本發(fā)明涉及電氣工程技術(shù)，具體涉及一種風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來，在能源消耗量迅速增長、價格不斷走高和全球生態(tài)環(huán)境惡化的雙重壓力下，世界各國都把開發(fā)利用可再生新能源放到了重要位置。在眾多可再生能源中，風能以其巨大的優(yōu)越性和開發(fā)潛力受到人們的青睞，風力發(fā)電也發(fā)展迅速，成為一個具有強大生命力的產(chǎn)業(yè)。我國風能資源十分豐富，采用10米高度的風速測算，陸地風能資源理論儲量為32.26億千瓦，實際可開發(fā)資源為2.53億千瓦，風電場建設(shè)在我國各省份正如火如荼地展開。風電場建設(shè)選址一般都在高山或海拔較高的地區(qū)，而我國的貴州、湖南、湖北等南方地區(qū)冰雪災(zāi)害頻發(fā)，風電場輸電線路更易遭受覆冰災(zāi)害，引起倒塔斷線，嚴重威脅到風電場輸電線路安全穩(wěn)定運行和供電可靠性。

為了提高輸電線路抵抗冰災(zāi)的能力，國內(nèi)多家單位研制了多種型號的直流融冰裝置，為電網(wǎng)冬季安全穩(wěn)定運行提供了堅實的技術(shù)保障，但現(xiàn)有融冰裝置主要針對主網(wǎng)或農(nóng)網(wǎng)輸電線路，不能很好適用于風電場輸電線路融冰，現(xiàn)有融冰裝置主要存在以下問題：問題1，融冰線路線型比較統(tǒng)一或接近，而風電場集電線路和送出線路線型差異較大，給融冰裝置大范圍電流調(diào)節(jié)能力提出了更高要求；問題2，主網(wǎng)融冰裝置容量偏大，而農(nóng)網(wǎng)融冰裝置容量偏小，均不能滿足風電場輸電線路融冰需求；問題3，現(xiàn)有融冰裝置建設(shè)占地面積偏大，而風電場普遍占地面積較小，難以滿足現(xiàn)有融冰裝置建設(shè)用地需求；問題4，現(xiàn)有融冰裝置建設(shè)成本較高，難以在作為發(fā)電企業(yè)的風電場推廣應(yīng)用。因此，針對風電場融冰特點，迫切需要開展適用于風電場的直流融冰裝置研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種利用風電場標配的兩臺svg動態(tài)無功補償裝置實現(xiàn)融冰直流電流輸出，能夠為風電場融冰裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與最終研制提供指導(dǎo)以便有效解決風電場融冰問題，可廣泛適用于有融冰需求的風電場，具有大范圍電流調(diào)節(jié)能力、容量符合風電場融冰需求、占地面積小、建設(shè)成本低的風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)，包括三繞組融冰變壓器、串并聯(lián)刀閘和兩組動態(tài)無功補償單元，所述三繞組融冰變壓器的三繞組包括原邊繞組和兩個副邊繞組，所述動態(tài)無功補償單元包括并聯(lián)布置的兩臺svg，所述融冰變壓器的原邊繞組和電網(wǎng)相連、副邊繞組分別與不同動態(tài)無功補償單元的兩臺svg相連，各個svg的輸出端分別與串并聯(lián)刀閘的輸入端相連，所述串并聯(lián)刀閘的輸出端與待融冰線路相連。

優(yōu)選地，所述svg由多個功率模塊依次級聯(lián)形成，所述兩臺svg的輸入端和融冰變壓器的副邊繞組相連、輸出端三相短接形成中性點，各個svg的中性點輸出端分別與串并聯(lián)刀閘的輸入端相連。

優(yōu)選地，所述三繞組融冰變壓器為三繞組十二脈波融冰變壓器。

優(yōu)選地，所述三繞組融冰變壓器的兩個副邊繞組中，一個副邊繞組的接線方式為y0、另一個副邊繞組的接線方式為d11，兩個副邊繞組的輸出電壓差不超過0.25%。

優(yōu)選地，所述三繞組十二脈波融冰變壓器采用低阻抗寬調(diào)壓整流變壓器，變壓器阻抗范圍：6%至12%，變壓器調(diào)壓范圍：20%至100%。

