一种电网中220v及以下等级的输电线路防覆冰方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防覆冰方法，属于电力、电气传输技术领域。
【背景技术】
[0002] 伴随输电网的大规模建设，越来越多的电气元件（架空线、杆塔、变压器等）暴露 在自然环境中，进一步增加了电网停运的风险。根据地理气象条件及相关历史数据分析，世 界范围内已进入灾害多发期，并且从近些年的统计情况来看，灾害的频率、强度以及波及范 围也在不断加剧。而在诸多自然灾害中，冰灾作为发生频率高、持续时间长、影响范围广、破 坏强度大的主要自然灾害，已经严重影响了电力系统的正常运行，给人类社会造成了巨大 的损失。
[0003] 除冰防冰方法、技术的研宄与应用是世界性的难题，国内外对此进行着长期的研 宄。目前大约有30多种处于各种阶段的除冰防冰方法和技术，归纳起来大致可以分为以下 几类：热力除冰法、机械除冰法、自然被动法和其他除冰法。
[0004] 典型的热力除冰技术有高压直流电流除冰技术、交流电流除冰技术、脉冲电热除 冰技术、高电流密度熔冰法以及1988?1990年由武汉高压研宄所研制的低居里磁热线除 冰法、我国一直采用和加拿大Manitoba水电局采用的短路电流融冰法等靠电热自行加热 输电线路使覆冰融化的方法。低居里磁热线除冰法存在一个问题，当环境温度达到除冰要 求进行除冰作业之后，在环境温度不发生变化的情况下，铁磁材料依旧产生热耗损，影响线 路传输功率。而短路电流融冰法，需将所要融冰的输电线路停下来，且合闸冲击可能造成系 统稳定破坏事故。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种主要针对220V及以下 电压等级的输电线路的防覆冰方法。
[0006] 本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种电网中220V及以下等级的 输电线路防覆冰方法，执行步骤如下：
[0007] 1)根据收集到的线路覆冰信息和气象信息，并结合SCADA系统确定所述电网的冰 情状态；
[0008] 所述冰情状态分为正常状态和紧急状态；
[0009] 所述SCADA系统定时收集所述电网中各输电线路上的电压、电流信息；
[0010] 2)根据所述冰情状态确定协调优化控制策略，生成相应控制命令；
[0011] 当所述冰情状态为正常状态时，以线路防覆冰为主要控制策略，以线路融冰为次 要控制策略，确定目标函数并调用协调优化算法，生成防覆冰控制命令；
[0012] 当所述冰情状态为紧急状态时，以线路融冰为主要控制策略，以线路防覆冰为次 要控制策略，确定目标函数并调用协调优化算法，生成融冰控制命令；
[0013] 3)根据步骤2)中所述的防覆冰控制命令或融冰控制命令对所述电网中各输电线 路上的变压器及无功补偿装置进行控制，通过对所述输电线路两端调压绕组的投切及所述 无功补偿装置根据所述调压绕组的投切所引起的线路无功功率变化的动态投切，以保证所 述电网的稳定运行；
[0014] 无功补偿装置为动态补偿电容器；
[0015] 步骤2)中的所述协调优化算法如下，
【主权项】
