一種電網(wǎng)中220v及以下等級的輸電線路防覆冰方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防覆冰方法，屬于電力、電氣傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨輸電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，越來越多的電氣元件（架空線、桿塔、變壓器等）暴露 在自然環(huán)境中，進一步增加了電網(wǎng)停運的風(fēng)險。根據(jù)地理氣象條件及相關(guān)歷史數(shù)據(jù)分析，世 界范圍內(nèi)已進入災(zāi)害多發(fā)期，并且從近些年的統(tǒng)計情況來看，災(zāi)害的頻率、強度以及波及范 圍也在不斷加劇。而在諸多自然災(zāi)害中，冰災(zāi)作為發(fā)生頻率高、持續(xù)時間長、影響范圍廣、破 壞強度大的主要自然災(zāi)害，已經(jīng)嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運行，給人類社會造成了巨大 的損失。
[0003] 除冰防冰方法、技術(shù)的研宄與應(yīng)用是世界性的難題，國內(nèi)外對此進行著長期的研 宄。目前大約有30多種處于各種階段的除冰防冰方法和技術(shù)，歸納起來大致可以分為以下 幾類：熱力除冰法、機械除冰法、自然被動法和其他除冰法。
[0004] 典型的熱力除冰技術(shù)有高壓直流電流除冰技術(shù)、交流電流除冰技術(shù)、脈沖電熱除 冰技術(shù)、高電流密度熔冰法以及1988?1990年由武漢高壓研宄所研制的低居里磁熱線除 冰法、我國一直采用和加拿大Manitoba水電局采用的短路電流融冰法等靠電熱自行加熱 輸電線路使覆冰融化的方法。低居里磁熱線除冰法存在一個問題，當(dāng)環(huán)境溫度達到除冰要 求進行除冰作業(yè)之后，在環(huán)境溫度不發(fā)生變化的情況下，鐵磁材料依舊產(chǎn)生熱耗損，影響線 路傳輸功率。而短路電流融冰法，需將所要融冰的輸電線路停下來，且合閘沖擊可能造成系 統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種主要針對220V及以下 電壓等級的輸電線路的防覆冰方法。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：一種電網(wǎng)中220V及以下等級的 輸電線路防覆冰方法，執(zhí)行步驟如下：
[0007] 1)根據(jù)收集到的線路覆冰信息和氣象信息，并結(jié)合SCADA系統(tǒng)確定所述電網(wǎng)的冰 情狀態(tài)；
[0008] 所述冰情狀態(tài)分為正常狀態(tài)和緊急狀態(tài)；
[0009] 所述SCADA系統(tǒng)定時收集所述電網(wǎng)中各輸電線路上的電壓、電流信息；
[0010] 2)根據(jù)所述冰情狀態(tài)確定協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略，生成相應(yīng)控制命令；
[0011] 當(dāng)所述冰情狀態(tài)為正常狀態(tài)時，以線路防覆冰為主要控制策略，以線路融冰為次 要控制策略，確定目標(biāo)函數(shù)并調(diào)用協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，生成防覆冰控制命令；
[0012] 當(dāng)所述冰情狀態(tài)為緊急狀態(tài)時，以線路融冰為主要控制策略，以線路防覆冰為次 要控制策略，確定目標(biāo)函數(shù)并調(diào)用協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，生成融冰控制命令；
[0013] 3)根據(jù)步驟2)中所述的防覆冰控制命令或融冰控制命令對所述電網(wǎng)中各輸電線 路上的變壓器及無功補償裝置進行控制，通過對所述輸電線路兩端調(diào)壓繞組的投切及所述 無功補償裝置根據(jù)所述調(diào)壓繞組的投切所引起的線路無功功率變化的動態(tài)投切，以保證所 述電網(wǎng)的穩(wěn)定運行；
[0014] 無功補償裝置為動態(tài)補償電容器；
[0015] 步驟2)中的所述協(xié)調(diào)優(yōu)化算法如下，
【主權(quán)項】
1. 一種電網(wǎng)中220V及W下等級的輸電線路防覆冰方法，其特征在于，執(zhí)行步驟如下： 1) 根據(jù)收集到的線路覆冰信息和氣象信息，并結(jié)合SCADA系統(tǒng)確定所述電網(wǎng)的冰情狀 態(tài)； 所述冰情狀態(tài)分為正常狀態(tài)和緊急狀態(tài)； 所述SCADA系統(tǒng)定時收集所述電網(wǎng)中各輸電線路上的電壓、電流信息； 2) 根據(jù)所述冰情狀態(tài)確定協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略，生成相應(yīng)控制命令； 當(dāng)所述冰情狀態(tài)為正常狀態(tài)時，W線路防覆冰為主要控制策略，W線路融冰為次要控 制策略，確定目標(biāo)函數(shù)并調(diào)用協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，生成防覆冰控制命令； 當(dāng)所述冰情狀態(tài)為緊急狀態(tài)時，W線路融冰為主要控制策略，W線路防覆冰為次要控 制策略，確定目標(biāo)函數(shù)并調(diào)用協(xié)調(diào)優(yōu)化算法，生成融冰控制命令； 3) 根據(jù)步驟2)中所述的防覆冰控制命令或融冰控制命令對所述電網(wǎng)中各輸電線路上 的變壓器及無功補償裝置進行控制，通過對所述輸電線路兩端調(diào)壓繞組的投切及所述無功 補償裝置根據(jù)所述調(diào)壓繞組的投切所引起的線路無功功率變化的動態(tài)投切，W保證所述電 網(wǎng)的穩(wěn)定運行； 無功補償裝置為動態(tài)補償電容器； 步驟2)中的所述協(xié)調(diào)優(yōu)化算法如下，