優(yōu)選地，所述三繞組融冰變壓器的低壓側(cè)各繞組間及各繞組與變壓器鐵芯間呈不均勻分布。

本發(fā)明的風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)具有下述優(yōu)點：

1、實現(xiàn)風電場標配動態(tài)無功補償裝置svg多功能輸出，平時用于風電場電壓無功補償，冬季風電場線路覆冰時，用于線路融冰；

2、具有大范圍電流調(diào)節(jié)能力，滿足線型差異較大不同線路融冰需求；

3、滿足風電場線路融冰容量需求，且占地面積小，建設(shè)成本低，可廣泛適用于有融冰需求的風電場。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中的svg結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例中的低阻抗寬調(diào)壓整流變壓器繞組分布示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例的風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)包括三繞組融冰變壓器1、串并聯(lián)刀閘2和兩組動態(tài)無功補償單元3，三繞組融冰變壓器1的三繞組包括原邊繞組和兩個副邊繞組，動態(tài)無功補償單元3包括并聯(lián)布置的兩臺svg（動態(tài)無功補償裝置），融冰變壓器1的原邊繞組和電網(wǎng)相連、副邊繞組分別與不同動態(tài)無功補償單元3的兩臺svg相連，各個svg的輸出端分別與串并聯(lián)刀閘2的輸入端相連，串并聯(lián)刀閘2的輸出端與待融冰線路相連。本實施例從功能上可以分為直流融冰變壓系統(tǒng)（三繞組融冰變壓器1）和動態(tài)無功補償系統(tǒng)（串并聯(lián)刀閘2和兩組動態(tài)無功補償單元3），三繞組十二脈波融冰變壓器輸入端接風電場10kv交流母線，融冰變壓器將10kv高壓降壓后輸出端兩三相繞組分別接兩組動態(tài)無功補償單元3的兩臺svg輸入端，兩組動態(tài)無功補償單元3包括svg#1、svg#2、svg#3、svg#4共4臺svg，第一組動態(tài)無功補償單元3由svg#1、svg#2構(gòu)成，第二組動態(tài)無功補償單元3由svg#3、svg#4構(gòu)成，svg#1、svg#2、svg#3、svg#4的輸出端分別接串并聯(lián)刀閘2的輸入端，串并聯(lián)刀閘2可以實現(xiàn)svg#1、svg#2、svg#3、svg#4輸出兩組直流電流的串聯(lián)或并聯(lián)輸出，串并聯(lián)刀閘2的輸出端接待融冰線路，輸出具有大范圍電流調(diào)節(jié)能力的直流電流，滿足風電場線路融冰要求。

如圖2所示，svg由多個功率模塊（功率模塊#1、功率模塊#2、……、功率模塊#n）依次級聯(lián)形成，兩臺svg的輸入端和融冰變壓器的副邊繞組相連、輸出端三相短接形成中性點，各個svg的中性點輸出端分別與串并聯(lián)刀閘2的輸入端相連。svg的每相輸入端與三繞組融冰變壓器1的副邊繞組的三相輸出端分別相連，每相輸出端三相短接為中性點，svg運行于無功補償模式時，中心點懸空；運行于直流融冰模式時，中性點輸出作為直流電壓正極或負極。

如圖3所示，三繞組融冰變壓器1的低壓側(cè)各繞組（#5、#6、#7）間及各繞組與變壓器鐵芯間呈不均勻分布，滿足融冰變壓器低阻抗寬調(diào)壓需求。

本實施例中，三繞組融冰變壓器1為三繞組十二脈波融冰變壓器。

如圖1所示，三繞組融冰變壓器1的三繞組包括原邊繞組和星形繞組、三角形繞組兩個副邊繞組，三繞組融冰變壓器1的兩個副邊繞組中，一個副邊繞組的接線方式為y0、另一個副邊繞組的接線方式為d11，兩個副邊繞組的輸出電壓差不超過0.25%。

本實施例中，三繞組十二脈波融冰變壓器采用低阻抗寬調(diào)壓整流變壓器，變壓器阻抗范圍：6%至12%，變壓器調(diào)壓范圍：20%至100%，可以實現(xiàn)多檔位電壓輸出；svg#1、svg#2、svg#3、svg#4可以實現(xiàn)風電場母線電壓無功補償或通過svg中心點輸出直流電流。

本實施例中，三繞組融冰變壓器1采用的rbyq-10kv-5kv型12脈波變壓器，串并聯(lián)刀閘2采用市售cbpdz-10kv型刀閘。

本實施例的風電場用集約型直流融冰裝置拓撲結(jié)構(gòu)的工作原理如下：三繞組融冰變壓器1將10kv高壓降壓后輸出，在動態(tài)無功補償方式運行時，svg#1、svg#2、svg#3、svg#4通過三繞組融冰變壓器1與電網(wǎng)線路相連，實現(xiàn)動態(tài)無功補償；在融冰方式運行時，svg#1、svg#2通過各自中性點輸出一直流電流，svg#3、svg#4通過各自中性點輸出另一直流電流，兩直流電流通過串并聯(lián)刀閘實現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)后輸出至待融冰線路實施直流融冰。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。