电气化铁路作为铁路运输的重要组成部分,近年来得到了迅速地发展。在冬季和早春季节,接触网线的覆冰对于电气化铁路的正常运行来说是最为严重的自然灾害之一。接触网线覆冰会影响受电弓的正常取流,导致机车不能正常行驶,甚至会损坏受电弓。当接触网线路覆冰严重时,会使线路的载重能力超出设计要求,导致线路倒塌,造成牵引供电系统的经济损失。目前,在我国大部分地区仍然采用人工除冰的方法,既消耗大量的劳动力又浪费时间,为了提高工作效率和牵引网的运行安全,本文研究设计了基于MMC的接触网融冰系统,并给出了针对不同结冰对象的融冰方案。本文首先根据建立的接触网覆冰的模型,计算出了牵引网模型的阻抗,构建了接触网融冰的热平衡方程,以此计算融冰电流和时间;其次,针对站场和桥隧等建筑物附近接触网容易出现的雨凇问题,给出一种基于小功率模块化多电平换流器的融冰方案,分析了 MMC的工作原理、拓扑结构特点以及相应的电流控制策略;再次,给出一种在单个供电臂上出现雾凇的融冰方案,并设计了电气化铁路用单相MMC的融冰装置,完善了单相MMC的电容电压平衡和环流抑制的控制策略,对方案各项参数以及装置容量进行了设计和选取;然后,针对接触网出现严重雾凇,并导致该供电区间的牵引变电所无法正常供电的情况,给出越区融冰的方案,计算了融冰装置的参数;最后,利用MATLAB软件搭建了上述各个融冰系统的仿真模型,并对三种方案进行了仿真分析,仿真结果表明:针对不同对象的融冰方案能够解决站场和建筑物附近局部覆冰、单个供电臂覆冰和越区供电覆冰的情况,控制覆冰线路上的最大电流,实现了融冰效率最大化,达到接触网线快速融冰的要求,为将来电气化铁路接触网融冰的实际应用提供参考依据。