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南方电网公司科技防冰抗冰系列报道之融冰篇:从人工到智能(图文)

作者:记者 黄勇华 通讯员 李昊 杨旗  2022-02-18

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  供电人员正在开展直流融冰工作。 谢释与 摄

  编者按:2022年春节前后,我国南方区域出现多轮寒潮,呈现“气温低、雨雪多、范围广、持续时间长”的显着特点,成为南方电网公司开年“第一考”。公司防冰抗冰见事早、行动快、措施实,实现主网设备“零受损”,同等规模灾害下影响最小、复电速度最快,最大限度保障了群众亮堂温暖过春节。

  从本期起,南网报推出南方电网公司科技防冰抗冰系列报道,从融冰、监测、装备三个篇章立体展示公司防冰抗冰技术的跨越式发展。

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  南方电网公司自主研发的直流融冰装置研发历程。(公司生技部供图)

  从竹竿敲冰、等着出太阳融冰,到实现导线、地线、光纤的融冰全过程控制;从第一代晶闸管迭代升级,融冰装置逐步从传统走向智能。“在50安培—6000安培的任何一个电流点,我们都可以实现精准控制,相当于有了一把融冰的‘万能钥匙’。”南方电网公司特级专业技术专家傅闯说,自2008年开始,南方电网公司自主研发的融冰装置和技术实现跨越式突破,在近年寒潮中得到大规模应用,成为破冰有力手段。

  直流融冰装置填补国内外空白持续迭代升级

  覆冰是电网面临的最严重威胁之一,世界上100多个国家、我国10多个省份长期遭受冰灾危害。南方电网经营服务的云贵地区大部、粤北高寒山区等多个区域,长期受到低温雨雪天气灾害侵袭。

  2021年年底,一轮寒潮席卷南下。12月24日起,云南昭通,贵州遵义、凯里、毕节,广西柳州、桂林等地区相继出现输电线路覆冰。

  在南方电网公司应急指挥中心,公司总部通过通讯设备穿透式与现场连线,各基层单位快速响应,有效开展防冰特巡、覆冰监测、融冰、除冰、隐患排查等工作。这也成为近年来南方电网公司防冰抗冰的常态化工作——各方各就各位,一切井然有序。

  而在2008年冰灾之时,却是另一番场景。当时,沉重的覆冰压垮了线路和电塔,由于技术不足,供电人只能拿着竹竿、榔头敲冰,等待太阳融冰。

  如何从根本上解决冰灾对电网的威胁,成为摆在南网人面前亟需解决的难题。2008年,南方电网公司迅速启动了以“南方电网直流融冰装置样机研制”为代表的重点项目攻关。

  傅闯表示,“由于交流短路融冰法的局限,经过深入调查研究和多次专家论证,确定直流融冰是一种切实可行、经济有效的防止电网大面积冰灾事故发生的技术方法。”而直流融冰装置的研制,国际上没有可以借鉴的成功经验。

  与时间赛跑,与技术较劲。2008年10月12日,南方电网公司自主研制的国内首套大容量(60兆瓦)直流融冰装置在贵州电网公司500千伏福泉变试验成功,成功解决了输电线路覆冰问题。然而,对于悬挂于导线“头顶”的架空地线,却因防雷接地制约了融冰的开展。对此,超高压公司与云南电网公司同时率先在国内开展地线绝缘化改造、地线融冰自动接线装置与地线融冰故障定位装置研制,并成功应用于“西电东送”通道的地线融冰工作中,解决了地线融冰的瓶颈。

  第一代直流融冰装置虽然从技术上解决了大规模覆冰技术难题,但装置因谐波问题对电网不够友好、设备利用效率低等问题逐渐显露,亟待迭代升级。2012年开始,贵州电网公司携手南网科研院,研制完成新一代直流融冰装置,装置的融冰操作更为便捷高效,并且在非融冰期无需进行拓扑切换便可长时运行于无功补偿模式,参与地区无功优化。从2014年起,该技术应用于贵州110千伏珠市变电站、220千伏新蒲变电站等多个直流融冰工程,满足了电力系统35千伏以上电压等级导地线融冰需求。2015年,南方电网公司主导的《直流融冰装置》等3项国家标准颁布,标志着防冰抗冰技术进入全新阶段。

  科技就是效率。南方电网公司成功完成融冰短接刀闸的研制应用后,融冰时,不再需要作业人员登高进行三相导线短接,不仅缩短了融冰前准备时间,提高了工作效率,还有效地解决了在严重覆冰的电杆、导线等设备上操作困难、人身风险高的问题。

  “原来,每操作一步,都需要跟调度部门汇报,效率大打折扣。”2021年,云南电网公司首次开创“一键式顺控”融冰系统,将融冰操作时间从4小时降低至10分钟。经过多年实践与探索,南方电网实现了由人工短接到融冰短接刀闸研制,再到“一键顺控”融冰的高效飞跃。

  “一线一策”更精准 更智能

  按照持续更新的融冰策略,当线路的覆冰比值超过0.7时,且预测未来3天线路所处地区天气符合持续覆冰等条件时,南方电网公司系统相关单位会迅速启动融冰工作。

  “融冰工作顺利实现,不仅需要融冰装置这样的利器,也需要建立科学的管控体系。”南方电网公司生技部输电管理高级经理樊灵孟介绍道。每年冰期前,公司生技部需要与调度部门商议确定那些线路能够开展直流融冰,为每条目标融冰线路量身定制“一线一策”融冰方案。

  每年冰期来临前,公司都要对全网所有固定式和车载式直流融冰装置完成预防性试验与消缺,确保装置在冰期百分百可用,并通过演练使现场操作人员熟练掌握融冰过程各个环节。

  “清晰、明确的融冰组织架构,保证了冰期整个融冰过程体系的高效、安全、可控!”贵州电网公司生产技术部副总经理虢韬自豪地说道。今年春节期间,南方电网公司共开展了102次直流融冰,保障了“西电东送”大动脉和区域主干网架安全。

  目前,南方电网公司已装备融冰装置141套,可对1416条的110千伏及以上输电线路开展高效直流融冰。“未来,随着故障测距技术、故障定位技术的研发,融冰装置将越来越智能。”樊灵孟表示,南方电网将建设更加安全、高效、智能的融冰体系,为极端气候条件下电网安全和电力供应保驾护航。

  南网传媒全媒体记者 黄勇华 通讯员 李昊 杨旗

来源:南方电网报

标签:南方电网,科技防冰抗冰,系列报道,融冰篇,人工智能

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指导单位:国家能源局新能源和可再生能源司
    国家电网公司农电工作部
                           中国南方电网有限责任公司农电管理部
主办单位:中国电机工程学会农村电气化专委会
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