输电线路外施中频电源融冰技术

基于传输线理论,建立了覆冰输电线路外施中频电源融冰技术的理论模型,给出了最佳融冰频率的确定方法。针对不同的覆冰介质损耗角,计算了最佳融冰频率、热功率沿线分布、功率均匀度及电源功率因数等技术指标。研究结果表明,该融冰技术具有融冰功率沿线分布均匀度高、中频融冰电源功率因数接近1的优点。     

考虑功率衰减的输电线路高频激励融冰法研究

输电线路高频融冰技术是新型融冰技术发展方向之一,在实际应用研究中融冰功率沿线衰减问题还未得到研究。基于均匀传输线理论,阐述了输电线路高频激励融冰法理论模型,并分析了覆冰输电线路等效电路结构,简要介绍了高频激励融冰法的融冰方式;根据Makkonen模型,在离线短路融冰方式和考虑融冰功率衰减下给出了融冰激励源最佳融冰频率和工作电压的确定方法。通过数值模拟得到了三峡—万县500 k V鄂西段输电线路考虑功率衰减和不衰减下融冰热功率的沿线分布情况及功率均匀密度,以及考虑衰减下融冰热功率和激励源输出电压的关系。分析表明,在考虑功率衰减下提高融冰激励源输出电压能有效使合成热达到融冰所需热功率,可以为该融冰方法应用到实际工程中提供理论参考。     

特高压直流输电线路融冰方案

针对输电线路覆冰严重影响特高压直流输电可靠性的问题,研究了特高压直流输电线路融冰的2种方案:预防性融冰方案和紧急融冰方案。预防性融冰方案是使特高压直流工程的2个极功率方向相反,可以在直流双极总功率很小的情况下实现较大的线路电流,防止线路覆冰形成;紧急融冰方案是将特高压直流换流器从串联接线方式转换为每站2个换流器并联运行,产生很大的融冰电流,可迅速融化已经形成的覆冰。文中提出了特高压直流工程紧急融冰方案的控制策略,即整流侧并联的2个换流器均处于定电流控制,逆变侧并联的2个换流器一个为定电流控制、另一个为定电压控制,逆变侧定电流换流器的电流参考值为线路电流测量值的一半,达到平均分配电流的目的,定电压状态的换流器控制整个极的直流电压。上述融冰方案的实施将大大降低覆冰对特高压直流输电系统可靠性的影响。     

高频融冰激励电源及其控制策略的研究

高频激励融冰是一种新型输电线路融冰方法,利用覆冰在高频电场下是有损电介质和高频电流的集肤效应的共同作用对线路进行融冰,高频融冰激励电源是该融冰技术的关键装置。文中研究了一种5kHz高频融冰激励电源,通过逆变模块并联实现系统大容量的输出。常规SPWM较难实现高频率的输出,利用了载波相移技术产生逆变器开关的驱动信号,降低开关的工作频率,提高电源的输出频率。提出了一种电压电流双闭环加环流抑制的控制策略,电压外环保证电压稳定输出,电流内环采用电感电流反馈,改善了系统的动态响应,环流抑制环抑制各模块间的环流,提高了模块的功率分配均匀度。仿真验证了激励电源的设计和控制方法的可行性。     

雪峰山脉小沙江自然灾害试验场覆冰与融冰试验

人工气候室的覆冰和融冰试验结果与自然环境下的实际情况存在差异,为此在湖南雪峰山上建立了小沙江自然灾害试验场,用于研究输电线路在自然环境下的覆冰、融冰和试验情况。通过架设观冰架和500 kV输电线路耐张段实现了导线、绝缘子等试品的悬挂;安装交直流试验电源和融冰装置,对输电线路进行了带电覆冰和融冰;利用在线监测系统,观测了覆冰与融冰过程及地面和高空气象参数;提出了导线和绝缘子覆冰与融冰试验技术。2 a的冬季试验结果表明:自然环境下气象参数不可控且变化无规律;输电线路覆冰与环境参数、试品表面和高空逆温层特性有关,且试品表面憎水性越强,越容易形成冰棱;环境参数、融冰电流、覆冰厚度和形状对导线融冰有影响,且覆冰偏心程度越高、导线上表面冰厚越薄,融冰时间越短。试验结果可为重冰区输电线路抗冰设计和融冰工作提供指导。     

交直流融冰电源的研究及应用

输电线路作为电能传输的重要通道,一旦发生覆冰故障会对电网的安全稳定运行造成不可估量的影响,因此只有对基于热融法的交直流融冰技术进行及时、合理的应用,才能避免或减少覆冰对线路的不利作用。在交直流融冰技术应用过程中,交直流融冰电源的供电至关重要。提出了系统电源与交直流融冰装置结合的供电方式,并分析了交、直流融冰电源的区别及适用范围,以期为现场的线路融冰提供技术支持。     

