CN113161965B - 风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法 - Google Patents

Abstract

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***；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***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。

Description

风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法

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***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***，因为可控整流***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***，因为二极管整流***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***；

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***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。

优选地，所述直流融冰装置的额定输出直流电流按照风电线路导线型号对应最大融冰电流的85-95％配置，其额定输出直流电压按照风电线路两并一串直流融冰时输出前述额定电流时配置。

优选地，所述融冰切换刀闸由6副单相刀闸组合而成，其中三副刀闸的一端连接并联连接到所述6脉波整流器的直流侧正极，另一端分别与覆冰线路(即待融冰线路)的A相线路、B相线路和C相线路连接；另外三副单相刀闸的一端并联连接到所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧负极，另一端分别连接所述覆冰线路的A相线路、B相线路和C相线路。在该结构下，A相线路、B相线路和C相线路中的任意一相线路都支持两并一串(或称一去两回)、两相串联(或称一去一回)的直流融冰模式，可实现两种融冰模式的灵活选择。

优选地，所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定电流I_N和直流侧额定电压U_N分别与所述融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和额定输出直流电压U_DCN相同，即I_N＝I_DCN，额定输出电压U_N＝U_DCN；

所述二极管6脉波融冰整流器的交流侧输入电流I_ACN和交流侧输入电压U_ACN分别基于所述6脉波整流器的直流侧额定电流I_N、直流侧额定电压U_N以及交直流变换系数确定，即

I_ACN＝0.816I_N，U_ACN＝U_N/1.25；

所述所述融冰切换刀闸的输出电流基于所述融冰刀闸的连接方式的变化确定；

在所述融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式的情况下，所述输出电流等于所述额定输出电流I_DCN；

在所述融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式的情况下，所述输出电流等于0.75I_DCN。

本公开还提供了一种风电线路专用高效直流融冰装置的参数适配方法，所述参数适配方法包括：

1)获取待融冰风电线路的线路参数和覆冰期间典型气象参数(即现场气象参数)，线路参数包括导线线型规格、长度、直流电阻，现场气象参数主要包括发生覆冰时的典型环境温度和风速。

2)基于所述线路参数和所述现场气象参数，确定最大融冰电流；例如包括：查阅融冰相关指导文件(如输电线路融冰技术导则)计算其对应融冰电流范围，并确定其能承受的最大融冰电流I_max，通常最大融冰电流I_max选择为一般气象条件下(可为环境温度为-5℃、风速为5m/s的条件下)的最大融冰电流。

3)基于所述最大融冰电流和线路参数，确定融冰装置整体的额定输出直流电流和额定输出直流电压；其中

所述融冰装置额定输出电流I_N满足：I_N＝k_r×I_max；k_r代表融冰电流系数，满足0.85≤k_r≤0.95；其中，当k_r＝0.85时，融冰速度较慢，当k_r＝0.95时，融冰速度较快；在0.85到0.95之间，随着k_r的取值逐渐增大，融冰速度逐渐加快；

所述直流融冰装置额定输出电压U_N满足：U_N＝1.5×R_p×I_N；R_p代表所述待融冰风电线路的单相电阻。

4)基于所述融冰装置整体的额定输出直流电流和额定输出直流电压，配置二极管6脉波融冰整流器额定参数。可包括：

所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定参数与成套融冰装置直流侧额定参数相同，即二极管6脉波融冰整流器额定输出电流I_DCN＝I_N，额定输出电压U_DCN＝U_N；

所述二极管6脉波融冰整流器的交流侧输入参数按照6脉波整流器交直流变换系数选取，即额定交流电流I_ACN＝0.816I_N，额定输入电压U_ACN＝U_N/1.25。

5)基于所述融冰装置的整体额定输出直流电流和额定输出直流电压，配置融冰变压器(即不调档变压器)的额定参数，包括原边和副边的额定输出电压、电流和额定容量。可包括：

所述融冰变压器只设置一个档位，且其副边额定输出电压按照0.8倍的融冰装置直流额定电压进行配置、副边额定电流按照0.816倍的融冰装置直流额定电流进行配置，即所述融冰变压器的副边额定输出电压U_2N＝0.8×U_DCN、副边额定输出电流I_2N＝0.816×I_DCN，额定容量P_DCN＝1.13U_DCN×I_DCN；

