220kV变电站中直流融冰技术的应用研究

在冬季低温雨雪天气,变电站输电线路受到冻冻灾害的侵袭,轻则损毁线路,重则出现重大电力安全事故,使得电网运行、电力供应均受到不同程度的影响,严重破坏社会经济秩序。因此覆冰线路的融冰技术就是应用冰冻灾害最有效、最经济也是最安全的重要手段。在诸多的融冰技术中,直流融冰技术有着施加电压小、安全性、经济性较高特点,而且不存在交流融冰过程中所需的线路阻抗匹配与复杂的倒闸操作等问题。本文就针对直流融冰技术在220KV变电站中的应用展开讨论。     

基于等风险度法的电网直流融冰计划决策

针对电网直流融冰计划的编制需兼顾系统安全及线路安全的问题,提出了基于等风险度法的电网直流融冰计划决策方法。该方法以等期望切负荷量为目标函数,结合已确定的线路直流融冰计划及约束条件,按照线路重要性综合指标依次安排各线路的融冰时段。每次决策时,若出现强受制性线路需优先安排,然后按蒙特卡罗方法计算所选线路可融冰时段的期望切负荷量并安排在其值最小时段。一条线路的融冰时段确定后,更新剩余待安排线路的约束条件,进入下一线路融冰时段的决策。此外,融冰紧急性作为约束条件用以保障线路的安全性。最后,贵州电网的实例验证了方法的有效性和可行性。     

高压输电线路覆冰问题研究

介绍了高压输电线路覆冰的形成机理、覆冰的种类及影响覆冰的因素,分析了输电线路冰害事故的成因,论述了线路覆冰所造成的主要危害,介绍了融冰技术的研究现状以及防冰除冰的主要方法,并对该项技术的应用前景进行了展望.     

全桥型MMC用于直流融冰时的控制策略研究

冰灾的频繁发生使得直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设备。现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功、产生特征次谐波,对接入交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器具有直流电压、电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。将研究基于全桥型模块化多电平换流器(全桥型MMC)的直流融冰装置建模方法。对直流融冰装置主回路拓扑、参数,调制均压、控制策略进行全面研究;充分利用全桥型子模块(FBSM)可输出正、零、负模块电压的特点,研究如何实现输出电流、电压宽范围连续可调,以满足不同类型、长度线路的融冰需求;最后利用PSCAD搭建了全桥型MMC和LCC型直流融冰装置模型,并对二者进行对比分析,验证了全桥型MMC直流融冰装置的优势。仿真结果验证了模型控制和方法的有效性。     

基于粗糙集和主成分分析法的电网融冰决策方法

基于粗糙集和主成分分析法建立冰灾数据规则和冰灾应急处理融冰效率函数,提出一种电网冰灾融冰决策新方法．以湖南电网为例,分别运用MATLAB和SPSS软件进行粗糙集和主成分分析法的计算,划分湖南地区覆冰严重程度顺序并建立了融冰效率函数,得到湖南电网效率最高融冰手段,实现输电线路融冰的优化决策．     

能源与环保

国内首套500kV移动融冰装置在湖北完成试验国家电网公司科技防冰减灾项目500kV输电线路移动融冰装置在湖北咸宁变电站完成试验。试验在湖北咸宁至江西梦山500kV线路上进行,导线规格为LGJ-4×400,试验最大输出融冰电     

基于单相接地故障电流的配电线路在线融冰方法研究

目前国内外大部分融冰方法是针对输电网设计,一般难以适用于配电网。针对中性点非有效接地配电网,提出一种基于单相接地故障电流的配电线路在线融冰方法。首先,利用配电网可以允许带单相接地故障继续运行一段时间且不影响正常供电的特点,根据线路临界融冰电流和负荷电流,计算配电线路末端发生单相接地故障时的接地故障电流,计算满足配电线路融冰要求的配电网消弧线圈电感设定值,并调整消弧线圈电感大于或等于该电感设定值;然后,在配电线路末端进行人工单相接地故障,使配电线路电流大于线路临界融冰电流,实现配电线路融冰。算例计算结果表明:提出的融冰方法无需配电线路停电运行,无需安装专用融冰装置,具有操作简单、实用性强、融冰高效的特点。     

国内首套500kV移动融冰装置在湖北完成试验

国家电网公司科技防冰减灾项目500kV输电线路移动融冰装置在湖北咸宁变电站完成试验。     

输电导线融冰体系脱冰振动数学模型及振动试验

针对输电导线直流融冰短接操控系统融冰作业时，覆冰脱落引起悬臂组合机构产生位移和应力变化，进而导致结构失稳、动触头脱出及绝缘破坏等事故，开展脱冰振动特性分析及试验研究。首先，利用拉格朗日方程并结合假设模态法，考虑不同脱冰工况、参数属性及振动方向、结构内部耦合关系等因素，建立了融冰体系悬臂组合机构脱冰振动数学模型，并利用Matlab软件采用改进欧拉法对数学模型进行求解；其次，建立融冰体系有限元模型开展仿真分析，数学模型求解结果与同工况条件下有限元仿真分析结果比对，发现悬臂组合机构位移及应力最大相对误差分别为5.89%和4.62%;验证了建立数学模型时所作假设的合理性及数学模型的准确性；最后，在融冰体系上安装振动在线监测装置，开展融冰体系脱冰振动试验测试，进一步验证了数学模型的准确性。     

