[发明专利]一种热风除冰参数优化方法

说明书

本发明公开了一种热风除冰参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：建立热风融冰仿真试验模型，开展热风融冰试验，获取不同热风风速、风温下单位质量冰块融化所需时间及能耗；建立热风风速、风温与融冰时间的关系式；建立热风风速、风温与融冰能耗的关系式；综合考虑融冰时间及能耗的平衡，建立参数优化选取的目标函数；根据热风除冰装置风机的技术条件及现场应用条件，建立风速、风温的约束模型；对目标函数进行求解，求出最优风速和风温，从而指导热风机的选型及热风除冰装置的设计。本发明基于大量仿真实验数据，建立了热风风速、风温与融冰时间及融冰能耗的关系模型，为热风除冰装置研制中热风风速、风温的选取提供指导。

技术领域

本发明属于电力除冰技术领域，尤其涉及到一种热风除冰参数优化方法。

背景技术

变电站支柱绝缘子覆冰严重影响其机械性能及绝缘性能，导致发生覆冰闪络，威胁电网的安全稳定运行。人工除冰及机械除冰必须停电进行，劳动强度大，除冰效率低，且极易损坏绝缘设备。热风绝缘性高，热风除冰可带电进行，无污染，不会损坏绝缘设备，是一种非常适合于变电设备除冰的除冰方式。现有热风除冰设备的关键参数的设计仅凭经验选取，缺乏理论指导及实验验证，参数选取无法达到最优，除冰效率较低。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种热风除冰参数优化方法。通过该方法，能在风机功率一定的情况下，将热风除冰的效率提至最高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种热风除冰参数优化方法，包括如下步骤：

S1:建立热风融冰仿真试验模型，开展热风融冰试验，获取不同热风风速、风温下单位质量冰块融化所需时间及能耗；

S2：建立热风风速、风温与融冰时间的关系式；

S3：建立热风风速、风温与融冰能耗的关系式；

S4：综合考虑融冰时间及能耗的平衡，建立参数优化选取的目标函数；

S5：根据热风除冰装置风机的技术条件及现场应用条件，建立风速、风温的约束模型；

S6：对目标函数进行求解，求出最优风速和风温，从而指导热风机的选型及热风除冰装置的设计。

进一步的，S2步骤中热风风速、风温与融冰时间的关系式为：

t＝0.0148v²+0.00029T²+0.0019vT-1.3281v-0.1925T+44.1392

其中：t为融冰时间(min/100g)，T为热风温度(℃)，v为热风风速(m/s)。

进一步的，S3步骤中热风风速、风温与融冰能耗的关系式为：

E＝-0.0026v²+0.000026T²-0.00018vT+0.2687v-0.0177T+6.0709

其中：E为融冰能耗(MJ/100g)。

进一步的，S4步骤中的目标函数的表达式为：

其中：α融冰时间的权重，1-α融冰能耗的权重，β为融冰时间和能耗相对于热风温度和风速贡献率的权重，1-β为热风温度、风速对减少融冰时间或能耗的贡献率权重；为热风风速对融冰时间的贡献率，为热风温度对融冰时间的贡献率，为热风风速对融冰能耗的贡献率，为热风温度对融冰能耗的贡献率。

进一步的，S5步骤中风速、风温的约束模型的表达式为：0≤T≤30；00≤v≤40。