1. 一种电网中220V及W下等级的输电线路防覆冰方法，其特征在于，执行步骤如下： 1) 根据收集到的线路覆冰信息和气象信息，并结合SCADA系统确定所述电网的冰情状 态； 所述冰情状态分为正常状态和紧急状态； 所述SCADA系统定时收集所述电网中各输电线路上的电压、电流信息； 2) 根据所述冰情状态确定协调优化控制策略，生成相应控制命令； 当所述冰情状态为正常状态时，W线路防覆冰为主要控制策略，W线路融冰为次要控 制策略，确定目标函数并调用协调优化算法，生成防覆冰控制命令； 当所述冰情状态为紧急状态时，W线路融冰为主要控制策略，W线路防覆冰为次要控 制策略，确定目标函数并调用协调优化算法，生成融冰控制命令； 3) 根据步骤2)中所述的防覆冰控制命令或融冰控制命令对所述电网中各输电线路上 的变压器及无功补偿装置进行控制，通过对所述输电线路两端调压绕组的投切及所述无功 补偿装置根据所述调压绕组的投切所引起的线路无功功率变化的动态投切，W保证所述电 网的稳定运行； 无功补偿装置为动态补偿电容器； 步骤2)中的所述协调优化算法如下，
式中，F为目标函数，为第一子目标函数、f 2为第二子目标函数，f 3为第S子目标函 数，第一罚函数A，第二罚函数C，x(nT)为第nT个采样时刻时调节前的状态变量，u(nT) 为第nT个采样时刻时控制变量，正数常量C、Cl; 所述状态变量包括所述电网中的节点的集合N、所述节点数的电势V、所述电网中线路 两端节点i、j的电导Gy、所述电网中线路两端节点i、j的相角差0 U、单线路1、所述电网
内所有易覆冰线路的集合Nt、所述单线路不覆冰损耗Pii。,,和所述单线路的临界不覆冰损耗 Pllossmin* 所述控制变量包括防覆冰变压器变比、动态补偿电容器电容及节点i上指定电压值Ui、 节点i上指定电压幅值Ui"t、指定电压幅值的最大值Uim"、指定电压幅值的最小值Uimi。； 式中，U (nT)为调节后的控制变量，Au(nT)为防覆冰变压器变比的修正量和动态补 偿电容器投切的修正量，即控制变量u(nT)的增量；X'（nT)为调节后的状态变量；s.t.h为 满足等式约束的约束条件，g为满足电网安全稳定要求的约束条件。
2. 如权利要求1所述的电网中220V及W下等级的输电线路防覆冰方法，其特征在于： 在步骤3)中，同时采用监测外界气象环境变化的方式，评估当前的冰情状态与当前气象环 境的目标状态的差距，依据步骤3)中采用的调控方式进行自适应调整。
3. 如权利要求2所述的电网中220V及W下等级的输电线路防覆冰方法，其特征在于： 若自适应调整后，紧急状态仍未解除，则由SCADA系统进行协调优化。
4. 如权利要求1所述的电网中220V及W下等级的输电线路防覆冰方法，其特征在于： 所述正常状态是所述电网的拓扑结构完整、满足全部符合供电需求量且所述输电线路未出 现覆冰现象或出现少量覆冰迹象，但不影响所述输电线路的安全运行；所述紧急状态是所 述输电线路上出现大量覆冰。
5. 如权利要求1所述的电网中220V及W下等级的输电线路防覆冰方法，其特征在于： 所述气象信息是指当前气象信息或未来24小时的气象预测信息。
【专利摘要】本发明涉及一种电网中220V及以下等级的输电线路防覆冰方法，属于电力、电气传输技术领域。该方法，执行步骤如下：1）根据收集到的线路覆冰信息和气象信息，并结合SCADA系统确定电网的冰情状态；2）根据冰情状态确定协调优化控制策略，生成相应控制命令；3）根据步骤2）中的防覆冰控制命令或融冰控制命令对电网中各输电线路上的变压器及无功补偿装置进行控制，通过对输电线路两端调压绕组的投切及无功补偿装置根据调压绕组的投切所引起的线路无功功率变化的动态投切，以保证电网的稳定运行。该方法使得输电线路的防覆冰处理实时可控，免去了过往防覆冰处理中的一些不得不面对的问题，使得经济效益和工作效率上都明显提高。
【IPC分类】H02G7-16, H02J3-00, H02J3-18
【公开号】CN104600651
【申请号】CN201510038312
【发明人】周冬旭, 李晓明
【申请人】江苏省电力公司南京供电公司, 武汉大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月26日