一种直流融冰系统及其设备的制作方法

1.本发明涉及直流融冰技术领域，尤其涉及一种直流融冰系统及其设备。


背景技术：

2.在电力系统遭受的各种自然灾害中，冰灾对电力系统的损坏是最严重的，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。现有对电网进行融冰处理采用的是直流融冰技术，直流融冰技术是通过大功率直流融冰装置实现的，该大功率直流融冰装置主要包括带专用整流变压器直流融冰装置和不带专用整流变压器的直流融冰装置。
3.现有融冰装置主要包括常规直流(lcc)的直流融冰装置和柔性直流(vsc)融冰装置。而现有的融冰装置针对不通类型的融冰线路难以灵活适应，交流输电线路导线截面大，电阻小，通常需要融冰电流较大；架空地线(避雷线)导线截面小，当电阻大,若流经大电流时两端电压高，因此需要直流融冰电压高。因此，如采用给交流输电导线融冰的直流融冰装置，用于架空地线融冰，则被融冰架空地线长度较短，融冰装置的实用性不强。若融冰装置均根据不同的输电线路专门设置，则增加电网设备的投资成本。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种直流融冰系统及其设备，应用于线路融冰，尤其应用于架空地线，用于解决现有的融冰装置的实用性不强，增加了电网设备的投资成本的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
6.一种直流融冰系统，包括第一直流融冰装置、第二直流融冰装置和待融冰线路，所述第一直流融冰装置与所述第二直流融冰装置串联或并联在所述待融冰线路的两端；所述第一直流融冰装置包括第一连接端和第二连接端，所述第二直流融冰装置包括第三连接端和第四连接端。
7.优选地，所述第一直流融冰装置为lcc直流融冰装置，所述第二直流融冰装置为vsc直流融冰装置，所述lcc直流融冰装置与所述vsc直流融冰装置并联在所述待融冰线路的两端。
8.优选地，所述lcc直流融冰装置的第一连接端和所述vsc直流融冰装置的第三连接端分别与所述待融冰线路的第一端连接，所述lcc直流融冰装置的第二连接端和所述vsc直流融冰装置的第四连接端分别与所述待融冰线路的第二端连接。
9.优选地，所述第一直流融冰装置和所述第二直流融冰装置均为vsc直流融冰装置，所述第一直流融冰装置与所述第二直流融冰装置并联在所述待融冰线路的两端。
10.优选地，所述第一直流融冰装置的第一连接端和所述第二直流融冰装置的第三连接端分别与所述待融冰线路的第一端连接，所述第一直流融冰装置的第二连接端和所述第二直流融冰装置的第四连接端分别与所述待融冰线路的第二端连接。
11.优选地，所述第一直流融冰装置和所述第二直流融冰装置均为vsc直流融冰装置，所述第一直流融冰装置与所述第二直流融冰装置串联在所述待融冰线路的两端。
12.优选地，所述第一直流融冰装置的第一连接端与和所述待融冰线路的第一端连接，所述第二直流融冰装置的第四连接端与所述待融冰线路的第二端连接，所述第一直流融冰装置的第二连接端与所述第二直流融冰装置的第三连接端连接。
13.优选地，所述第一直流融冰装置为lcc直流融冰装置，所述第二直流融冰装置为vsc直流融冰装置，所述lcc直流融冰装置与所述vsc直流融冰装置串联在所述待融冰线路的两端，所述lcc直流融冰装置的第一连接端与所述待融冰线路的第一端连接，所述待融冰线路的第二端与所述vsc直流融冰装置的第四连接端连接，所述lcc直流融冰装置的第二连接端与所述vsc直流融冰装置的第三连接端连接。
14.优选地，所述lcc直流融冰装置包括交流断路器、换流变、滤波器、换流阀和直流侧开关。所述vsc直流融冰装置包括交流断路器、充电电阻、桥臂电抗器和柔性直流换流阀。
15.本发明还提供一种直流融冰设备，包括可移动箱体，所述可移动箱体内设置有上述所述的直流融冰系统。
16.从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该直流融冰系统及其设备，该系统包括第一直流融冰装置、第二直流融冰装置和待融冰线路，第一直流融冰装置通过待融冰线路与第二直流融冰装置串联或并联连接。该直流融冰系统通过第一直流融冰装置与第二直流融冰装置串联或并联连接，可以增大待融冰线路电流，提高融冰效率，也实现第一直流融冰装置与第二直流融冰装置的切换，使得该直流融冰系统能够在不同融冰场景使用，节省了电网设备投资，提高了设备的利用率；解决了现有的融冰装置的实用性不强，增加了电网设备的投资成本的技术问题。
17.该直流融冰系统及其设备中的第一直流融冰装置和第二直流融冰装置均可以为lcc直流融冰装置或vsc直流融冰装置。若第一直流融冰装置与第二直流融冰装置并联后与待融冰线路连接进行融冰，可以增大待融冰线路电流，提高融冰效率。若第一直流融冰装置与第二直流融冰装置串联后与待融冰线路连接进行融冰，可以增大待融冰线路两端的电压。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置并联的结构示意图。
20.图2为本发明实施例所述的直流融冰系统vsc与vsc直流融冰装置并联的结构示意图。
21.图3为本发明实施例所述的直流融冰系统vsc与vsc直流融冰装置串联的结构示意图。
