输电网冰凌灾害的供电不间歇智能防控系统与方法技术方案

一种输电网冰凌灾害的供电不间歇智能防控系统与方法，系统包括：图像传感器、信号处理器、系统控制器、上游高压开关柜、电力降压变压器、遥控信号发送模块、电力电子变电装置、输电网、上游高频扼流器组、上游高压电容器组、下游高频扼流器组、遥控信号接收模块、下游高压开关柜、下游高压电容器组、电流传感器。本发明专利技术能够确保三相导线在受到高频大电流热融化的同时产生电致机械震荡的最佳振幅。在最适宜的高频大功率电流、适宜的机械震荡频率和最佳振幅三个要素的共同作用下，加快导线表面冰凌的融化和脱落，因此能够缩短除冰的时间，达到节省热融化耗能的效果。

With the method of intelligent control system of intermittent power grid ice flood disaster

A method of intelligent control system of intermittent power grid ice flood disaster system includes: image sensor, signal processor and system controller, upstream high-voltage switch cabinet, transformer, electric remote control signal transmission module, power electronic device, electric power transmission network, the upstream high-frequency choke upstream group, high-voltage capacitor group, the lower frequency choke group, remote control signal receiving module, downstream of high voltage switchgear, downstream high-voltage capacitor group, current sensor. The invention can ensure that the three-phase conductor generates the optimum amplitude of the electro mechanical oscillation at the same time that the high frequency high current is melted. In the interaction of the three elements of the mechanical oscillation frequency of high frequency and high power current, the most suitable and best suitable amplitude, speed up the ice melt and fall off the wire surface, so it can shorten the deicing time, saving energy effect of hot melt.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种电力系统及其自动化
的智能防控系统与方法，具体是一种。
技术介绍
2008年50年一遇的冰雪灾害对电力系统的影响至今历历在目。当时我国南方多个省份陆续出现输电网倒塔、断线等事故，导致了电网的大面积停电，状况前所未有。电网如此脆弱，这跟我国在制定国家南方电网建设标准和电力输配方式的软硬件时，多注重其高效经济性，而忽视增强电网设施本身的安全耐候性有关；同时也显现，人们尽快掌握防控输电网冰凌灾害有效技术的重要性与迫切性。2010与2011年冬春交汇之际，在云南、贵州、江西等南方省份再次出现严重的输电网冰凌现象。虽然这些地区的输电网经过前两年的改造后并没有出现2008年冬天的大面积倒塌现象，但是输电线上的除冰任务仍然十分艰巨。从报刊等媒体报道获知为了避免再次出现输电网大面积倒塌灾难，该地区的电力部门职工不得不依靠大量的劳动力对输电线实施人工除冰，而且是采用极为低级、落后的方法，让高压输电网“拉闸”停电后，采用棍棒敲打让输电线上凝结的冰凌掉落下来，除此之外，几乎别无上策。其劳动强度之大、除冰效率之低，可想而知。我国现行电网建设标准中，所采用的塔杆承载能力是电网导线重量和拉力的五倍左右，这在正常的电力输配过程中已经足够，但是，在南方多个省份遭受冻雨冰凌特大灾害袭击时，有些地区的导线附冰重量在一夜之间就会突增五、六十倍。如此天降超负重载的出现对原来再坚固的塔杆也是无法承受的，其后果必然发生倒塔、断杆、断线，乃至“多米诺效应”般地全线倒塌、崩溃。要通过提高输电线标准来抗拉高出原先几十倍的应力，其经济成本是国家电网所难以承担的，更谈不上输电系统的高效经济性问题。可以说，在电网建设过程中如何防治冰凌灾害问题，迄今仍是全国上下共同关心的大事，因为，即使将电网建设硬件设施标准提高，如将电网导线增粗、塔杆增强，但是如果没有从检控与防治上找到有效的技术方法，在未来可能出现的更大规模自然灾害前面，电网安全仍然存在未知数。就现有的技术而言，常用的输电网除冰技术大体上分为机械除冰、热力除冰和电线涂覆憎水憎冰材料三类技术。第一类、机械除冰技术经对现有技术文献的检索发现，JamesW. Hall的“Ice storm management on an electrical utility system” (Proceedings of th7th IffAIS, Canada,1996，225-230)介绍了采用起重机、绝缘作业工具车和带电直接作业方式机械除冰的方法，同时还介绍手工除冰或直升飞机除冰的典型机械除冰方法等。这种除冰方法耗能小、价格低廉，但操作困难，既不安全，又不十分有效，安全性能亦无法得到保障。再经对现有技术文献的检索发现，Mulherin、Donaldson的“Modeling of the IceAccretion on Wires"(Journal of Climate and Applied Meteorology,1998,Vol. 23)介绍一种由地而操作人员拉动一个可在线路上行走的滑轮达到铲除导线上覆冰的方法。这是一种目前唯一得到实际应用的输电线路除冰的机械方法，但是仍然需要依靠繁重的人力资源。