直流融冰裝置主參數的確定方法
2023-10-05 06:20:14
專利名稱：：直流融冰裝置主參數的確定方法
技術領域：
：本發明是一種直流融冰裝置主參數的確定方法，屬於直流融冰裝置主參數的確定方法的改造技術。
背景技術：
：目前電力工業是國民經濟的基礎產業，它既是促進國民經濟發展的生產資料，又是人們生活中不可缺少的生活資料。電網是關係國家能源安全和國民經濟命脈的重要基礎設施和公用事業，承擔著為經濟社會發展和國計民生提供重要的能源保障、促進經濟社會可持續發展的重大責任。隨著現代化水平的不斷提高，全社會對電力的依賴程度越來越高，對電力供應的質量也提出了更高要求。低溫雨雪冰凍天氣引起的輸電線路覆冰是眾多國家電力系統所面臨的嚴重威脅之一，嚴重的覆冰會引起電網斷線、倒塔，導致大面積停電事故，也使得快速恢復送電變得非常困難。20世紀40年代以來，冰災的威脅一直是電力系統工業界竭力應對的一大技術難題。1998年北美風暴給美加電網帶來了嚴重的影響，造成了範圍廣闊的電力中斷。2005年，低溫雨雪冰凍天氣曾給我國華中、華北電網造成嚴重的災害。2008年1-2月，低溫雨雪冰凍天氣再次襲擊我國南方、華中、華東地區，導致貴州、湖南、廣東、雲南、廣西和江西等省輸電線路大面積、長時間停運，給國民經濟和人民生活造成巨大損失。4為了防止這種情況的再次出現，對輸電線路進行融冰是一種很好的方法。與交流融冰法不一樣，在一定的環境條件下，直流融冰所需要的電源容量僅決定於需融冰線路的直流電阻和導線長度。與高壓直流輸電運行不同，由於要適用於多條線路融冰，直流融冰裝置具有多個額定運行工況。但到目前為止，尚未有系統性的直流融冰裝置主參數確定方法。
發明內容本發明的目的在於考慮上述問題而提供一種在保證直流融冰裝置滿足各線路能夠快速融冰的前提下，儘可能減小直流融冰裝置的容量，以降低直流融冰裝置的投資的直流融冰裝置主參數的確定方法。本發明的技術方案是包括有如下步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數；2)根據歷史氣象條件計算並確定各線路的最小融冰電流，取各線路最小融冰電流中的最大值為直流融冰裝置額定電流；3)以最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的直流電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為容量的計算公式為=2xrx/2";式中導線的直流電阻率(Q/km);/—導線的最小融冰電流(A);丄一兩變電站間導線長度(km)。4)以1.2倍最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的輸出電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為t/flC=1.5xrx/x^，容量的i十算7仝式為=1.5x/"x/2x^;式中導線的直流電阻率(Q/km);/—導線的最小融冰電流(A);￡—兩變電站間導線長度(km)。5)取步驟3)和步驟4)計算出的直流電壓最大值和容量最大值作為直流融冰裝置的額定直流電壓和額定容量；6)確定直流融冰裝置電流和容量過載能力為1.2倍額定兩小時，1.2倍額定兩小時即裝置能夠以額定容量的1.2倍和額定電流的1.2被運行兩個小時。上述步驟l)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數包括導線型號、線路長度、直流電阻。上述步驟5)的計算結果確定直流融冰裝置的額定容量和額定直流輸出電壓。上述步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數包括導線型號、線路長度、直流電阻。根據上述步驟5)的計算結果確定直流融冰裝置其它參數。本發明可以使得直流融冰裝置各參數得到優化，在保證直流融冰裝置滿足各線路能夠快速融冰的前提下，儘可能減小直流融冰裝置的容量，以降低直流融冰裝置的投資。本發明是一種方便實用的直流融冰裝置主參數的確定方法。本發明可以應用電力系統中各變電站直流融冰裝置的設計，具有良好的應用前景。圖1為本發明融冰方式1的原理圖；圖2為本發明融冰方式2的原理圖。具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。本發明的技術方案是本發明直流融冰裝置主參數的確定方法，包括有如下步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數；2)根據歷史氣象條件計算並確定各線路的最小融冰電流，取各線路最小融冰電流中的最大值為直流融冰裝置額定電流；3)以最小融冰電流和融冰方式1計算直流融冰裝置的直流電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為t/DC=2xrx/xi:,容量的計算公式為i>DC=2xrx/2XjL;式中r一導線的直流電阻率(Q/km);/一導線的最小融冰電流(A);丄一兩變電站間導線長度(km)。4)以1.2倍最小融冰電流和融冰方式2計算直流融冰裝置的輸出電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為f/^c=1.5xrx/x^，容量的i十算7A式為PDC=1.5xrx/2x^;式中導線的直流電阻率(Q/km);/—導線的最小融冰電流(A);L一兩變電站間導線長度(km)。5)取步驟3)和步驟4)計算出的直流電壓最大值和容量最大值作為直流融冰裝置的額定直流電壓和額定容量；6)確定直流融冰裝置電流和容量過載能力為1.2倍額定兩小時，1.2倍額定兩小時即裝置能夠以額定容量的1.2倍和額定電流的1.2被運行兩個小時。上述步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數包括導線型號、線路長度、直流電阻。