式中，F(xiàn)為目標(biāo)函數(shù)，為第一子目標(biāo)函數(shù)、f 2為第二子目標(biāo)函數(shù)，f 3為第S子目標(biāo)函 數(shù)，第一罰函數(shù)A，第二罰函數(shù)C，x(nT)為第nT個采樣時刻時調(diào)節(jié)前的狀態(tài)變量，u(nT) 為第nT個采樣時刻時控制變量，正數(shù)常量C、Cl; 所述狀態(tài)變量包括所述電網(wǎng)中的節(jié)點的集合N、所述節(jié)點數(shù)的電勢V、所述電網(wǎng)中線路 兩端節(jié)點i、j的電導(dǎo)Gy、所述電網(wǎng)中線路兩端節(jié)點i、j的相角差0 U、單線路1、所述電網(wǎng)
內(nèi)所有易覆冰線路的集合Nt、所述單線路不覆冰損耗Pii。,,和所述單線路的臨界不覆冰損耗 Pllossmin* 所述控制變量包括防覆冰變壓器變比、動態(tài)補償電容器電容及節(jié)點i上指定電壓值Ui、 節(jié)點i上指定電壓幅值Ui"t、指定電壓幅值的最大值Uim"、指定電壓幅值的最小值Uimi。； 式中，U (nT)為調(diào)節(jié)后的控制變量，Au(nT)為防覆冰變壓器變比的修正量和動態(tài)補 償電容器投切的修正量，即控制變量u(nT)的增量；X'（nT)為調(diào)節(jié)后的狀態(tài)變量；s.t.h為 滿足等式約束的約束條件，g為滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求的約束條件。
2. 如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)中220V及W下等級的輸電線路防覆冰方法，其特征在于： 在步驟3)中，同時采用監(jiān)測外界氣象環(huán)境變化的方式，評估當(dāng)前的冰情狀態(tài)與當(dāng)前氣象環(huán) 境的目標(biāo)狀態(tài)的差距，依據(jù)步驟3)中采用的調(diào)控方式進行自適應(yīng)調(diào)整。
3. 如權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)中220V及W下等級的輸電線路防覆冰方法，其特征在于： 若自適應(yīng)調(diào)整后，緊急狀態(tài)仍未解除，則由SCADA系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)優(yōu)化。
4. 如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)中220V及W下等級的輸電線路防覆冰方法，其特征在于： 所述正常狀態(tài)是所述電網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)完整、滿足全部符合供電需求量且所述輸電線路未出 現(xiàn)覆冰現(xiàn)象或出現(xiàn)少量覆冰跡象，但不影響所述輸電線路的安全運行；所述緊急狀態(tài)是所 述輸電線路上出現(xiàn)大量覆冰。
5. 如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)中220V及W下等級的輸電線路防覆冰方法，其特征在于： 所述氣象信息是指當(dāng)前氣象信息或未來24小時的氣象預(yù)測信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)中220V及以下等級的輸電線路防覆冰方法，屬于電力、電氣傳輸技術(shù)領(lǐng)域。該方法，執(zhí)行步驟如下：1）根據(jù)收集到的線路覆冰信息和氣象信息，并結(jié)合SCADA系統(tǒng)確定電網(wǎng)的冰情狀態(tài)；2）根據(jù)冰情狀態(tài)確定協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略，生成相應(yīng)控制命令；3）根據(jù)步驟2）中的防覆冰控制命令或融冰控制命令對電網(wǎng)中各輸電線路上的變壓器及無功補償裝置進行控制，通過對輸電線路兩端調(diào)壓繞組的投切及無功補償裝置根據(jù)調(diào)壓繞組的投切所引起的線路無功功率變化的動態(tài)投切，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。該方法使得輸電線路的防覆冰處理實時可控，免去了過往防覆冰處理中的一些不得不面對的問題，使得經(jīng)濟效益和工作效率上都明顯提高。
【IPC分類】H02G7-16, H02J3-00, H02J3-18
【公開號】CN104600651
【申請?zhí)枴緾N201510038312
【發(fā)明人】周冬旭, 李曉明
【申請人】江蘇省電力公司南京供電公司, 武漢大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月26日