[发明专利]一种直流融冰电源拓扑

权利要求书

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。

2.根据权利要求1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U1~U11；

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V1~V11；

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W1~W11；

所述功率单元U1~U11、功率单元V1~V11和功率单元W1~W11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U1、V1、W1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。

4.根据权利要求3所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，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U11、V11、W11的输出下端。

5.根据权利要求3所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，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U1、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QS1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。

6.根据权利要求1所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，采用直流电流闭环控制方式，实现直流电流的恒定输出。

8.根据权利要求1所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，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。

9.根据权利要求3所述的直流融冰电源拓扑，其特征在于，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。