交流输电系统直流融冰装置设计及其应用

为了应对越来越频繁的冰灾,减少覆冰造成的电网设备破坏,避免大面积断线倒塔,进行了直流融冰装置的研发和应用。根据各电压等级架空线路直流融冰参数分析结果和人工气候试验室试验结论,提出了适用于我国电网交流输电线路的直流融冰技术方案。基于直流融冰关键参数研究结果,针对直流融冰的特殊性和变电站实际情况,提出了带专用整流变压器的12脉动直流融冰装置和不带专用整流变压器的6脉动直流融冰装置这2种经济实用的拓扑结构,完成了样机研发和现场试验。根据实际应用效果,进行了直流融冰装置的推广应用。2009—2012年覆冰期直流融冰装置在国内特别是南方电网的实际应用表明,这种直流融冰装置显著提高了电网抵御冰灾的能力。     

直流融冰装置在南方电网的应用分析

基于2011年1月南方电网的抗冰实践,分析直流融冰装置的实际应用情况,包括南方电网直流融冰装置的配置、融冰效率和应用效果。结论为:直流融冰装置在这次抗冰实践中为实现220 kV及以上线路不倒塔、县级以上城市不停电发挥了重要的作用,但要在严重冰灾下综合发挥融冰装置作用,南方电网融冰体系尚待进一步完善。建议优化融冰方案,完善融冰过程控制,最大限度发挥现有直流融冰装置的作用;同时,适当增加融冰装置冗余配置,通过提高保线能力和融冰效率以增强保网能力,并进一步开展研究以解决地线的覆冰问题。     

基于便携式直流融冰装置的配电网防冰灾研究

配电网线路支线多、分布广,目前以人工除冰为主,除冰效率低,发生大面积冰灾时仍然难以应对。文章首先基于便携式直流融冰装置原理及应用,介绍了一种有效的配电网冰灾防治方法,装置体积小、重量轻,可实现4人抬动,融冰灵活方便;其次仿真计算了不同线型导线融冰时的融冰电流和融冰距离,装置每次可对1~2个档距的配电网线路进行融冰;最后根据配电网线路特点研制了快速接线线夹,节省了配电网线路融冰接线时间。便携式直流融冰装置能够对交通不便或环境条件恶劣的配电网线路开展融冰,显著提高了配电网线路抵抗大面积冰灾的能力。     

直流融冰装置的研制与应用

输电线路的持续覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。为了防止这种情况的再次出现,进行输电线路的融冰是一种很好的方法,直流融冰技术的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大意义。通过对南方电网各电压等级架空线路直流融冰参数进行仔细分析和计算,提出了适用于南方电网的交流输电线路的直流融冰技术方案,介绍了南方电网直流融冰装置样机的研制及其应用,特别介绍了60 MW, 25 MW和500 kW直流融冰装置的样机设计、工厂测试、现场试验和现场实际融冰效果。     

直流融冰试验在宁波电网的应用

直流融冰是输电线路应对冰灾的一种有效手段。以一条220kV线路直流融冰试验为例,对融冰线路两侧状态的定义和调度操作要求作了明确规定,分析了通过对矩阵闸刀的切换来调整直流融冰装置的融冰模式,并给出了继电保护定值的整定原则。实际试验数据结果分析表明,优化电网中直流融冰装置的布点原则、操作流程并考虑各种风险和约束的融冰调度策略可有效提高融冰效果。     

贵州电网融冰方法的研究和应用

对2011年冰灾中贵州电网在110 kV及以下输电线路采取的融冰方法进行了总结,分析了各种方法的应用范围,比较其优缺点。基于贵州电网的实践,提出主要采用车载直流融冰装置和融冰变压器两种措施进行110 kV及以下输电线路融冰,并完成了相应样机的研制。现场试验证明了所提措施的可行性。     

直流融冰装置对贵州电网电压稳定性的影响研究

目前,国内外电网均缺乏大规模应用直流融冰装置的实践经验,随着大量融冰装置的应用,对系统电压稳定性的影响已经不能忽略,在电网遭受到大面积严重覆冰灾害时,由于大量线路覆冰严重,为保证电网安全运行,需要同步进行融冰操作。在考虑电网安全约束、分区分层原则、线路分类以及气象因素等多约束条件下,以对更多线路进行不同类型的融冰。通过研究对实时运行系统中的可投运的融冰装置节点进行电压稳定性分析,给出现有实时融冰装置节点的电压强弱排序,为下一步研究直流融冰装置的优化调度策略打下基础,提高电压水平,改善电能质量,为已投运的直流融冰装置的无功管理提供具体策略,对构建坚强的智能电网,具有十分重要的理论意义和实用价值。     

±500kV直流输电线路地线融冰方案研究

覆冰灾害天气会对电网造成极大破坏,引发大面积停电。地线融冰技术是一项防止倒塔、铁塔受损和断线等事故发生的有效方法。文章以±500 kV云贵直流线路工程为依托,利用换流站已配置的地线融冰装置,对地线融冰电流选取、接线方案选择、绝缘配置以及附属设施等进行深入分析和研究,提出了合适的地线融冰技术方案,为后续超高压直流输电线路地线融冰的设计提供参考。     

广东电网直流融冰装置安装调试及实冰演练

介绍了广东电网直流融冰装置及接入系统参数配置、建设情况,提出融冰装置现场调试项目,详细阐述融冰装置系统调试结果,特别对线路通流试验时交直流系统、水冷系统运行参数、融冰回路温升、各电压等级系统谐波水平进行分析。提出直流融冰装置调试发现的问题和改进建议,建议加装融冰滤波器以消除谐波危害,强调应加强融冰装置的运行维护和技术培训,以最大限度的发挥直流融冰装置作用。     

