[发明专利]一种紧凑型电压源直流融冰装置

说明书

本发明提供了一种紧凑型电压源直流融冰装置，包括：连接变压器、上桥臂阀组以及下桥臂阀组，连接变压器为单相三绕组变压器，连接变压器的输入端接入交流输电系统；上桥臂阀组包括三组上桥臂，下桥臂阀组包括三组下桥臂，连接变压器的三个第一输出端分别与三组上桥臂的输入端一一对应连接，连接变压器的三个第二输出端分别与三组下桥臂的输入端一一对应连接，三组上桥臂的输出端互相连接，以作为该装置的正极输出端，三组下桥臂的输出端互相连接，以作为该装置的负极输出端。该装置能够保留基于全桥型多电平换流器的电压源直流融冰技术的全部优点，同时不需要桥臂电抗器，降低了装置的整体损耗，结构更加紧凑，占地面积更小。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种紧凑型电压源直流融冰装置。

背景技术

电力系统遭受的各种自然灾害中，冰灾是最严重的威胁之一。与其它事故相比，冰灾给电网造成的损失往往更为严重，轻则发生冰闪，重则会造成倒塔断线，甚至电网瘫痪。如2008年年初发生的低温雨雪冰冻灾害，导致南方电网区域的贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区、云南滇东北地区电网设施遭受到严重破坏，西电东送也受到严重影响，给国民经济和人民生活造成巨大损失。2011年1月，贵州省、湖南省、江西省、广西桂北地区、广东粤北地区和云南滇东北地区的输变电设施相继出现覆冰险情，先后导致多条线路和变电站。2012年初、2013年初我国电网都不同程度受到覆冰的影响。资料显示，由于交流短路融冰法的局限，国际上自上世纪八十年代开始就一直在探讨直流融冰的可能性和开发直流融冰装置。直流融冰主要是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰，从而避免线路因结冰而倒杆断线。采用直流融冰虽是一种切实可行、经济有效的防冰灾措施，但直流融冰装置存在直流输出电流大、大角度大电流长期运行、已建变电站的接入等多项新的要求。

目前，现有直流融冰采用的基于晶闸管的可控整流技术，运行时谐波污染严重，还会消耗大量无功功率，给接入交流输电系统带来负面影响；在零功率运行模式或者低负载运行时，换流阀需要大角度运行，损耗和无功消耗均显著增加。基于此，有研究提出基于全桥型多电平换流器的电压源直流融冰技术，能够实现直流电压、直流电流的大范围连续平滑调节，交流侧可实现多电平输出，无需加装滤波器，对交流输电系统负面影响小，同时还可以兼顾变电站动态无功补偿的应用需求。但是，该电压源直流融冰技术需要较多的桥臂电抗器，增加了装置的损耗和占地面积。

发明内容

基于此，本发明提供了一种紧凑型电压源直流融冰装置，能够保留基于全桥型多电平换流器的电压源直流融冰技术的全部优点，同时不需要桥臂电抗器，降低了该装置的整体损耗，结构更加紧凑，占地面积更小。

本发明实施例提供了一种紧凑型电压源直流融冰装置，包括：连接变压器、上桥臂阀组以及下桥臂阀组，所述连接变压器为单相三绕组变压器，所述连接变压器的输入端用于接入交流输电系统；其中，所述连接变压器具有三个第一输出端以及三个第二输出端；所述上桥臂阀组包括三组上桥臂，所述下桥臂阀组包括三组下桥臂，所述连接变压器的三个第一输出端分别与所述三组上桥臂的输入端一一对应连接，所述连接变压器的三个第二输出端分别与所述三组下桥臂的输入端一一对应连接，所述三组上桥臂的输出端互相连接，以作为所述紧凑型电压源直流融冰装置的正极输出端，所述三组下桥臂的输出端互相连接，以作为所述紧凑型电压源直流融冰装置的负极输出端。

优选地，所述连接变压器包括呈Y型接线的原边绕组、呈Y型接线的第一副边绕组以及呈Y型或△型接线的第二副边绕组；所述原边绕组的三相输入端与所述连接变压器的输入端连接；所述第一副边绕组、所述第二副边绕组的中性点互相连接并接地，所述第一副边绕组的三相输出端分别与所述连接变压器的三个第一输出端一一对应连接，所述第二副边绕组的三相输出端分别与所述连接变压器的三个第二输出端一一对应连接。

优选地，所述上桥臂包括若干个级联的全桥功率模块。

优选地，所述下桥臂包括若干个级联的全桥功率模块。