22.图4为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置串联方式一的结
构示意图。
23.图5为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置串联方式二的结构示意图。
24.图6为现有柔性直流换流阀的拓扑图。
具体实施方式
25.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本技术实施例提供了一种直流融冰系统及其设备，用于解决了现有的融冰装置的实用性不强，增加了电网设备的投资成本的技术问题。
27.本发明实施例提供了一种直流融冰系统，包括第一直流融冰装置10、第二直流融冰装置20和待融冰线路30，第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20串联或并联在待融冰线路30的两端；第一直流融冰装置10包括第一连接端p1和第二连接端p2，第二直流融冰装置20包括第三连接端p3和第四连接端p4。
28.需要说明的是，第一直流融冰装置10的直流侧与第二直流融冰装置20的直流侧串联或并联在待融冰线路30的两端，该直流融冰系统主要是通过调整直流融冰装置直流侧的开关或接线实现第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20的切换，第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20灵活切换使用可以实现不同融冰场景的需求，节省了电网设备投资，提高了设备的利用率和融冰工作效率。
29.在本发明实施例中，第一直流融冰装置10和第二直流融冰装置20均可以为lcc直流融冰装置或vsc直流融冰装置。若第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20并联后与待融冰线路30连接进行融冰，可以增大待融冰线路电流，提高融冰效率。若第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20串联后与待融冰线路30连接进行融冰，可以增大待融冰线路30两端的电压。
30.本发明提供的一种直流融冰系统包括第一直流融冰装置、第二直流融冰装置和待融冰线路，第一直流融冰装置通过待融冰线路与第二直流融冰装置串联或并联连接。该直流融冰系统通过第一直流融冰装置与第二直流融冰装置串联或并联连接，可以增大待融冰线路电流，提高融冰效率，也实现第一直流融冰装置与第二直流融冰装置的切换，使得该直流融冰系统能够在不同融冰场景使用，节省了电网设备投资，提高了设备的利用率；解决了现有的融冰装置的实用性不强，增加了电网设备的投资成本的技术问题。
31.实施例一：
32.图1为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置并联的结构示意图。
33.如图1所示，在本发明的一个实施例中，第一直流融冰装置10为lcc直流融冰装置，第二直流融冰装置20为vsc直流融冰装置，lcc直流融冰装置10与vsc直流融冰装置20并联在待融冰线路30的两端。其中，lcc直流融冰装置的第一连接端p1和vsc直流融冰装置的第
三连接端p3分别与待融冰线路30的第一端连接，lcc直流融冰装置的第二连接端p2和vsc直流融冰装置的第四连接端p4均与地线20的第二端连接。
34.需要说明的是，lcc直流融冰装置的第一连接端p1为正极，vsc直流融冰装置的第三连接端p3为正极，lcc直流融冰装置的第一连接端p1与vsc直流融冰装置的第三连接端p3正极并联在待融冰线路30的第一端；lcc直流融冰装置的第二连接端p2为负极，vsc直流融冰装置的第四连接端p4为负极，lcc直流融冰装置的第二连接端p2与vsc直流融冰装置的第四连接端p4并联在待融冰线路30的第二端。在本实施例中，流经待融冰线路30的电流为lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置的直流电流之和，电流增大使得发热效率增大，随之融冰效率也增大。待融冰线路30也可以为地线。
35.在本发明实施例中，lcc直流融冰装置包括交流断路器、换流变、滤波器、换流阀和直流侧开关。vsc直流融冰装置包括交流断路器、充电电阻、桥臂电抗器和柔性直流换流阀。
36.需要说明的是，如图6所示，换流阀优先选用6脉动或12脉动晶闸管的换流阀。柔性直流换流阀包括模块化多电平换流器，模块化多电平换流器主要为3相6桥臂形式，每个桥臂由n个全桥功率模块fbsm与半桥功率模块hbsm混合构成。其中，n一般大于等于10，全桥功率模块的比例大于等于全半桥功率模块的比例。
37.实施例二：
38.图2为本发明实施例所述的直流融冰系统vsc与vsc直流融冰装置并联的结构示意图。
39.如图2所示，在本发明的一个实施例中，第一直流融冰装置10和第二直流融冰装置20均为vsc直流融冰装置，第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20并联在待融冰线路30的两端。第一直流融冰装置10的第一连接端p1和第二直流融冰装置20的第三连接端p3分别与待融冰线路30的第一端连接，第一直流融冰装置10的第二连接端p2和第二直流融冰装置20的第四连接端p4分别与待融冰线路30的第二端连接。