所述融冰变压器的原边额定电压U_1N按照融冰装置接入点额定电网电压配置(一般为10kV或35kV)、原边额定容量按等同于覆冰容量配置，原边额定输入电流按I_1N＝I_2N×U_2N/U_1N。

6)基于所述融冰装置的整体额定输出直流电流和额定输出直流电压，配置所述融冰切换刀闸的额定参数。可包括：

所述融冰切换刀闸的额定电压按照所述融冰装置的额定输出直流电压配置，其额定电流按照所述融冰装置的额定输出直流电流配置。

所述融冰装置在现场融冰实施时，可根据现场气象条件(基于现场气象参数确定)通过融冰切换刀闸选择一去一回或一去两回两种运行模式中的一种进行融冰。

可选的，当环境温度较低或风速较高时，通过融冰刀闸让三相导线中两相并联再与另一相串联即构成两并一串或称一去两回方式来获得较大的融冰电流，此时融冰电流等于融冰装置额定输出电流I_DCN；当环境温度较低且风速较小时，选用融冰电流较小的一去一回融冰方式，此时融冰电流理论计算值为0.75I_DCN。由于这两种融冰电流都不会超过风电线路的融冰电流范围，都能实现融冰且不会损伤线路，只是融冰时长会有所差异。

与其他直流融冰装置相比，本公开实施例提供的风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法具有下述优点：

1)结构简单、变流器容量小、造价低。该融冰装置仅包括变压器(即融冰变压器)、整流器(即二极管6脉波融冰整流器)、刀闸(即融冰切换刀闸)和融冰测控***四部分，结构简单。而且主要部件中的变压器和整流器的容量都与风电线路所需的直流融冰功率相当，其容量要远小于常规通用移动式融冰装置，从而可以大幅降低成套融冰装置的造价。

2)融冰装置的额定输出直流电流(即输出电流)的调节方式简单，且能适应不同气象条件。该融冰装置虽然只有一个变压器档位，但通过融冰切换刀闸可以输出两种大小迥异但都能实现融冰的融冰电流，而且一大一小两个电流可以分别对应不同的气象条件。

3)可移植性强。该参数适配方法中，每个步骤都有严格的客观约束条件，基本不需要设计者去人为选取数据，这使得其设计结果不会因设计人员的经验或偏好不同而出现明显差异。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例提供的一种融冰装置的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的另一种融冰装置的结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种参数适配方法的流程示意图。

其中，110-不调档变压器，120-二极管6脉波融冰整流器，130-融冰切换刀闸，140-融冰测控***，010-交流电网，020-待融冰的风电线路。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合图1和图2对本公开实施例提供的风电线路专用高效直流融冰装置及其参数适配方法进行示例性说明。

示例性地，图1为本公开实施例提供的一种融冰装置的结构示意图。参照图1，该风电线路专用高效直流融冰装置包括：不调档变压器110(可简称为变压器110)、二极管6脉波融冰整流器120(可简称为整流器120或二极管整流器120)、融冰切换刀闸130(可简称为刀闸130)以及融冰测控***140；其中，不调档变压器110的交流输入侧连接到交流电网010，不调档变压器110的输出侧连接至二极管6脉波融冰整流器120的交流输入侧，二极管6脉波融冰整流器120的直流输出侧与融冰切换刀闸130的一侧连接，融冰切换刀闸130的另一侧连接至待融冰的风电线路020；融冰测控***140检测融冰装置内部的变压器110、整流器120以及刀闸130中的主要部件的关键状态量，并在关键状态量异常时发出保护告警信息。