一种5kHz逆变串联型高频激励融冰电源及其控制策略研究

输电线路覆冰会危害电力系统安全稳定运行,高频激励融冰作为一种新型的融冰方法,具有可在线融冰的技术发展前景。高频激励电源是该融冰技术的核心装置,文中研究了一种5kHz高频激励融冰电源。通过H桥功率单元模块串联实现大功率的输出,采用载波相移调制技术降低开关频率,增大逆变器的输出电压及功率。提出了一种在双闭环控制的基础上增加一个电压幅值外环的控制方法,有效地改善了系统的动态性能和稳定性,消除了系统静差,得到了良好的输出波形。仿真验证了高频激励电源设计及其控制方法的可行性。     

输电线路交流融冰方法应用现状及适用性分析

交流融冰在实际应用中存在一定的局限性,但能解决较低电压等级输电线路的融冰问题.在全面介绍几种输电线路交流融冰方法的基础上,对比分析各融冰方法的应用现状、适用范围、操作难度.通过对比分析得出:交流短路冲击融冰法的应用较为成熟,但要求系统有足够的无功电源;交流变压器融冰能够对线路中有严重覆冰的线段进行融冰;发电机零起升流融冰适合线径较小的重要输电线路;电容串联补偿通过补偿无功电源融冰;方式融冰与复合导线融冰能够在线路不停电时实施融冰.     

基于SVG无功控制的融冰方法研究

为降低覆冰对低压电网正常运行的影响,提出了一种基于SVG无功控制的线路融冰方法。该方法通过无功补偿控制流过线路的无功电流以增大覆冰线路的总电流,使线路产生功率损耗的热量达到融冰所需的热量,从而实现融冰目的。仔细阐述了该方法拓扑结构及其工作原理,在对SVG控制策略及检测电路深入分析的基础上,考虑覆冰情况对电网电压平衡的影响,构造了新型的检测电路以满足各检测参数的精确性。并通过Matlab对10 kV输电线路融冰模拟系统的仿真分析,其结果证明了该融冰装置能够实现精准调节无功电流来满足融冰需求。     

应用有限元法分析覆冰输电线路高频电源除冰方法

输电线路在冬季风雪的影响下,覆冰可能引发大范围的停电事故以及耗费数目庞大的修复或重建费用。目前世界上虽然有许多融冰方法,但效果均不佳。本文所介绍的高频高压激励融冰法是近年来涌现出的一种新的融冰方法。在高频激励下,覆冰会转变为一种有损电介质,从而引起自身发热,而且高频下导体中电流所具有的集肤效应将使焦耳热在导体与覆冰的交界面集中产生。通过调节频率,可以调节上述两种效应的综合发热效果并最终达到稳定发热与均匀脱冰的良好效果。最后,通过仿真计算得出,与传统的短路融冰法相比,高频高压激励融冰法具有更高的融冰效率。     

输电线路激励融冰的阻波方法研究

高频高压激励融冰是一种实现输电线路在线不停电融冰的方法,然而在输电线路应用高频高压融冰的技术中,既产生激励融冰的高次谐波,又由于激励源内部的电力电子元件产生大量的低次谐波会降低电能质量。对此,针对一种18 kV/40 kHz高频高压激励融冰方法设计一套线路阻波方法,在输电线路两端串联接入高频阻波器,采用单频阻波器原理将40 kHz的高频信号限制在高频融冰通道内;对于激励源产生的低次谐波则利用并联有源电力滤波器,确保电能传输质量。仿真结果验证了该高频融冰线路阻波方法的可行性。     

电力架空线路覆冰雪的国内外研究现状

总结了国内外电力覆冰雪的研究现状,包括线路覆冰雪造成的危害,以及覆冰雪与气象因素之间的关系、覆冰雪增长预测模型、冰雪在线监测、线路除冰技术等方面的研究成果。文章还介绍了作者研发的输电线路冰雪在线监测系统的实际运行效果,并重点分析了转移负载法、短路法、交直流电流法等几种常见热力除冰方法的适用条件。     

架空输电线路的融冰试验研究

随着大范围电网冰冻灾害事故的出现,迫切需要掌握导线融冰关键技术。但在实验室范围内,如何得到试验所需的输电线路导线可控融冰厚度,成为制约融冰技术发展的首要问题。通过自行研发的输电线路导线覆冰装置成功解决了这一难题,并利用实验室融冰系统,通过模拟不同的融冰条件,分析了各种条件下的融冰效果,为现场融冰操作提供依据。     