第二类、热力除冰技术经对现有技术文献的检索发现，DavidsonC. C. ,Horwill C,Granger Μ.和Dery A 的"APower-Electronics Based Transmission Line Deicing System，，(AC and DC Power Transmission,2006. ACDC 2006. The 8th IEE International Conference on 28-31 March 2006 Page (s) =135-139)介绍了利用线路电抗与电阻比很大的实际情况，提出一种将欲除冰线路脱离电网再通以高压直流电的除冰方法。该方法是当有冰凌在电线上积累时，由冰冻感应器预警，电力公司将冰冻线路暂时隔离出电网。利用高压电力电子装置将此段线路短路以形成回路，此时再注入直流电 (电流大小由线路类型决定)，线路因焦耳效应发热除冰。考虑到每年线路只是一小段时间需要除冰，高压电力电子装置在平时正常情况下可作为无功补偿器并网运行，这样既增加了其系统的经济效益，又保障了线路的全天候安全可靠性。再经对现有技术文献的检索发现，ReneCloutier, Andr6Bergeron和Jacques Brochu 的“On-Load Network De-Icer Specification for a Large Transmission Network，，(IEEETransactions on Power Delivery, Vol. 22, No. 3, July 2007. PP. 1947-1955)介绍一种用于高压大电网的带载去冰方案。该方法无需断开线路，只需利用移相变压器将线路上的电压相位改变使得两路高压输电线路上的潮流分配发生改变，从而使得其中一条线路上的电流增加、温度升高，进而达到除冰目的。但是，这些单一依靠直流电或改变潮流分配的“焦耳效应致发热除冰”方法作用时间较长，所消耗的电能巨大，以致除冰成本较高。第三类、电线涂覆憎水憎冰材料技术经对现有技术文献的检索发现，王瑾、杨宝杰、张靠社的“架空输电线路覆冰危害及防冰除冰的措施”(科技综述，2008年第7期)介绍的是在导线表面包涂憎水憎冰性材料。要求这种材料既要与金属基体有较好的结合力和较高的传热系数，还要具有低表面张力系数和高憎水憎冰性，因此，可以最大限度地减少水和冰对导线表面的附着力，极易将水或冰从其表面脱落，从而达到防止凝结冰凌的效果。但是，该方法势必增加整个电网的建设成本，而且随着使用时间的延长，现有工艺的输电线涂层材料难免会出现老化与龟裂而失去原有“憎水憎冰”的效果。对绝大部分区域的电力输配系统在不改变原有技术标准的前提下，如何有效提高其抗冻雨、积雪、冰凌灾害的能力正是本专利技术技术所要解决的核心技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种，能够高效防控输电线冰凌灾害的发生(以下将“消除输电网冰凌”、“消除冰凌”简称为“除冰”)。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术所涉及输电网冰凌灾害的供电不间歇智能防控系统，包括图像传感器、信号处理器、系统控制器、上游高压开关柜、电力降压变压器、遥控信号发送模块、电力电子变电装置、输电网、上游高频扼流器组、上游高压电容器组、下游高频扼流器组、遥控信号接收模块、下游高压开关柜、下游高压电容器组、电流传感器。其中，图像传感器的输出接口与信号处理器的输入接口连接；信号处理器的输出接口与系统控制器及遥控信号发送模块的数字输入接口连接；系统控制器的输出接口与上游高压开关柜的控制信号输入接口连接；上游高压开关柜中的第一组常开开关的三个输入触点端头与输电网上游三相端点连接，上游高压开关柜中的第一组常开开关的三个输出触点端头与电力降压变压器的原边三相输入端点连接；电力降压变压器的副边三相输出端点及中性点与电力电子变电装置的电源输入接口连接，电力电子变电装置的电流检测信号输入接口与电流传感器的输出接口连接，电流传感器设置于电力电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种输电网冰凌灾害的供电不间歇智能防控系统，其特征在于，包括：图像传感器、信号处理器、系统控制器、上游高压开关柜、电力降压变压器、遥控信号发送模块、电力电子变电装置、输电网、上游高频扼流器组、上游高压电容器组、下游高频扼流器组、遥控信号接收模块、下游高压开关柜、下游高压电容器组、电流传感器，其中，图像传感器的输出接口与信号处理器的输入接口连接；信号处理器的输出接口与系统控制器及遥控信号发送模块的数字输入接口连接；系统控制器的输出接口与上游高压开关柜的控制信号输入接口连接；上游高压开关柜中的第一组常开开关的三个输入触点端头与输电网上游三相端点连接，上游高压开关柜中的第一组常开开关的三个输出触点端头与电力降压变压器的原边三相输入端点连接；电力降压变压器的副边三相输出端点及中性点与电力电子变电装置的电源输入接口连接，电力电子变电装置的电流检测信号输入接口与电流传感器的输出接口连接，电流传感器设置于电力电子变电装置的任意一个回路中，电力降压变压器的中性点接地；电力电子变电装置输出接口的三个高电位输出端点与上游高压开关柜中第三组常开开关的三个输入触点端头连接，电力电子变电装置输出接口的三个低电位输出端点共地；上游高压开关柜中第三组常开开关的三个输出触点端头与上游高压电容器组中的三个高压电容器的三个输入端头连接；上游高压电容器组中的三个高压电容器的三个输出端头分别与上游高频扼流器组中三个高频扼流电感器后端三个端头对应连接；上游高频扼流器组中的三个高频扼流电感器前、后端三对端头分别与上游高压开关柜中第二组常闭开关的输入、输出三对端头对应并接后，再分别串接于输电网上游的三相对应线路中；遥控信号发送模块通过发射天线向遥控信号接收模块的接收天线发送遥控信号；遥控信号接收模块的输出接口与下游高压开关柜的输入接口连接；下游高压开关柜中的第一组常闭开关的输入、输出三对端头与下游高频扼流器组中的三个高频扼流电感器前、后端的三对端头并接后，再串接于输电网下游的三相对应线路中；下游高压电容器组中的三个高压电容器的三个输入端头分别与下游高频扼流器组中三个高频扼流电感器前端三个端头对应连接，下游高压电容器组中的三个高压电容器的三个输出端头共同接地。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀彬，曼苏乐，黄军剑，朱磊，胡志勇，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31