其中，关键状态量可包括温度，例如变压器110的油温；可包括电压和电流，例如各部件中的输入输出电压电流；还可包括刀闸的通断状态(决定连接方式)。

融冰装置的额定输出直流电压U_DCN、不调档变压器的副边额定输出电压U_2N、融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和不调档变压器的副边额定输出电流I_2N，满足U_2N＝0.8×U_DCN，I_2N＝0.816×I_DCN；且融冰装置的额定输出直流电流按照风电线路导线型号对应最大融冰电流的85-95％配置，即I_DCN＝k_r×I_max；k_r代表一常数，满足0.85≤k_r≤0.95，I_max代表待融冰的风电线路最大融冰电流；融冰装置的额定输出直流电压按照风电线路两并一串直流融冰时输出额定输出直流电流时配置，即U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN；R_p代表待融冰的风电线路的单相电阻。

本公开实施例提供的融冰装置为一种风电线路专用的高效直流融冰装置，包括不调档变压器110、二极管6脉波融冰整流器120、融冰切换刀闸130以及融冰测控***140。其中，不调档变压器110的交流输入侧连接到变电站10kV或35kV母线，其输出侧连接到二极管6脉波融冰整流器120的交流输入侧；二极管6脉波融冰整流器120的直流侧与融冰切换刀闸130相连，经融冰切换刀闸130连接到待融冰的风电线路020，也可简称为待融冰线路020，或风电线路020，或覆冰线路020；融冰测控***140检测融冰装置内部主要部件的状态量，并在状态量异常时发出保护告警信息。由此，装置结构简单，变压器和整流器容量可与风电线路匹配，成本较低。同时，在满足融冰需求的同时，不会损伤风电线路。

在一些实施例中，融冰切换刀闸130由6副单相刀闸组合而成，其中三副刀闸的一端连接并联连接到6脉波整流器的直流侧正极，另一端分别与覆冰线路(即待融冰线路)的A相线路、B相线路和C相线路连接；另外三副单相刀闸的一端并联连接到二极管6脉波融冰整流器的直流侧负极，另一端分别连接覆冰线路的A相线路、B相线路和C相线路。

由此，融冰切换刀闸130由6副单相刀闸组合而成，交流侧ABC三相和直流侧正极，以及交流侧ACB三相和直流侧负极之间都分别配置一副刀闸，从而A相、B相和C相中的任意一相导线(即线路)都支持两并一串(或称一去两回)以及两相串联(或称一去一回)的连接方式，从而实现对应的直流融冰模式，可实现两种融冰模式的灵活选择。

在一些实施例中，融冰装置中的其他关键状态量可满足：二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定电流I_N和直流侧额定电压U_N分别与融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和额定输出直流电压U_DCN相同，即I_N＝I_DCN，额定输出电压U_N＝U_DCN；二极管6脉波融冰整流器的交流侧输入电流I_ACN和交流侧输入电压U_ACN分别基于6脉波整流器的直流侧额定电流I_N、直流侧额定电压U_N以及交直流变换系数确定，即I_ACN＝0.816I_N，U_ACN＝U_N/1.25；融冰切换刀闸的输出电流基于融冰刀闸的连接方式的变化确定；在融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式的情况下，输出电流等于额定输出电流I_DCN；在融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式的情况下，输出电流等于0.75I_DCN。

上述融冰装置中，不调档变压器110连接到二极管6脉波融冰整流器120，再经融冰切换刀闸130连接到待融冰线路020。其中，不调档变压器110只设置一个档位，且其副边额定输出电压按照0.8倍的融冰装置直流额定电压(即额定输出电压)进行配置。由此，该融冰装置结构简单且变压器容量小可为风电线路直流融冰提供一种结构简单可靠、经济且性能优异的融冰方案。

其中，融冰输出刀闸的组合方式在现场融冰时根据现场气象条件进行调节，在风速较低且环境温度不很低时，通过融冰切换刀闸来实现一去一回融冰；在风速较高时，采用一去一回方式来融冰。

