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。     

直流融冰装置主参数设计与仿真

为了应对冰雪灾害,南方电网在存在线路覆冰灾害的变电站陆续配置了直流融冰装置。但直流融冰装置的参数设计需考虑诸多因素,合理的直流融冰参数的确定可很大程度提高直流融冰装置的使用效率。分析了变电站配置直流融冰装置需考虑的因素和步骤,并对直流融冰装置主要参数进行设计,最后针对某变电站在PSCAD环境下进行仿真分析,结果验证了直流融冰装置主参数设计的正确性。     

交直流输电线路热力融冰技术分析

针对输电线路覆冰严重影响电力传输可靠性的问题,对多种热力融冰技术进行了研究。阐述了热力融冰技术的基本原理,重点介绍了热力融冰技术中交流融冰和直流融冰的方法,以及国内各种交流融冰方案和直流融冰装置的研究进展。通过对比各种交流融冰方法的特点,以及应用于交流线路与直流线路的直流融冰装置的特点,划分了几种融冰方法各自的适用范围,并对未来直流融冰装置的发展进行了探讨与展望。     

线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结.交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分.阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰.通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向.最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用.     

线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结。交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分。阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰。通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向。最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用。     

特高压直流输电线路分段直流融冰方案

针对融冰线路一般不是全线覆冰的情况,提出了在重冰区线路下方建设分段直流融冰站的分段直流融冰方案。融冰距离取100km,通过对特高压直流线路大截面导线融冰电流范围和融冰时间的计算,确定融冰电流为12 000A,所需融冰功率153MW。为满足融冰功率的需求,提出了分段直流融冰站所需交流电源的电压等级为220kV。最后设计了2套24脉动整流电路并联的分段直流融冰装置,并对装置的设备参数进行了设计选型。通过Matlab仿真软件对特高压直流线路的分段直流融冰进行仿真,结果表明设计的装置其融冰电流可达10 980A,且输出电压为24脉动,总谐波畸变率(THD)仅0.83%,验证了该方案的可行性。     

湖南电网220 kV线路直流融冰问题研究

分析了线路融冰顺序、电源点选择以及短路点选择三个融冰线路问题,根据其解决方法和模拟现场参数利用Matlab搭建仿真模型计算线路融冰电流,并选择性加入谐波抑制电抗控制谐波畸变率。利用VFP开发了一套存储查询线路电气参数以及计算融冰时间的防冻融冰管理系统,并根据其计算结果分析了融冰时间与覆冰厚度、融冰电流、风速、气温之间的关系。在娄底220 kV田上线上,采用移动式直流融冰装置,搭建仿真模型计算融冰电流和分析其谐波影响,并通过管理系统计算融冰时间,计算结果与现场融冰的结果基本吻合。     

湖南电网220kV线路直流融冰问题研究

分析了线路融冰顺序、电源点选择以及短路点选择三个融冰线路问题,根据其解决方法和模拟现场参数利用Matlab搭建仿真模型计算线路融冰电流,并选择性加入谐波抑制电抗控制谐波畸变率.利用VFP开发了一套存储查询线路电气参数以及计算融冰时间的防冻融冰管理系统,并根据其计算结果分析了融冰时间与覆冰厚度、融冰电流、风速、气温之间的关系.在娄底220 kV田上线上,采用移动式直流融冰装置,搭建仿真模型计算融冰电流和分析其谐波影响,并通过管理系统计算融冰时间,计算结果与现场融冰的结果基本吻合.     

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。     

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。     

南方电网直流融冰方案仿真研究

基于贵州福泉变电站输电线路融冰电流的计算结果,对500kV／220kV线路配置了60MW／25Mw直流融冰装置,并给35kV／10kV典型线型设计了500kW柴油发电机为电源的移动式直流融冰装置。应用PSCAD／EMTDC仿真软件研究了这些融冰系统以证实其可用性、有效性以及对直流融冰装置所建议的技术指标。     

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。     

一起高压输电线路直流融冰感应过电压分析

针对500 kV鸭渓—福泉Ⅱ回输电线路的直流融冰遇到的感应过电压问题,进行了理论计算和实测,结论为:此感应过电压是由于并行运行的输电线路的感应电压扰动导致了融冰线路的过电压保护间隙击穿放电所致,可通过变更直流融冰方式或根据整流装置的参数调整间隙距离来解决。     

安徽地区超高压输电线路融冰技术方案分析

安徽地区气候多变,存在形成输电线路覆冰的条件。介绍了当前国内输电线路融冰技术的现状,阐述了各种融冰技术的原理,分析了不同融冰技术的优劣和适用条件,得出基于固定式直流融冰技术的固定式可控硅整流兼具SVC功能的直流融冰装置,较为适合目前安徽地区的超高压输电线路融冰的结论。     

南方电网主网架直流融冰工作流程与融冰效率研究

自2008年冰灾后,南方电网在西电东送主网架输电通道中加装了6套直流融冰装置,其中高肇直流高坡站直流融冰装置为南方电网首套高压直流输电线OPGW融冰装置。现有的研究工作大多只涉及线路两侧未安装融冰短接刀闸情况下相线融冰技术的研究与计算,实际上,地线覆冰是仅次于相线覆冰的影响系统冰期安全运行的因素,融冰短接刀闸的装设能够大大提高融冰效率。在此背景下,笔者介绍了6套直流融冰装置特别是高坡站OPGW直流融冰装置的概况,分析了基于覆冰预警系统的直流融冰工作流程及安装融冰短接刀闸前后的融冰效率。最后,对分析结果进行了总结,指出OPGW融冰具有可行性和必要性,并建议制定工作流程、加装融冰刀闸以提高融冰效率。     

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。     

农配网直流融冰装置及其应用

结合农配网线路的特点,研究适合于农配网线路的融冰方法与装置。根据农配网不同线路所制定的融冰方法,研制适合于农配网长线路、短线路和超短线路的直流融冰装置,提高农配网线路抵御雨雪冰冻灾害的能力,并对融冰装置进行了现场试运。     

新型交直流融冰装置在湖南电网的应用

针对传统交流融冰技术存在负荷转移困难、倒闸操作多、融冰所需容量大等不足,研制出了可调电容串联补偿交流融冰装置、移动式直流融冰装置和固定式直流融冰装置,并完成了现场试验。移动式和固定式直流融冰装置,可满足湖南电网97％的220kV输电线路融冰需求。三套装置的成功研制,为电网防冰减灾提供了新的技术手段。     

基于调压整流的配网线路直流融冰方法及其装置研究

目前配网线路主要采取的人工除冰方法进行融冰,无法迅速有效地实现除冰。在统计分析湖南部分地区配网线路的型号和长度的基础上,根据各种线型的最小融冰电流和最大融冰电流,经过融冰电压等计算,提出了基于调压整流的直流融冰方法。研制了相应的移动式直流融冰装置,有效地解决了冰灾发生时2 km以内长度的任意线型配网线路的融冰问题,能够显著地降低电力设施受冰冻灾害破坏的损失。     

不控整流型直流融冰装置设计与仿真研究

针对目前直流线路的直流融冰方法研究现状,提出了一种基于双24脉波不控整流器的直流融冰装置,可以通过改变整流变压器二次侧电压档位以及整流器输出连接方式来扩大装置融冰范围。给出了详细的直流融冰装置设计方案,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了直流融冰装置模型,仿真结果验证了设计的有效性。