输电线路直流融冰的临界电流和融冰时间分析

国家电网公司和南方电网公司均把直流融冰作为输电线路除冰的重点发展技术.为此,应用传热学的基本原理分析了输电线路直流融冰的热平衡过程,提出了临界融冰电流和融冰时间的计算模型,模型的计算结果得到了试验验证.分析的结果表明,临界融冰电流和融冰时间受环境温度和风速的影响明显,环境温度越低,或者风速越大,均会造成临界融冰电流变大,或者使融冰时间变长.     

输电线路直流短路融冰的临界电流分析

根据导线覆冰后短路融冰的物理过程,分析直流融冰的基本条件,通过融冰的热平衡过程分析,建立直流临界融冰条件的物理数学模型,提出计算冰面温度和临界融冰电流的方法,分析影响冰面温度和临界融冰电流的因素,并在人工气候室对建立的模型和提出的方法进行了试验验证,试验结果和计算结果基本吻合。分析计算和试验结果表明:在进行直流短路融冰时,融冰电流必须大于临界融冰电流,并根据覆冰和环境条件合理选择融冰电流;临界融冰电流是冰面温度、导线直径和覆冰厚度的函数,冰面温度决定了临界融冰电流,冰面温度与风速、覆冰厚度、导线直径和环境温度等均有关;覆冰厚度虽对临界融冰电流有影响,但不明显,影响临界融冰电流的主要因素是环境温度和风速。     

基于线路电流二阶导数的中压直流系统故障识别方法

直流线路故障的快速有效识别是基于电压源型换流器的中压直流配电系统发展的关键技术之一。直流线路故障电流上升十分迅速,系统中电力电子器件过载能力小。因此以串入直流线路限流电感的中压直流配电系统为基础,分析直流系统的故障特性,在此基础上提出基于线路电流二阶导数的中压直流配电系统直流线路故障快速识别方案。该方案能够实现故障侧、故障类型及故障线路极性的快速识别,进而实现对线路的保护。最后基于Matlab验证了所提故障检测方案的有效性,并与基于线路电流一阶导数的故障检测方案进行了对比。仿真结果表明所提方法在故障电阻、故障距离及负载发生变化的情况下仍可实现直流线路故障的快速准确检测,且相比基于线路电流一阶导数的直流线路故障检测方案具有更好的选择性。     

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。     

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。     

输电线路柔性直流融冰技术

为直流融冰技术在电网中的应用提出了一种新型柔性直流融冰技术。通过分析输电线路结冰情况的等效模型并研究融冰时的热交换过程,针对220kV输电线路计算出了线路融冰所需的保线电流和最大电流值。按计算结果的需求设计了基于可关断器件的新型柔性直流融冰电源。论述了该电源的主电路拓扑及其功率单元的等效电路,并对其相关的融冰控制策略进行了分析和研究。最后研制出一台全控直流融冰装置样机,并进行了现场试验。试验结果表明,该融冰装置可对直流输出电压进行柔性调节,融冰时的网侧谐波含量较低,在试验中仅3.16%。     

融冰电流计算及融冰装置原理探究

相比交流融冰,直流融冰因其所需系统容量小、倒闸操作简便而被广泛应用。基于直流融冰电源、融冰装置的工作原理,分析了直流融冰电流的计算方法,并通过案例进行了验算。     

500kV线路直流融冰方案研究

介绍了对500kV线路进行直流融冰的3种方案发电机电源提供直流融冰电流;系统电源带可控整流装置提供直流融冰电流;系统电源带不可控整流装置提供直流融冰电流,同时分析了其优缺点,介绍了进行直流融冰所需要的主要设备.     

特高压输电线路直流融冰变流系统设计

随着特高压的推广,特高压输电线路的抗冰融冰正成为研究的热点。特高压输电线路由于线径粗、线路长,所需融冰电流与装置容量大,其电流融冰是一个研究的难点。针对特高压输电线路的特点提出了分段直流融冰方法,其将特高压输电线路分成若干段,选取重覆冰区的线路段设置直流融冰点与融冰短路点,可以有效减小融冰装置容量。针对特高压输电线路融冰所需直流融冰装置容量大特点,为了减小融冰装置网侧电流的谐波畸变率,采用24脉波整流变压器+多台整流器并联方式,可以有效减小直流融冰装置对网侧电源的干扰,并可减小输出直流电压纹波因数。最后对所设计的特高压输电线路直流融冰装置进行了仿真研究,采用24脉波整流变压器+多台整流器并联方式后,可以有效消除整流器引起的输入侧电流中5次和7次谐波电流,整流变压器输入侧电流低次谐波总畸变率仅为0.51%,输出直流电压脉波数为24,电压纹波因数仅为0.616。仿真结果证明了所设计特高压直流融冰装置的可行性与正确性。     