如此，可提供两种大小迥异但都能实现融冰的融冰电流，实现一种结构简单可靠、经济且性能优异的融冰方案。

在上述实施方式的基础上，本公开还提供了一种风电线路专用高效直流融冰装置的参数适配方法，该方法适用于配置上述任一种融冰装置的电流和电压。

示例性地，图3为本公开实施例提供的一种参数适配方法的流程图。参照图3，该参数适配方法可包括：

S210、获取待融冰的风电线路的线路参数和覆冰期间现场气象数据。

其中，线路参数可包括线路的线型规格、线路长度以及电阻参数等影响融冰效果的参数；现场气象数据可包括天气情况、气温、风速等影响融冰效果的数据。

该步骤中，获取线路参数和现场气象数据，为后续确定最大融冰电流提供基础数据支撑。

S220、基于线路参数和现场气象数据，确定最大融冰电流。

该步骤中，查阅融冰相关指导文件(如输电线路融冰技术导则)计算其对应融冰电流范围，并确定其能承受的最大融冰电流I_max，通常最大融冰电流I_max选择为一般气象条件下(可为环境温度为-5℃、风速为5m/s的条件下)的最大融冰电流。

S230、基于最大融冰电流和线路参数，确定融冰装置整体的额定输出直流电流和额定输出直流电压。

其中，通过将最大融冰电流乘以一系数，即可得到融冰装置的额定输出直流电流；在此基础上，结合风电线路的阻抗参数，即可确定其额定输出直流电压。

在一些实施例中，该步骤可包括：

采用I_DCN＝k_r×I_max确定额定输出电流I_DCN；其中，k_r代表一常数，满足0.85≤k_r≤0.95，I_max代表待融冰的风电线路最大融冰电流；

采用U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN确定输出电压U_DCN；其中，R_p代表待融冰的风电线路的单相电阻。

进一步地，该方法还可包括：

基于额定输出电流和额定输出电压，确定融冰变压器的原边额定电压、原边额定电流、原边额定容量、副边额定输出电压、副边额定输出电流以及副边额定容量、二极管6脉波融冰整流器的额定参数以及融冰切换刀闸的输出电流。具体可包括：

融冰变压器只设置一个档位，且其副边额定输出电压按照0.8倍的融冰装置直流额定电压进行配置、副边额定电流按照0.816倍的融冰装置直流额定电流进行配置，即融冰变压器的副边额定输出电压U_2N＝0.8×U_DCN、副边额定输出电流I_2N＝0.816×I_DCN，副边额定容量P_DCN＝1.13U_DCN×I_DCN；

融冰变压器的原边额定电压U_1N按照融冰装置接入点额定电网电压配置(一般为10kV或35kV)、原边额定容量按等同于覆冰容量配置，原边额定输入电流按I_1N＝I_2N×U_2N/U_1N；

基于交流侧额定参数等于不调档变压器的副边额定输出电压U_2N和副边额定输出电流I_2N，直流侧额定参数等于融冰装置的额定输出电压U_DCN和额定输出电流I_DCN确定二极管6脉波融冰整流器的额定参数；

在融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式时，输出电流等于额定输出电流I_DCN；在融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式时，输出电流等于0.75I_DCN。

进一步地，该方法还可包括：

基于现场气象参数，确定融冰切换刀闸的连接方式，并确定融冰切换刀闸的输出电流；其中

在环境温度低于第一预设温度和/或风速高于第一风速时，融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式，输出电流等于额定输出电流I_DCN；

在环境温度高于第二预设温度和/或风速低于第二风速时，融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式，输出电流等于0.75I_DCN；

其中，第一预设温度等于或小于第二预设温度，第一风速等于或大于第二风速。

由此，融冰装置在现场融冰实施时，可根据现场气象条件(基于现场气象参数确定)通过融冰切换刀闸选择一去一回或一去两回两种运行模式中的一种进行融冰。当环境温度较低或风速较高时，通过融冰刀闸让三相导线中两相并联再与另一相串联即构成两并一串或称一去两回方式来获得较大的融冰电流，此时融冰电流等于融冰装置额定输出电流I_DCN；当环境温度较低且风速较小时，选用融冰电流较小的一去一回融冰方式，此时融冰电流理论计算值为0.75I_DCN。由于这两种融冰电流都不会超过风电线路的融冰电流范围，都能实现融冰且不会损伤线路，只是融冰时长会有所差异。