超特高压输变电设备的覆冰试验技术

鉴于超特高压输电线路面临覆冰问题越来越突出,必须建立有效的覆冰试验技术和手段以开展超特高压覆冰机理、外绝缘特性和防冰除冰新技术研究。为此,在介绍了国内外覆冰实验室及覆冰试验技术现状并解决了超特高压覆冰试验所面临的带电覆冰、高海拔低气压环境、大容量试验电源等问题后建成了特高压交流试验基地环境气候实验室。多项课题试验证明环境气候实验室具备超特高压输变电设备覆冰试验能力,为开展覆冰外绝缘特性、在线监测和预警技术,融冰、除冰技术,防冰冻新材料应用等防冰减灾课题研究创造了良好的试验平台。     

直流融冰装置拓扑结构的比较研究

对直流融冰装置的三种典型拓扑结构(二极管不可控整流、晶闸管全控整流和基于IGBT的全控整流)的性能和经济实用性进行了综合比较研究。在分析三种结构的工作原理基础上,建立了三种融冰结构的整流模型,从整流调压性能、谐波及无功特性、装置功耗、经济成本特性、功能扩展等方面进行了对比研究,并结合某线路融冰需求对上述三种结构性能进行了仿真验证。对比后得出结论:不可控整流结构成本低、大容量装置易实现,可应用于中长距离线路融冰;晶闸管全控整流结构具有输出直流电压平滑调节、可扩展为SVC的特点,可应用于有无功补偿需求的线路融冰;基于IGBT的全控整流结构输出电压调节能力强、电能质量优越,但成本高、系统复杂,在短距离线路、小容量融冰应用中占有优势。比较研究结论将为直流融冰工程装置结构的选择和设计提供有益参考。     

基于动态拉力与倾角的输电线路覆冰过程辨识与建模

输电线路覆冰会严重影响电网的安全稳定运行,因此准确地监测线路覆冰情况对电力系统的安全运行具有重要作用。针对目前基于动态拉力与倾角的架空输电线路覆冰力学模型对现场线路覆冰的监测还有一定误差,提出了以导线动态拉力、倾角为输入,等值覆冰厚度为输出的多输入单输出耐张塔覆冰监测模型。采用系统辨识的方法,利用便于工程实践的Matlab系统辨识工具箱辨识与建模出最终模型。研究表明,最终辨识得到的模型满足实际现场情况,能准确地监测输电线路的覆冰过程情况,并为线路覆冰监测提出了一种新思路。     

输电线路覆冰监测系统应用现状及效果

分析了输电线路覆冰监测系统功能、实现手段,介绍了目前国内输电线路覆冰监测系统应用现状和在维护电网安全运行、应对大面积自然灾害方面发挥的作用和取得的效果。指出通过输电线路覆冰监测系统的实施,可达到记录现场覆冰过程;预警;为除冰融冰提供指导、辅助决策;降低人员工作强度;绘制电网覆冰分布图、为设计提供依据等功能。提出了今后建立和完善输电线路覆冰监测系统的工作重点。     

架空电力线路防冰除冰技术国内外研究综述

归纳了大气覆冰的类型和危害程度以及其形成条件,并对大气覆冰灾害对电网运行可能造成的事故类型进行了归纳和总结,整理列举了我国和世界范围内由大气覆冰灾害造成的电力系统事故及损失。重点总结和归纳了国内外架空电力线路的防冰和除冰方法,并对各种方法的适用范围、对系统造成的影响和操作难易程度及可行性进行了比较。简要介绍了黑龙江省在架空电力线路除冰技术已取得的研究进展,并对今后电网的覆冰防治工作提出了一系列建议。     

1000 kV特高压输电线路覆冰区的研究与划分

1 000 kV晋东南-南阳-荆门交流特高压试验示范工程是中国第一个特高压工程。为了加强该工程线路状态的运行管理,提高运行单位制定针对性的覆冰巡视、线路检修专项措施的工作效率,有必要对该工程线路进行覆冰区划分的研究。为此,笔者调查分析了该工程河南段输电线路覆冰的特征,通过对该工程河南段输电线路进行实地考察,收集并分析了省气象局提供的沿线历年气象资料,采集了沿线地形地貌图片,最后依据沿线气象条件和地形地貌特征确定了线路覆冰区的划分。实际应用表明,特高压输电线路覆冰区的划分为开展特高压输电线路覆冰在线监测、导线覆冰机理、冰情预测及防冰除冰技术的研究奠定了基础。     

特高压直流工程的融冰控制保护策略及试验分析

极端气候条件和输送功率的限制使得直流电流无法满足融冰要求,导致直流输电线路形成覆冰,这将严重影响特高压直流系统的稳定运行。本文结合酒湖直流工程的融冰功能,阐述了特高压直流输电工程中循环阻冰模式和并联融冰模式运行的主接线拓扑结构与特点,提出了循环阻冰模式下两极联跳的策略和并联融冰模式下直流控制保护功能的修改方案。通过RTDS闭环实时数字仿真验证了融冰功能的可行性和有效性,可为特高压直流输电工程融冰运行方式的直流控制保护系统设计提供参考。