上述步驟5)的計算結果確定直流融冰裝置的額定容量和額定直流輸出電壓。上述步驟l)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數包括導線型號、線路長度、直流電阻。根據上述步驟5)的計算結果確定直流融冰裝置其它參數。上述融冰方式1的原理圖如圖1所示，其工作原理為將需要融冰的交流線路停電，在對站將A、B、C兩相導線短接，在本站將A、C兩相導線接入直流融冰裝置的兩個輸出端，利用直流融冰裝置對A、B導線注入直流電流，進行A、B相導線融冰。上述融冰方式2的原理圖如圖2所示，其工作原理為將需要融冰的交流線路停電，在對站將A、B、C兩相導線短接，在本站將A、B兩相導線並接後接入直流融冰裝置的一個輸出端，在本站將C相導線接入直流融冰裝置的另一個輸出端，利用直流融冰裝置對A、B、C三相導線注入直流電流，進行C相導線融冰。對於貴州電網500kV福泉變電站，在2008年l-2月冰災中，所有500kV出線全部由於覆冰嚴重而損壞，給南方電網帶來了災難性影響。今年在該變電站安裝了一套直流融冰裝置對所有500kV出線進行直流融冰，這套直流融冰裝置主要參數釆用本發明進行確定。設計過程如下1)500kV福泉變電站共有6條500kV出線，線路導線型號、線路長度、直流電阻等如表l、表2第2-3列所示；2)根據歷史氣象條件確定該6條線路的最小融冰電流大約為3475A;3)以最小融冰電流和如圖1所示融冰方式1計算各線路直流融冰需要的直流電壓和容量如表1第6~7列所示；4)以1.2倍最小融冰電流和如圖2所示融冰方式2計算各線路直流融冰需要的直流電壓和容量如表2第6-7列所示；5)3)和4)計算出的直流電壓最大值為16.9kV、容量最大值為58.8MW,因此選擇該直流融冰裝置的額定容量為60MW，直流最大電壓為17kV，額定電流為3530A,電流和容量過載能力設計為1.2倍額定兩小時；6)以步驟5)的結果確定直流融冰裝置其它參數。表1:500kV福泉變電站500kV出線1-1融冰模式主要參數計算線路名稱線型長度(km)直流電阻(cs/km)最小融冰電流(A)直流壓降(v)融冰電源容量,500kV福青線LGJ-4x400/50105.70.01809347513284.446.2500kV貴福線LGJ-4x400/5091.00.01809347511441.039.8500kV鴨福I回LGJ-4x400/50130.30.01809347516383.256.9500kV鴨福II回LGJ-4x400/50134.70.01809347516932.558.8500kV福施I回LGJ-4x400/5090.40.01809347511360.239.5500kV福施II回LGJ-4x400/5090.40.01809347511360.239.5表2:5Q0kV福泉變電站500kV出線2-1融冰模式主要參數計算tableseeoriginaldocumentpage10權利要求1、一種直流融冰裝置主參數的確定方法，其特徵在於包括有如下步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數；2)根據歷史氣象條件計算並確定各線路的最小融冰電流，取各線路最小融冰電流中的最大值為直流融冰裝置額定電流；3)以最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的直流電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為UDC＝2×r×I×L，容量的計算公式為PDC＝2×r×I2×L；式中r—導線的直流電阻率(Ω/km)；I—導線的最小融冰電流(A)；L—兩變電站間導線長度(km)。4)以1.2倍最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的輸出電壓和容量，其中直流電壓的計算公式為UDC＝1.5×r×I×L，容量的計算公式為PDC＝1.5×r×I2×L；式中r—導線的直流電阻率(Ω/km)；I—導線的最小融冰電流(A)；L—兩變電站間導線長度(km)。5)取步驟3)和步驟4)計算出的直流電壓最大值和容量最大值作為直流融冰裝置的額定直流電壓和額定容量；6)確定直流融冰裝置電流和容量過載能力為1.2倍額定兩小時，1.2倍額定兩小時即裝置能夠以額定容量的1.2倍和額定電流的1.2被運行兩個小時。2、根據權利要求l所述的直流融冰裝置主參數的確定方法，其特徵在於上述步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數包括導線型號、線路長度、直流電阻。3、根據權利要求l所述的直流融冰裝置主參數的確定方法，其特徵在於根據上述步驟5)的計算結果確定直流融冰裝置的額定容量和額定直流輸出電壓。全文摘要本發明是一種直流融冰裝置主參數的確定方法。包括有如下步驟1)收集直流融冰裝置應用範圍內各線路的主要參數；2)根據歷史氣象條件計算並確定各線路的最小融冰電流，取各線路最小融冰電流中的最大值為直流融冰裝置額定電流；3)以最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的直流電壓和容量；4)以1.2倍最小融冰電流和融冰方式計算直流融冰裝置的輸出電壓和容量；5)取步驟3)和步驟4)計算出的直流電壓最大值和容量最大值作為直流融冰裝置的額定直流電壓和額定容量；6)確定直流融冰裝置電流和容量過載能力為1.2倍額定兩小時。本發明可以使得直流融冰裝置各參數得到優化，在保證直流融冰裝置滿足各線路能夠快速融冰的前提下，儘可能減小直流融冰裝置的容量，以降低直流融冰裝置的投資。本發明可以應用電力系統中各變電站直流融冰裝置的設計，具有良好的應用前景。文檔編號H02G7/16GK101459326SQ20081022071公開日2009年6月17日申請日期2008年12月31日優先權日2008年12月31日發明者闖傅,許樹楷,宏饒,黎小林申請人:南方電網技術研究中心