在上述实施方式的基础上，该融冰装置的参数适配方法可包括如下步骤。

步骤一：搜集待融冰的风电线路的线路参数以及确定线程气象数据。

步骤二：根据风电线路线型，查阅融冰相关指导文件，例如输电线路融冰技术导则，以计算其对应融冰电流范围；同时，考虑当地覆冰工况下的典型气象条件后确定其适用范围[I_min，I_max]。

步骤三，确定融冰装置的额定输出电流和额定输出电压。

具体地，融冰装置额定输出电流按照I_DCN＝k_r×I_max配置，其中k_r可在0.85-0.95之间选取；额定输出电压按照风电线路在两并一串融冰方式下输出上述额定电流时进行配置，即U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN；融冰额定输出功率按照P_DCN＝I_DCN×U_DCN设计。

步骤四：配置变压器的参数。

具体地，融冰变压器只设置一个档位，其副边额定输出电压按照0.8倍的融冰装置直流额定电压进行配置，即U_2N＝0.8×U_DCN；副边额定输出电流按照0.816倍的装置额定输出电流配置，即I_2N＝0.816×I_DCN；变压器原边按照并网点额定电压配置；变压器原边和副边的容量都按照1.13U_DCN×I_DCN配置。

步骤五：配置整流器的参数。

具体地，融冰整流器(即整流器)采用6脉波整流方式，其交流侧额定参数为U_2N、I_2N，直流侧输出额定参数为U_DCN、I_DCN。

步骤六：配置刀闸的参数。

具体地，融冰刀闸的电压电流按照额定电压电流U_DCN、I_DCN配置。

该融冰装置在现场融冰时，通过融冰切换刀闸实现一去一回融冰方式与一去两回融冰方式的切换，以适不同气象条件下的融冰需要。具体地，当环境温度较低或风速较高时，选用融冰电流较大的一去两回连接方式，此时融冰电流理论计算值为I_DCN；当环境温度较低且风速较小时，选用融冰电流较小的一去一回连接方式，此时融冰电流理论计算值为0.75I_DCN。由于这两种融冰方式下，融冰电流(即融冰装置的额定输出电流)都不会超过风电线路的融冰电流范围，因此都能实现融冰且不会损伤线路，只是融冰时长会有所差异。

下文结合一个具体的风电线路实例对本公开实施例提供的参数适配方法进行示例性说明，可包括如下步骤。

步骤一：根据风电场现场情况，搜集其送出线路的线路参数。例如，采用LGJ-300/30导线，线路全长为4.5km，线路单相电阻为0.423Ω。

步骤二：参照GDW-2013《输电线路融冰电流技术导则》，可以确定其在典型气象条件下的融冰电流范围；在此基础上，结合现场气象数据，例如冬季覆冰时的最低气温可达-5℃、沿线最大风速可达15m/s，由此可确定其适用融冰电流范围为[680A，1100A]。即I_max＝1100A

步骤三：配置融冰装置的额定输出参数。

结合上文，额定输出电流I_DCN＝k_r×I_max＝0.9×1100A＝990A；

额定输出电压U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN＝1.5×0.423×990A＝628V；

额定输出功率P_DCN＝U_DCN×I_DCN＝628V×990A＝621kW。

步骤四：配置融冰变压器的额定参数。

结合上文，其副边额定输出电压U_2N＝0.8×U_DCN＝0.8×628V＝502V；

其副边额定输出电流I_2N＝0.816×I_DCN＝0.816×990A＝808A；

变压器原边按照融冰装置并网点额定电压10kV配置；变压器的原边和副边容量都按KVA＝1.13U_DCN×I_DCN＝1.13×621kW＝702kW配置。

步骤五：设计融冰整流器的额定参数。

其中，融冰整流器采用6脉波整流方式，其交流侧额定电压电流参数为502V/808A，直流侧输出额定参数为628V/990A/621kW。

步骤六：配置输出融冰刀闸主参数。

其中，融冰刀闸额定参数628V/990A。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，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)

