CN101552443B - 双极直流输电线路融冰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种在直流输电系统中双极直流输电线路融冰的方法，所述方法包括：设置双极直流输电线路两极电压极性为同极性；双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰；闭锁两极，融冰结束。本发明实现了无需对现有的双极直流输电系统的结构进行改变，就可以实现两极直流线路上分别输送足以进行融冰的较大的电功率，而直流输电系统与两端交流系统只交换较小的电功率的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电领域，更具体地说，涉及一种双极直流输电线路融冰的方法。
背景技术
目前，因输电线路结冰和积雪而造成高压输电线断线和倒塔、倒杆的事故时有发生，高压输电线路断线和倒塔事故严重影响了电网的安全运行，造成大面积停电事故。为了防止这类事故的发生，必须及时将导线上的结冰积雪化掉。
针对目前所使用的双极远距离直流输电系统直流线路的融冰方法可分为以下两类：
一类是不改变现有的双极远距离直流输电系统的结构，单纯依靠增大直流输电系统输送的功率，产生足够大的电流，利用电流的发热进行融冰，如图1所示。图1中，交流系统中的交流电经换流变进行电压、电流的变换，之后，经过变压后的交流电经过换流阀后，由交流电转换为直流电。交流系统中的交流电经过两次变换后，可以分别在两极的直流线路上产生一个正的直流电压和一个负的直流电压，根据图1的表示，设极1直流线路上的电压是正电压(大于0)，而极2直流线路上的电压是负电压(小于0)，因此，两极线路上产生的电功率是同向的，由此可以计算出直流输电系统与两端交流系统所交换的电功率应为两极线路上功率的和，两极上的直流电达到接收端后再经过换流阀和换流变的转换后，由直流电再度变换为交流电，进入接收端的交流系统。由此可以得到，若要满足融冰的要求，则两极直流线路的功率就要足够大，但是受制于水库水位、负荷较小等因素，往往不能输送太大的功率，因此，融冰效果不佳。
另一类则需要改变现有的双极远距离直流输电系统的结构，如图2所示，该方法需要将双极直流输电线路在一端短接，并在另一端接入外部电源设备，并由外部电源设备提供的能量转化为直流线路的发热，达到融冰的效果。由于该方法要求将整个直流线路从原直流输电系统中退出，同时依靠增加开关、引线等设备形成新的电流回路，且必须配备独立的外部电源设备，因此需要较大的设备投资。
由上述两种方法可以得到，现有的双极直流输电线路融冰的方法存在着直流线路无法输送融冰所要求的电功率或增加系统复杂度和设备投资的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种双极直流输电线路融冰的方法，即设置双极直流输电线路两极电压极性为同极性；双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰；闭锁两极，融冰结束。本发明可以解决现有技术中直流线路无法输送融冰所要求的电功率或增加系统复杂度和设备投资的问题。
本发明实施例是这样实现的：
一种在直流输电系统中双极直流输电线路融冰的方法，所述直流输电系统包括换流变、换流阀、双极直流输电线路、直流控制保护系统，
设置双极直流输电线路两极电压极性为相同；由双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰；进行融冰保护进程；按照以下步骤进行融冰保护进程：
a、启动融冰保护程序；
b、判断融冰保护是否投入使用，如果融冰保护未投入使用，则不采取任何措施；如果融冰保护投入使用，则执行步骤c；
c、判断双极直流输电线路两极的直流功率传输方向是否相反，如果方向相同，则不采取任何措施；如果方向相反，则执行步骤d；
d、判断本极是否处于运行中，如果本极未运行，则不采取任何措施；如果本极处于运行中，则执行步骤e；
e、判断另一极是否停止运行，如果另一极未停止运行，则不采取任何措施；如果另一极已停止运行，则执行步骤f；
f、测量两极所传输的电功率，并计算其差值，如果差值小于所设定的参考值，则不采取任何措施；如果差值大于所设定的参考值，则执行步骤g；
g、本极进行闭锁处理。
所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之前进一步包括：以不致使直流系统断流的最小电流指令解锁两极。
所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之前进一步包括：逐渐将两极电流增大至融冰所要求的电流大小。
所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之后进一步包括：逐渐减小两极电流至最小允许电流值。
对现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点和特点：本发明实施例采用的是通过将双极直流输电线路两极电压极性选择为同极性，由此两极可以产生反向的电功率，达到两极直流线路上分别输送较大的电功率，而直流输电系统与两端交流系统交换较小的电功率的目的，另外，该技术方案无需改变现有的双极直流输电线路的系统结构，减少了资金的投入。
较佳地，该方案还采取了融冰保护措施，避免了系统在某一极闭锁时造成整个直流输电系统与两端交流系统交换的功率过大，造成对交流系统的损害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为增大直流线路电流的融冰方法的系统示意图；
图2为外施电源的融冰方法的系统示意图；
图3为本发明所涉及的具体实施例的融冰方法流程图；
图4为两极电压均采用正极性的融冰方法的系统示意图；