基于边界电流的柔性直流线路保护新方案

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电线路保护技术越来越受到关注,由于MMC-HVDC与传统高压直流输电有所差别,提出一种基于边界电流的新型柔性直流线路保护方案。通过对MMC-HVDC直流线路在不同位置发生各类故障时线路边界电流波形的变化特征进行分析,当线路发生内部故障时,其暂态过程中线路整流侧出口电流值明显大于逆变侧出口。当线路发生外部故障时,两端电流值则无明显差异。在此基础上,提出基于边界电流波形差异度的MMC-HVDC直流线路保护判据,并在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC模型。大量的仿真结果表明,该保护方案能够正确地判别区内故障和区外故障,具有较高的可靠性。     

融雪剂对水泥混凝土路面的破坏机理及防治

融雪剂因具有一定的除冰雪作用而广泛应用于北方的冰雪路面,混凝土路面因此处于盐冻状态,出现路面剥蚀破坏。通过分析融雪剂对混凝土的盐冻破坏机理,提出混凝土早期破坏的防治措施。通过混凝土冻融破坏研究的现状分析,为实验室研究提出更有利于北方公路建设的设计方案及注意事项。     

激光技术在电力工程中的应用

由于激光具有单色性好、相干度高、方向性强、远距离传输效率高等优点,在电力工程领域有广泛的应用.介绍了激光技术在盘煤、检漏、测尘、输电线路优选等方面的应用,并对激光在线路除冰、密封零件表面修复、电力无线传输等方面的应用前景进行了分析和展望.     

特种偏心传输线的LBEM角点弧形法分析

由内导体和空心外导体所组成的传输线是电磁工程中一类重要的传输线。提出应用LBEM角点弧形法处理传输线物理角节点问题,解决由于角节点边界条件不连续带来的方程求解困难问题。计算了一类特殊截面偏心传输线的特性阻抗,算例分析结果表明,该方法操作简单,计算便捷,能有效消除角点给边界计算带来的误差,可方便应用于工程问题的设计与计算,并为此类特种传输线加工制作精度提供理论参数。     

基于状态反馈线性化法的多馈入高压直流输电系统控制器设计

高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器可以改善系统的稳定性。针对多馈入高压直流输电系统,应用非线性控制理论中的状态反馈线性化法设计了直流系统的附加控制器。首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型,然后推导出稳定控制规律,推导过程中考虑了2条直流系统附加控制的相互影响,最后以一个3机和2条直流线路构成的系统为例进行了仿真研究。研究结果表明：与传统控制器相比,该控制器能更好地改善系统的稳定性。     

新型杆塔在交叉跨越送电线路中的设计与应用

以一条1 10kV高压输电线路设计中所遇到的交叉跨越问题为例,根据现场勘测、理论研究与计算机仿真,设计出一种新型异型钢管杆,其塔头能同时解决交叉跨越送电线路中的技术难题,且运行安全,可靠.     

500kV双回路输电线路铁塔采用Q420高强钢的研究

随着750 kV、特高压以及大截面、多分裂导线输电线路的建设,高强钢在铁塔结构中的应用前景广阔.开展输电铁塔应用高强钢的研究,在工程中合理地采用高强度等级结构钢材,不仅有技术、经济等方面的现实意义,而且有利于提高我国输电线路建设水平,提高行业在国际市场上的竞争力.本文结合LF~PX 500 kV双回路输电线路铁塔结构采用高强钢的试点设计,就高强钢设计技术参数的选取、工程应用及其技术经济性、高强钢螺栓连接等方面进行了初步的探讨和研究,取得了一定的成果,提出了需进一步深入探讨和研究的问题及若干建议.     

基于输电线路区段动态评价的状态巡视管理和实践

文章结合目前线路巡视工作的特点和存在的问题,开展基于输电线路区段动态评价的状态巡视管理和实践,建立输电线路巡视工作新模式。文章重点阐述状态巡视的产生背景,主要做法以及成效。同时,通过状态巡视辅助决策系统的应用促进线路运维工作的科学、高效开展,使得输电运检工作技术水平和管理水平迈上新的台阶。     

基于混合直流的受端电网黑启动方法及协调恢复策略

作为直流输电的新方向,混合直流结合了传统以及柔性直流系统的优点,可在电网黑启动中发挥重要作用。为明确混合直流参与黑启动的技术条件与控制方法,针对两端电网换相换流器–模块化多电平换流器（line commutated converter–modular multilevel converter,LCC–MMC）混合直流输电系统,提出了受端电网大停电情况下基于混合直流的黑启动方法及受端电网协调恢复策略。根据黑启动不同恢复阶段特征,首先,明确了在起始阶段受端系统全黑情况下混合直流的启动方法,包括送端LCC换流器和MMC受端换流器的启动及控制方法。然后,针对黑启动初期的弱交流系统阶段,采用可增强系统稳定性的混合直流虚拟同步协调恢复策略;在系统达到一定强度后,提出了相应的控制策略及不同控制方式间的平滑切换方法。最后,在PSCAD/EMDTC软件中进行了仿真验证,结果表明：黑启动初期LCC采用耗能电阻启动能有效满足最小启动电流限制;MMC经限流电阻启动后采用无源网络控制可实现无源端交流电压的建立,并维持系统电压和频率在稳定范围内;在非黑启动电源机组和负荷并网后,交流系统强度改变,所提的3阶段控制切换策略能够有效实现各阶段平滑过渡,且在弱交流系统阶段采用虚拟同步控制可保证弱交流系统阶段的系统稳定性,3阶段控制策略与两阶段恢复策略相比具有显著的优势,从而验证了所提黑启动方法和协调恢复策略的有效性。