景技术

输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。由于导线上增加了冰载荷，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔，导致大面积停电事故，对国民经济造成重大损失。

随着全球气候的不断恶化，冰灾对输电线路造成的危害越发严重。特别是2008年初的冰灾，对我国电网造成了巨大的损失。

国内外研究融冰的几种思路为：将电能转化为热能融冰；将电能转化为机械能以破坏输电线上的覆冰的物理结构，达到使覆冰脱落的目的；直接破坏物理结构的机械法除冰。

我国自上世纪70年代以来就一直在220kV以下线路上采用交流短路方法对严重覆冰线路进行融冰，对防止冰灾起到了一定的作用。由于交流融冰需要很高的热量，且交流线路存在电抗，致使220kV及以下线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的5-10倍；对于500kV以上超高压和特高压交流输电线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的10-20倍。在实施交流电流短路融冰时往往存在融冰电源容量远远不足的问题。因此，对于500kV或更高电压等级输电线来说，由于难以找到满足要求的融冰电源，采用交流短路融冰方案不可行。

由于交流短路融冰法的局限，国际上自上世纪80年代开始就一直在探讨直流融冰的可能和开发直流融冰装置。1998年的北美冰风暴灾难后，魁北克水电局与AREVA公司合作开发了一套直流融冰装置，该装置装设于魁北克的Lévis变电站，2008年完成现场调试。但是到目前为止，该装置还没有用于过实际融冰。

2008年冰灾后，我国电力科技工作者自主进行了直流融冰技术及装置的研发，成功研发出了具有完全自主知识产权的大功率直流融冰装置，主要包括带专用整流变压器、不带专用整流变压器和车载移动式等多种型式，进而在全国进行了推广应用。

模块化多电平换流器是一种采用大功率电力电子器件和模块化拓扑结构设计的换流器，既可以作为柔性直流输电系统的换流器，也可以作为独立的无功发生装置，其具有输出谐波特性好、响应速度快、易于安装和制造等特点，可以为电网提供快速动态无功支撑，提高电网电压稳定性。基于模块化多电平换流器的柔性直流输电在国内发展迅速，目前已建成最大传输容量1000MW的直流输电工程。

在直流输电系统中，通常需要配备一台专用的直流融冰装置用于线路融冰作业。直流融冰装置输出一定的直流电压，对短接的直流线路输出较大的直流电流以实现融冰功能，但专门配备专用直流融冰装置的成本较高，还增加了直流输电系统的复杂性。

实用新型内容

基于此，有必要针对直流输电系统中配备专用的直流融冰装置的成本高和增加直流输电系统的复杂性的问题，提供一种模块化多电平换流器的直流融冰转换电路。

一种模块化多电平换流器的直流融冰转换电路，包括第一模式转换组合开关、第二模式转换组合开关、第三模式转换组合开关、第四模式转换组合开关；

模块化多电平换流器包括第一换流桥臂、第二换流桥臂、第三换流桥臂、第四换流桥臂、第五换流桥臂、第六换流桥臂，第一换流桥臂的一端和第二换流桥臂的一端相连于串联连接点，串联连接点与交流系统相连；第三换流桥臂的一端和第四换流桥臂的一端分别与第一模式转换组合开关相连，第一模式转换组合开关与交流系统相连；第五换流桥臂的一端和第六换流桥臂的一端分别与第二模式转换组合开关相连，第二模式转换组合开关与交流系统相连；

第一换流桥臂的另一端、第三换流桥臂的另一端和第五换流桥臂的另一端均连接于第三模式转换组合开关，第三模式转换组合开关与直流正极线相连，第三模式转换组合开关还与第一模式转换组合开关相连；第二换流桥臂的另一端、第四换流桥臂的另一端和第六换流桥臂的另一端均连接于第四模式转换组合开关，第四模式转换组合开关与直流负极线相连，第四模式转换组合开关还与第二模式转换组合开关相连。

一种直流融冰装置，包括模块化多电平换流器和模块化多电平换流器的直流融冰转换电路。