南方电网直流融冰技术的研究与应用

极端寒冷气候条件引起的输电线路覆冰会导致输电线路严重受损,造成电网部分或全网停运。融冰技术和覆冰预警系统的研究与应用对于电网抗击冰灾具有重大的意义。文章介绍了由南方电网技术研究中心实施的融冰技术研究的几个方面,包括融冰关键参数试验、直流融冰装置样机的研制、覆冰监测预警系统研发等。详细介绍了60MW、25MW和500kW直流融冰装置样机设计、工厂测试和变电站现场测试。研究成果表明,在直流融冰技术在关键技术上取得了一批具有自主知识产权的原创性成果,并建立了国内第一个完整的直流融冰集成技术体系;覆冰监测预警系统研发实现了线路灾害（覆冰）预警系统的系统功能规范化、终端功能集成化,通信规约统一化和应用支撑平台一体化。     

500kV双龙变直流融冰系统施工中相关问题的处理

应用于500 kV双龙变的直流融冰兼SVC系统是浙江省电力公司最新组织研发的融冰技术方案,能为电网提供两种功能,即融冰和动态无功补偿。重点分析了融冰工程施工过程中的相关问题,总结积累施工经验,为融冰方案的优化设计提供借鉴。     

输电线路融冰技术研究与应用评述

输电线路的持续覆冰会导致输电线路严重受损,以致电网部分或全网停运。介绍了几种主要电能融冰方法的原理、应用现状和前景。实际应用表明直流融冰、交流短路融冰、过负荷融冰(运行方式融冰)是三种可行和实用的方法,其中以直流融冰技术最为有效。总结了直流融冰技术在我国的研究和实际应用效果,并提出该技术进一步推广应用急需解决的主要技术问题。     

基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。为准确评估覆冰情况下电网所面临的风险,提出了基于短期覆冰预测的电网覆冰灾害风险评估方法。该方法根据覆冰预测系统预测得到未来数天内的输电线路覆冰厚度,根据时变结构可靠性理论建立了输电线路时变失效率模型,建立了考虑融冰装置的输电线路修复时间模型与融冰装置使用间隔时间的模型;针对传统序贯蒙特卡洛法难以反映覆冰线路时变失效率的问题,提出一种可考虑时变失效率的序贯蒙特卡洛模拟法,并将其用于覆冰灾害下的风险评估。以IEEE RTS-79系统为研究对象,验证了所提模型与方法的有效性;分析了覆冰预测间隔时间和融冰装置数量对电网风险的影响,并给出了相关建议。     

贵州电网2011年冰灾受损情况统计分析及应对措施

2011年初贵州电网冰灾天气情况以及电网受损情况进行了统计和分析。由于贵州独特的地理气象条件。凝冻天气已成为常态。根据贵州电网覆冰情况、冰灾受损情况以及原因分析,提出今后贵州电网新建及加固线路应提高相应的设计标准,继续加大覆冰在线监测系统和直流融冰装置的推广应用,积极开展科学试验研究工作,探索新的防冰、除冰、融泳方法。     

220kV站街变直流融冰装置试验及其应用

直流融冰是解决架空导线覆冰是最直接、最有效、最可靠的融冰方式之一,但由于直流融冰装置只在线路覆冰期间投入运行,大部分时间都处于冷备用状态。为保证直流融冰装置在线路覆冰期间能正常运行,须定期对直流融冰装置进行检查及低压整流试验,通过试验检查晶闸管、二次系统设备的工作状况,使直流融冰装置在覆冰季前进入热备用状态,保证输电线路在冰灾期间的安全稳定运行。     

基于IGBT的移动式多用途直流电源及其融冰调试

以500 kV输电线路直流融冰为目的,提出一种基于IGBT的移动式多用途直流电源.整套装置由4台电源车构成,容量20 MW.单台电源变流部分由6个结合斩波回路的电压源型换流器VSC模块构成,通过副边为6绕组的变压器接入35 kV系统.应用功率单元模块,通过紧凑化设计将单台电源集成于半挂式平板拖车上,实现了装置的整体移动.采用双层结构的PWM整流稳压结合恒流斩波的控制方式和基于系统级、装置级和单元变流器级的分层式保护设置方案实现现场应用.结合现场实施经验,提出了完整的融冰试验方案.     

广东电网2008年冰灾调查分析及其防御措施

对引起2008年广东粤北地区严重冰灾的极端气象及电网受损设备进行综合分析和调查。根据粤北电网覆冰采样情况、覆冰区域、覆冰厚度、原设计冰厚,分析线路杆塔、地线、绝缘子、金具受损类型、状况及其原因,提出今后广东电网新建和改建线路应注重路径选择、提高设备防范标准,研究有效的防冰、除冰技术手段等建议。     

直流融冰装置与同杆并架线路间的相互影响

直流融冰装置对解决输电线路的覆冰问题起到了巨大作用。使用直流融冰装置对同杆并架双回线中的一回线进行融冰时,由于线路之间电磁耦合和静电耦合的作用,另一回交流线路（以下称为并架线路）会对融冰装置的运行产生影响。文中通过实时数字仿真器（RTDS）与实际融冰装置的控制保护设备组成的闭环系统进行了仿真研究,结果表明:融冰装置不会影响并架线路的运行;并架线路会对融冰装置的50 Hz保护产生影响,应改进50 Hz保护的逻辑或适当提高动作整定值;断开并架线路的交流断路器会对融冰装置的接地电流产生冲击,应适当提高接地电流保护的动作整定值;对同杆双回线路进行融冰时,应注意选择融冰方式。