40.需要说明的是，两个vsc直流融冰装置的正极相连，即是第一连接端p1与第三连接端p3并联在待融冰线路30的第一端，两个vsc直流融冰装置负极相连，即是第二连接端p2与第四连接端p4并联在待融冰线路30的第二端。此流经待融冰线路30的电流为两个vsc直流融冰装置的直流电流之和，电流增大使得待融冰线路30发热效率增大，随之提高了融冰效率。
41.基于实施例一和实施例二的第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20并联运行的基础上，在本发明提供的一种直流融冰系统在开展交流线路融冰时，增大了待融冰线路30的电流，提高了融冰效率。
42.实施例三：
43.图3为本发明实施例所述的直流融冰系统vsc与vsc直流融冰装置串联的结构示意图。
44.如图3所示，在本发明的一个实施例中，第一直流融冰装置10和第二直流融冰装置20均为vsc直流融冰装置，第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20串联在待融冰线路30的两端。其中，第一直流融冰装置10的第一连接端p1与和待融冰线路30的第一端连接，第二直流融冰装置20的第四连接端p4与待融冰线路30的第二端连接，第一直流融冰装置10的第二连接端p2与第二直流融冰装置20的第三连接端p3连接。
45.需要说明的是，第一直流融冰装置10的第二连接端p2与第二直流融冰装置20的第三连接端p3连接，实现第一直流融冰装置10与第二直流融冰装置20串联。其中，待融冰线路30可以为地线。
46.实施例四：
47.图4为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置串联方式一的结构示意图，图5为本发明实施例所述的直流融冰系统lcc与vsc直流融冰装置串联方式二的结构示意图。
48.在本发明的一个实施例中，第一直流融冰装置10为lcc直流融冰装置，第二直流融冰装置10为vsc直流融冰装置，lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置串联在待融冰线路30的两端。其中，如图4所示，lcc直流融冰装置的第一连接端p1与待融冰线路30的第一端连接，待融冰线路30的第二端与vsc直流融冰装置的第四连接端p4连接，lcc直流融冰装置的第二连接端p2与vsc直流融冰装置的第三连接端p3连接。如图5所示，lcc直流融冰装置的第二连接端p2与待融冰线路30的第一端连接，待融冰线路30的第二端与vsc直流融冰装置的第三连接端p3连接，lcc直流融冰装置的第一连接端p1与vsc直流融冰装置的第四连接端p4连接。
49.需要说明的是，lcc直流融冰装置的第二连接端p2与vsc直流融冰装置的第三连接端p3连接，实现lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置串联，lcc直流融冰装置的第一连接端p1作为直流融冰系统新的正极、vsc直流融冰装置的第四连接端p4作为直流融冰系统新的负极，其中直流侧r代表待融冰线路或地线。或vsc直流融冰装置的第四连接端p4与lcc直流融冰装置的第一连接端p1连接，实现lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置串联，vsc直流融冰装置的第三连接端直流融冰系统新的正极，lcc直流融冰装置的第二连接端p2作为直流融冰系统新的负极。其中，待融冰线路30可以为地线。此结构的直流融冰系统在待融冰线路或地线两端的电压为lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置直流电压之和，直流电压增大使得待融冰线路30发热效率增大，随之融冰效率也增大，对于地线更加易于融冰，提高融冰效率。
50.基于实施例三和实施例四提供的直流融冰系统，lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置串联连接可以提高待融冰线路两端电压，从而提高待融冰线路的电流，提高了融冰效率。可以通过lcc直流融冰装置与vsc直流融冰装置串联的形式提高直流融冰系统直流侧电压，避免当lcc直流融冰装置与vs直流融冰装置的直流电流之和过大时，加在待融冰线路30两端电压超过lcc直流融冰装置或vsc直流融冰装置的额定电压，甚至超过直流侧设备绝缘耐受能力，从而损坏设备。
51.实施例五：
52.本发明实施例还提供一种直流融冰设备，包括可移动箱体，可移动箱体内设置有上述的直流融冰系统。
53.需要说明的是，直流融冰系统的内容已在实施例一至四中详细描述了，在此实施例中不再对直流融冰系统进行一一详细阐述。可移动箱体可以为内部具有安放直流融冰系统器件的壳体，壳体的底端面上装设有可移动的万向轮。可移动箱体可以如行李箱一样具有移动的功能。该直流融冰设备通过可移动箱体的移动功能，便于运输或运送。
54.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例
对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。