[发明专利]风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法

说明书

本公开涉及风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法，该装置包括：不调档变压器、二极管6脉波融冰整流器、融冰切换刀闸以及融冰测控系统；其中，不调档变压器的交流输入侧连接到交流电网，不调档变压器的输出侧连接至二极管6脉波融冰整流器的交流输入侧，二极管6脉波融冰整流器的直流输出侧与融冰切换刀闸的一侧连接，融冰切换刀闸的另一侧连接至待融冰的风电线路；融冰测控系统检测融冰装置中各部件的关键状态量，包括电压、电流以及温度，并在关键状态量异常时发出保护告警信息。本公开实施例提供的技术方案，能够实现一种风电线路专用高效直流融冰装置，结合其参数适配(即配置)方法，能够实现风电线路的高效经济融除冰。

技术领域

本公开涉及电气技术领域，尤其涉及一种风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法。

背景技术

风电场通常位于山顶、高原、谷口等风力资源丰富的区域，其送出线路常常穿过重覆冰区，比一般输电线路更容易遭受雨雪冰冻灾害，而线路覆冰后易引起倒塔断线，影响风电正常送出。几乎每年冬季都会发生风电线路严重覆冰的情况，需要现场实施线路融冰。针对上述情况，目前各风电场在投运前都需进行送出线路的抗冰校核，对于穿越严重覆冰区域的风电送出线路均须配置融冰装置。

目前，风电线路融除冰一般是利用通用的主网直流融冰装置。而通用直流融冰装置主要针对主网输电线路特点来设计，其装置容量大且电压电流还需大范围可调以适应不同线路长度、线型的融冰需求。此类装置主要有两大类，一类是基于晶闸管的相控整流型装置，一类是基于多档变压器和二极管整流器的不控整流型装置。这两类融冰装置虽然也能实现对风电线路融除冰，但用于风电线路时在技术指标和经济性上却存在明显不足。

由于风电送出线路通常为线径较小、距离较短的110kV线路，其易覆冰区段融除冰对应的融冰电流一般不超过1kA、融冰电压不超过3kV、融冰输出功率不超过3MW，所需融冰装置一般接入10kV或35kV电网。当采用晶闸管型相控整流型直流融冰装置时，因所需输出融冰直流电压远低于交流侧电压，功率因数极低、无功消耗大、谐波污染严重且成套融冰装置容量远大于风电融冰功率，导致融冰系统经济性差、无功谐波问题突出。当采用多档调压型不控整流型融冰装置时，为适应不同条件下的融冰需求，一般预留较大调控裕度，导致变压器档位较多、装置容量仍较大，而且较多档位导致操作复杂，特别是调档后还需要重新现场测量直阻，不利于现场实施。

现有技术中提出了一种风电场用集约型直流融冰装置，包括三绕组融冰变压器、串并联刀闸和两组动态无功补偿单元等部件。该装置兼具有融冰和SVG无功补偿功能。装置结构较复杂，而且所需要的全控型功率组件容量大(远大于融冰输出功率)且需要深度调压的多档变压器，装置造价高、经济性差。

现有技术中还提出了一种直流融冰装置主参数的确定方法，公开了直流融冰装置额定输出电压电流的确定方法，但该方法仅适用于可控硅整流系统，因为可控整流系统可通过调控整流器导通角输出不超过其额定输出电压和电流的任意电压电流。但这种方法无法适用于常用的二极管不控整流系统，因为二极管整流系统本身不可控，其输出融冰参数仅取决于外部条件。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法。

本公开提供了一种风电线路专用直流融冰装置，该装置包括：不调档变压器、二极管6脉波融冰整流器、融冰切换刀闸以及融冰测控系统；

其中，所述不调档变压器的交流输入侧连接到交流电网，所述不调档变压器的输出侧连接至所述二极管6脉波融冰整流器的交流输入侧，所述二极管6脉波融冰整流器的直流输出侧与所述融冰切换刀闸的一侧连接，所述融冰切换刀闸的另一侧连接至待融冰的风电线路；所述融冰测控系统检测所述不调档变压器、所述二极管整流器以及所述融冰切换刀闸中的各部件中的关键状态量，并在所述关键状态量异常时发出保护告警信息；所述关键状态量包括电压、电流以及温度。