[发明专利]基于液流电池的交流融冰方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路融冰技术领域，具体为一种基于液流电池的交流融冰方法。

背景技术

中国是世界上输电线路覆冰最严重的国家之一，严重覆冰会导致输电线路机械和电气性能急剧下降，从而导致覆冰事故的发生。我国湖南、湖北、贵州、江西、云南、四川、河南和陕西等省都曾发生过输电线路覆冰事故，覆冰事故已严重威胁了我国电力系统的安全运行，并造成了巨大的经济损失。

导线覆冰的主要危害如下：

1、过荷载：导线覆冰厚度的实际重量超过设计值很多，从而导致架空输电线路出现机械和电气方面的事故；

2、不同期脱冰或不均匀覆冰事故：相邻档导线不均匀覆冰或不同期脱冰产生张力差，使导线、地线在线夹内滑动，严重时将使导线外层铝股在线夹出口处全部断裂、钢芯抽动；

3、绝缘子串冰闪事故：绝缘子覆冰或被冰凌桥接后，绝缘强度下降，泄漏距离缩短，融冰时绝缘子的局部表面电阻增加，形成闪络事故，闪络发展过程中持续电弧烧伤绝缘子，引起绝缘子绝缘强度降低；

4、导线覆冰舞动事故：导线因不均匀覆冰而在风的作用下产生舞动，覆冰导线的低频高幅舞动造成金具损坏、导线断股、相间短路、杆塔倾斜或倒塌等严重事故。

因此，有效实用的融冰方法对减轻输电线路冬季受冰雪袭击具有重要意义，现有技术中的融冰方法主要为各类热力融冰方法，热力融冰法的基本原理是在线路上通以高于正常电流密度的传输电流以获得焦耳热进行融冰，前期研究主要包括：1982年PohlmSn和LSnders采用的高电流密度熔冰；1976年以来中国和1993年以来加拿大MSnitobS水电局采用的短路电流熔冰以及1987～1990年日本YSsui、YSmSmoto和Fuji等研制的电阻性铁磁线，目前国内220kV及以下输电线路,除了在电力线路设计和施工中采用“避、改、抗、防”等措施外，对于发生在大范围的输电线路覆冰问题，导线的热力融冰方法是最有效的方法。

其中，交流融冰技术的原理是将覆冰线路作为负载施加交流电源，提供融冰电流加热导线使覆冰融化，现有技术中的交流融冰方法存在如下问题：采用发电机组提供融冰电源虽可减少投资但却受发电机组容量与融冰所需容量的限制，大多数情况都不满足需求；采用系统电源作为融冰电源使用条件受限，在电网故障以及解列的情况下系统电源断电，无法使用。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种基于液流电池的交流融冰方法。

本发明的技术手段如下：

一种基于液流电池的交流融冰方法，包括如下步骤：

S1：将需融冰输电线路末端与包括电阻器和第六开关单元的接地系统相连接；所述电阻器一端接地，另一端通过第六开关单元与需融冰输电线路末端相连接，执行S2；

S2：主控系统根据公式I_C＝(D/ρ)[(t_s-t)(πh+πσεt³+2EVWc_w+2EVW_EL_V]计算出防止需融冰输电线路覆冰的临界电流I_C，其中D为需融冰输电线路的导线直径、ρ为需融冰输电线路的导线电阻率、t_s为需融冰输电线路的导线表面温度、h为对流换热系数、σ为StefSn-BoltcomSnn常数、ε为需融冰输电线路的导线黑度、E为需融冰输电线路的导线对空气中过冷却水滴的捕获系数、V为湿空气或过冷却水滴的移动均匀速度、W为湿空气或过冷却水滴的含湿量、t为湿空气或过冷却水滴的温度、c_w为水的比定压热容、W_E为在需融冰输电线路的导线表面蒸发的液体份额、L_V为水的汽化潜热，执行S3；

S3：主控系统根据计算出的临界电流I_C、以及当前环境温度下的需融冰输电线路电阻与电阻器电阻的和值R得出所需融冰功率P＝I_C²R，执行S4；

S4：闭合第三开关单元、闭合连接高压母线和需融冰输电线路始端的开关单元、以及闭合第六开关单元，执行S5；

S5：主控系统控制液流电池供电系统输出功率达到所需融冰功率P；所述液流电池供电系统包括依次串接的液流电池单元、储能逆变器、第三变压器和第三开关单元，该液流电池供电系统输出端连接高压母线；执行S6；