1.一种风电线路专用高效直流融冰装置，其特征在于，包括不调档变压器、二极管6脉波融冰整流器、融冰切换刀闸及融冰测控***；

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***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；

其中，所述电压包括所述融冰装置的额定输出直流电压U_DCN和所述不调档变压器的副边额定输出电压U_2N，所述电流包括所述融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和所述不调档变压器的副边额定输出电流I_2N，满足U_2N＝0.8×U_DCN，I_2N＝0.816×I_DCN；且

所述融冰装置的额定输出直流电流按照风电线路导线型号对应最大融冰电流的85-95％配置，即I_DCN＝k_r×I_max；k_r代表一常数，满足0.85≤k_r≤0.95，I_max代表所述待融冰的风电线路最大融冰电流；

所述融冰装置的额定输出直流电压按照风电线路两并一串直流融冰时输出所述额定输出直流电流时配置，即U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN；R_p代表所述待融冰的风电线路的单相电阻；

其中，所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定电流I_N和直流侧额定电压U_N分别与所述融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和额定输出直流电压U_DCN相同，即I_N＝I_DCN，额定输出电压U_N＝U_DCN；

所述二极管6脉波融冰整流器的交流侧输入电流I_ACN和交流侧输入电压U_ACN分别基于所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定电流I_N、直流侧额定电压U_N以及交直流变换系数确定，即

I_ACN＝0.816I_N，U_ACN＝U_N/1.25；

所述融冰切换刀闸的输出电流基于所述融冰切换刀闸的连接方式的变化确定；

在所述融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式的情况下，所述输出电流等于所述额定输出电流I_DCN；

在所述融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式的情况下，所述输出电流等于0.75I_DCN。

2.一种风电线路专用高效直流融冰装置的参数适配方法，其特征在于，适用于配置权利要求1所述的融冰装置的电流和电压；所述参数适配方法包括：

获取待融冰的风电线路的线路参数和覆冰期间现场气象参数；

基于所述线路参数和所述现场气象参数，确定最大融冰电流I_max；

基于所述最大融冰电流和所述线路参数，确定融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和额定输出直流电压U_DCN，以及确定所述不调档变压器的副边额定输出电压U_2N和副边额定输出电流I_2N，其中

I_DCN＝k_r×I_max；

其中，k_r代表一常数，满足0.85≤k_r≤0.95，I_max代表所述待融冰的风电线路最大融冰电流；

U_DCN＝1.5×R_p×I_DCN；

其中，R_p代表所述待融冰的风电线路的单相电阻；

U_2N＝0.8×U_DCN，I_2N＝0.816×I_DCN。

3.根据权利要求2所述的参数适配方法，其特征在于，还包括：

基于所述融冰装置的额定输出直流电流I_DCN和额定输出直流电压U_DCN，确定所述二极管6脉波融冰整流器的直流侧额定电流I_N、直流侧额定电压U_N、交流侧输入电流I_ACN和交流侧输入电压U_ACN；其中

I_N＝I_DCN，U_N＝U_DCN；

I_ACN＝0.816I_N，U_ACN＝U_N/1.25；

还包括：

配置所述不调档变压器的原边额定容量、原边额定电压U_1N和原边额定电流I_1N；其中

I_1N＝I_2N×U_2N/U_1N；

所述原边额定容量等于覆冰容量；

所述原边额定电压U_1N等于所述融冰装置接入点的所述交流电网的电网电压。

4.根据权利要求2所述的参数适配方法，其特征在于，还包括：

基于所述现场气象参数，确定所述融冰切换刀闸的连接方式，并确定所述融冰切换刀闸的输出电流；其中

在环境温度低于第一预设温度和/或风速高于第一风速时，所述融冰切换刀闸选用两并一串的连接方式，所述输出电流等于所述额定输出电流I_DCN；

在环境温度高于第二预设温度和/或风速低于第二风速时，所述融冰切换刀闸选用两相串联的连接方式，所述输出电流等于0.75I_DCN；

其中，所述第一预设温度等于或小于所述第二预设温度，所述第一风速等于或大于所述第二风速。

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