图5为两极电压均采用负极性的融冰方法的系统示意图；
图6为融冰保护工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种直流输电线路融冰的方法，该方法通过设置双极直流输电线路两极电压极性相同；双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰。这样，无需对现有的双极直流输电系统的结构进行改变，就可以实现两极直流线路上分别输送足以进行融冰的较大的电功率，而直流输电系统与两端交流系统只交换较小的电功率的技术效果。
下面，将本发明具体为以下步骤，如图3所示：
步骤301：融冰开始；
步骤302：选择双极直流线路两极的电压极性；
该步骤是整个技术方案的关键所在，该步骤的实施不改变现有的双极直流线路的系统结构，如图4所示，交流系统中的交流电经换流变进行电压、电流的变换，之后，经过变压后的交流电经过换流阀后，由交流电转换为直流电。交流系统中的交流电经过两次变换后，可以分别在两极的直流线路上产生都大于0的电压，即正极性电压，而换流阀又是一个单向电流导通装置，所以，电流的方向无法改变，这样两极线路上产生的电功率是反向的，由此可以计算出由发送端输往接收端的电功率应为两极线路上功率的差，这样就可实现两极直流线路上分别输送较大的电功率，而直流输电系统与两端交流系统交换较小的电功率的技术效果，两极上的直流电达到接收端后再经过换流阀和换流变的转换后，由直流电再度变换为交流电，进入接收端的交流系统。同理，也可使两极的直流线路上产生都小于0的电压，即负极性电压，可以产生同样的技术效果，如图5所示。
步骤303：启动融冰保护；
当融冰过程顺利进行时，直流输电系统与两端交流系统交换的功率很小，但如果直流输电系统的任何一极因为某种原因闭锁，例如：线路出现问题或者该极线路上的任一设备出现故障，导致该极直流线路无法正常工作，那么整个直流输电系统与两端交流系统交换的功率将非常大，并会对交流系统带来严重的冲击，为了防止出现上述情况，需启动融冰保护程序，图6为融冰保护的工作流程图，具体步骤如下：
步骤601：启动融冰保护程序；
步骤602：判断融冰保护是否投入使用，如果融冰保护未投入使用，则转至步骤608，即不采取任何措施；如果融冰保护投入使用，则执行步骤603；
步骤603：判断双极直流输电线路两极的直流功率传输方向是否相反，如果方向相同，则不采取任何措施；如果方向相反，则执行步骤604；
步骤604：判断本极是否处于运行中，如果本极未运行，则不采取任何措施；如果本极处于运行中，则执行步骤605；
步骤605：判断另一极是否停止运行，如果另一极未停止运行，则不采取任何措施；如果另一极已停止运行，则执行步骤606；
步骤606：测量两极所传输的电功率，并计算其差值，如果差值小于所设定的参考值，则不采取任何措施；如果差值大于所设定的参考值，则执行步骤607，即对本极进行闭锁处理。
步骤601至608所涉及的融冰保护程序贯穿于整个融冰过程，对融冰过程进行实时监控，防止融冰过程中由于某一极的闭锁而造成交流系统的损坏。
融冰保护启动后，系统可以进行融冰操作：
步骤304：解锁两极至最小允许电流；
解锁两极时，其电流指令值应为最小允许电流值，避免因两极解锁的不同步引起极闭锁。
步骤305：增大两极电流至能够产生良好的融冰效果；
步骤306：两极大电流长时间运行；
该步骤中的大电流运行时间取决于融冰的实际情况。
步骤307：降两极电流至最小允许电流值；
步骤308：闭锁两极；
步骤309完成整个融冰过程，并将两极电压恢复至反向状态，进行正常的输电工作。
由以上实施例可以得出：本发明通过将双极直流输电线路两极电压极性设置为相同，由此两极可以产生反向的电功率，达到两极直流线路上分别输送较大的电功率，而直流输电系统与两端交流系统交换较小的电功率的目的，另外，该技术方案无需改变现有的双极直流输电线路的系统结构，减少了资金的投入。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种在直流输电系统中双极直流输电线路融冰的方法，所述直流输电系统包括换流变、换流阀、双极直流输电线路、直流控制保护系统，其特征在于：
设置所述双极直流输电线路两极电压极性相同；
由所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰；
进行融冰保护进程，包括：
a、启动融冰保护程序；
b、判断融冰保护是否投入使用，如果融冰保护未投入使用，则不采取任何措施；如果融冰保护投入使用，则执行步骤c；
c、判断双极直流输电线路两极的直流功率传输方向是否相反，如果方向相同，则不采取任何措施；如果方向相反，则执行步骤d；
d、判断本极是否处于运行中，如果本极未运行，则不采取任何措施；如果本极处于运行中，则执行步骤e；
e、判断另一极是否停止运行，如果另一极未停止运行，则不采取任何措施；如果另一极已停止运行，则执行步骤f；
f、测量两极所传输的电功率，并计算其差值，如果差值小于所设定的参考值，则不采取任何措施；如果差值大于所设定的参考值，则执行步骤g；
g、本极进行闭锁处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之前进一步包括：以不致使直流系统断流的最小电流指令解锁两极。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之前进一步包括：逐渐将两极电流增大至融冰所要求的电流大小。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述双极直流输电线路两极输送反向电功率进行融冰之后进一步包括：逐渐减小两极电流至最小允许电流值。
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