输电线路架空地线直流融冰方法

实现架空地线融冰,由于地线型号多样、微气象、地理环境多样等客观因素造成的复杂性,需综合考虑最小融冰电流、最大允许载流量、合理的融冰方式、技术和经济可行的直流融冰装置等因素,本文通过理论和实例分析,证明了可实现架空地线直流融冰的工程实施,且实现架空地线融冰是一项系统性工程和精细化工程。     

直流融冰覆冰线路全控直流融冰电源及其控制切换策略

针对现有融冰电源的状况,提出了一种新型的基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)斩波调压电路的电压源型换流器(VSC)功率单元级联直流融冰电源拓扑。对VSC功率单元的工作模式和级联型融冰电源的工作特性进行了分析,结合该电源的拓扑特点,提出了功率单元的单位功率因数脉宽调制(PWM)控制+6重移相斩波调压控制的新型控制组合策略。根据融冰电源的应用方法,提出了基于"一进两回"融冰接入方法的新型三相循环自动融冰控制策略,给出了切换方法并进行了详细分析,同时对直流侧故障策略进行了分析。实验结果表明,该融冰电源具有电压稳定可调、恒流输出的特性,可以有效完成自动融冰功能,电能质量参数明显优于现有其他类融冰电源。     

江西省电网直流融冰计算研究

简述了江西电网开展直流融冰研究的目的及意义,建立了直流融冰,临界电流计算模型,分析了线径、冰厚、风速及环境温度对临界融冰电流的影响,并根据江西电网110 kV及以上输电线路参数进行仿真计算,得出江西电网典型110 kV、220 kV及全省网500 kV输电线路融冰电流、功率选择方案.     

江西省电网直流融冰计算研究

简述了江西电网开展直流融冰研究的目的及意义,建立了直流融冰临界电流计算模型,分析了线径、冰厚、风速及环境温度对临界融冰电流的影响,并根据江西电网110 kV及以上输电线路参数进行仿真计算,得出江西电网典型110 kV、220 kV及全省网500 kV输电线路融冰电流、功率选择方案。     

基于故障电流特征的光伏中压直流输电线路保护研究

光伏中压直流输电系统内部含有的大量电力电子器件使得整体耐压水平不高,在输电线路发生故障时易遭受破坏,需保护快速响应。为此利用故障初期暂态电气量构造了保护判据,该判据利用了以e为底的幂指函数性质对故障电流变化进行统一描述,能可靠识别故障类型,不存在动作死区,具有较好的全线速动能力。最后通过在MATLAB/Simulink进行仿真验证了该保护判据的可靠性,且具有一定的抗外界干扰能力。     

基于3D有限元模型的架空输电线路融冰电流计算

给出了架空输电线路直流融冰所涉及的两个重要参数:最小融冰电流和最大允许融冰电流的概念及计算方法。基于有限元法,以500kV架空输电线路常用的LGJ300/40钢芯铝绞线为模型,建立了覆冰导线3D热-电耦合仿真模型,计算出不同气候条件下、不同覆冰厚度的最小融冰电流,以及导线正常运行所允许的最大融冰电流,讨论了各种气候情况下融冰电流调节裕度,总结了最小融冰电流随环境条件和覆冰厚度的变化规律,可为运行人员提供重要的决策依据。     

输电线路直流融冰的谐波仿真分析

通过在MATLAB中搭建6脉波和12脉波直流融冰装置模型对其产生的谐波进行仿真计算,得出6脉波直流融冰装置模型主要产生5次和7次谐波;12脉波直流融冰装置模型的谐波主要是11次和13次。在未采取谐波抑制措施时,两种融冰装置模型的谐波畸变率均超过了10％。通过串联电抗,两台主变并联运行作为融冰电源等谐波抑制措施使谐波畸变率满足IEEE标准谐波总畸变率不超过5％的要求。     

国家电网特高压直流线路融冰方法获发明专利

国家电网公司提出的特高压直流输电系统线路融冰方法获国家知识产权局授予的发明专利权。这种线路融冰方法是从换流站的主接线中增加连接线和开关,通过改变相应开关的通断状态,改变换流器之