文档介绍：2012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 909 ±800kV 特高压直流输电线路融冰模式探析余春波(国家电网公司运行分公司宜宾管理处) 摘要: 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 种模式: 循环阻冰和并联融冰。循环阻冰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;并联融冰是将特高压直流换流器从串联接线方式转换为每站双极高端换流器并联运行,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并联融冰的控制策略,即整流侧并联的2 个换流器一个为定电流控制、另一个为定电压控制,逆变侧并联的2 个换流器均处于定电流控制,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。关键词: 融冰;特高压直流输电;控制策略;控制保护系统;换流器 1 引言随着电网的发展和全球极端气候频发,电网覆冰灾害不断加剧,覆冰影响范围也日益扩大, 造成的危害越来越严重,轻则引起闪络跳闸,重则导致金具损坏、断线倒杆(塔)等事故。2008 年初,我国南方大部分地区遭受了数十年一遇的严重冰雪灾害,电网受灾尤其严重,出现了大面积的电网解列和停电事故,这再一次引起人们对输电线路融冰技术的重视和深入研究。目前,我国已投运的±800 kV特高压直流输电线路共有3条,分别是向上、锦苏、和云广直流,其输送容量大,均在5000MW以上;后续还有多条特高压直流输电线路已列入建设计划。若特高压直流输电系统因履冰导致停运,将对送、受端电网造成巨大影响。同时由于直流线路输送距离远,中间需跨越多个易发严重覆冰灾害的区域,因此对直流输电线路融冰进行研究,提高直流输电工程防冰、抗冰能力, 对保障直流输电工程乃至整个电力系统的安全稳定运行具有重大意义。 2 输电线路履冰机理输电线路覆冰已成为威胁架空输电线路安全运行的重要因素之一,而导致输电线路覆冰的原因又是多种多样的,因此对覆冰的防治需要在覆冰机理、特点和规律等方面深入研究。(1) 输电线路履冰成因输电线路覆冰是受温度、湿度、冷暖空气对流、环流及风等因素影响的综合物理现象,是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果。在我国每年的冬季和初春季节,北方冷空气与南方暖湿空气交汇,形成“静止锋”及其延伸的“准静止锋”。由于冷气团由北向南贴近地面插在暖湿气团下部,故在“静止锋”影响范围内的大气中出现逆温现象,即从地面向上至静止锋线,温度先是在0℃以下,往上由于暖湿气团的影响,温度反而升高至0℃以上,再往上温度又降至0℃以下。在冻结高度以上,空气中的水气形成冰晶、雪花或过冷却水滴。冰晶、雪花或过冷却水滴在0℃或更低时与输电线路导线表面发生碰撞并冻结时,履冰现象就产生了。输电线路发生履冰现象必须满足下面几个条件:大气中有足够的冰晶、雪花或过冷却水滴,并与导线表面发生碰撞并冻结。 2012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集 910 (2) 影响履冰的因素当具备了形成履冰的温度和水气条件后,风对导线履冰起了重要的作用。它可将大量的冰晶、雪花或过冷却水滴不断的输向线路,与导线碰