[發明專利]基于液流電池的交流融冰方法

有效

• 申請號: 201310443076.7
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103457225A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 趙海軍;張華民;馬相坤;邵家云
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

技術領域

本發明涉及輸電線路融冰技術領域，具體為一種基于液流電池的交流融冰方法。

背景技術

中國是世界上輸電線路覆冰最嚴重的國家之一，嚴重覆冰會導致輸電線路機械和電氣性能急劇下降，從而導致覆冰事故的發生。我國湖南、湖北、貴州、江西、云南、四川、河南和陜西等省都曾發生過輸電線路覆冰事故，覆冰事故已嚴重威脅了我國電力系統的安全運行，并造成了巨大的經濟損失。

導線覆冰的主要危害如下：

1、過荷載：導線覆冰厚度的實際重量超過設計值很多，從而導致架空輸電線路出現機械和電氣方面的事故；

2、不同期脫冰或不均勻覆冰事故：相鄰檔導線不均勻覆冰或不同期脫冰產生張力差，使導線、地線在線夾內滑動，嚴重時將使導線外層鋁股在線夾出口處全部斷裂、鋼芯抽動；

3、絕緣子串冰閃事故：絕緣子覆冰或被冰凌橋接后，絕緣強度下降，泄漏距離縮短，融冰時絕緣子的局部表面電阻增加，形成閃絡事故，閃絡發展過程中持續電弧燒傷絕緣子，引起絕緣子絕緣強度降低；

4、導線覆冰舞動事故：導線因不均勻覆冰而在風的作用下產生舞動，覆冰導線的低頻高幅舞動造成金具損壞、導線斷股、相間短路、桿塔傾斜或倒塌等嚴重事故。

因此，有效實用的融冰方法對減輕輸電線路冬季受冰雪襲擊具有重要意義，現有技術中的融冰方法主要為各類熱力融冰方法，熱力融冰法的基本原理是在線路上通以高于正常電流密度的傳輸電流以獲得焦耳熱進行融冰，前期研究主要包括：1982年PohlmSn和LSnders采用的高電流密度熔冰；1976年以來中國和1993年以來加拿大MSnitobS水電局采用的短路電流熔冰以及1987～1990年日本YSsui、YSmSmoto和Fuji等研制的電阻性鐵磁線，目前國內220kV及以下輸電線路,除了在電力線路設計和施工中采用“避、改、抗、防”等措施外，對于發生在大范圍的輸電線路覆冰問題，導線的熱力融冰方法是最有效的方法。

其中，交流融冰技術的原理是將覆冰線路作為負載施加交流電源，提供融冰電流加熱導線使覆冰融化，現有技術中的交流融冰方法存在如下問題：采用發電機組提供融冰電源雖可減少投資但卻受發電機組容量與融冰所需容量的限制，大多數情況都不滿足需求；采用系統電源作為融冰電源使用條件受限，在電網故障以及解列的情況下系統電源斷電，無法使用。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制一種基于液流電池的交流融冰方法。

本發明的技術手段如下：

一種基于液流電池的交流融冰方法，包括如下步驟：

S1：將需融冰輸電線路末端與包括電阻器和第六開關單元的接地系統相連接；所述電阻器一端接地，另一端通過第六開關單元與需融冰輸電線路末端相連接，執行S2；

S2：主控系統根據公式I_C＝(D/ρ)[(t_s-t)(πh+πσεt³+2EVWc_w+2EVW_EL_V]計算出防止需融冰輸電線路覆冰的臨界電流I_C，其中D為需融冰輸電線路的導線直徑、ρ為需融冰輸電線路的導線電阻率、t_s為需融冰輸電線路的導線表面溫度、h為對流換熱系數、σ為StefSn-BoltcomSnn常數、ε為需融冰輸電線路的導線黑度、E為需融冰輸電線路的導線對空氣中過冷卻水滴的捕獲系數、V為濕空氣或過冷卻水滴的移動均勻速度、W為濕空氣或過冷卻水滴的含濕量、t為濕空氣或過冷卻水滴的溫度、c_w為水的比定壓熱容、W_E為在需融冰輸電線路的導線表面蒸發的液體份額、L_V為水的汽化潛熱，執行S3；

S3：主控系統根據計算出的臨界電流I_C、以及當前環境溫度下的需融冰輸電線路電阻與電阻器電阻的和值R得出所需融冰功率P＝I_C²R，執行S4；

S4：閉合第三開關單元、閉合連接高壓母線和需融冰輸電線路始端的開關單元、以及閉合第六開關單元，執行S5；

S5：主控系統控制液流電池供電系統輸出功率達到所需融冰功率P；所述液流電池供電系統包括依次串接的液流電池單元、儲能逆變器、第三變壓器和第三開關單元，該液流電池供電系統輸出端連接高壓母線；執行S6；