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    科技進步獎推薦項目公示

    來源: 云開 作者: 技術質量部 發布時間: 2019-05-16 瀏覽次數: 3165

    項目名稱:高海拔地區電網冰災主動防御關鍵技術及應用 

    主要完成人:孫鵬、束洪春、馬儀、許彥艷、馬御棠、周仿榮、徐云水、傅闖、趙現平、姚捷、沈志、段榮華、潘浩、李華宏、李慶東、張翔、高振宇、許樹楷、龔紹成、黃緒勇、黃然、王磊、錢國超、程志萬、黃修乾、彭晶、楊莉
    主要完成單位:云南電網有限責任公司電力科學研究院、 云南電網有限責任公司昭通供電局、云南省氣象臺、昆明理工大學、云南電網有限責任公司生產技術部、云南電網有限責任公司電力調度控制中心、云南云開電氣股份有限公司、南方電網科學研究院有限責任公司、南京南瑞繼保電氣有限公司

    提名單位:云南電網有限責任公司

    項目簡介:

    覆冰導致國內外電網多次大面積癱瘓時有發生。云南屬山地高原地形,81%區域都會出現雨雪冰凍,局部地區全年接近180天處于大雪封山,云南電網輸電線路高海拔、微地形、微氣象特征顯著,覆冰對電網的影響大、防控難。電網傳統被動應對冰災的方式存在覆冰預報預測針對性不強,電網建設標準提高投資大,除冰技術難以大范圍推廣應用,電網防冰抗冰體系缺乏,事后搶修,代價大等問題,因此高海拔區域電網主動防御技術以及支撐保障體系,面臨全新的挑戰。

    如何精確預報預測該海拔電網覆冰時間和厚度、提前對輸電線路覆冰遠程快速處置、如何實現了大范圍線路覆冰后科學決策、有序處置是國際性難題。項目歷經10年的產學研用聯合攻關,形成了高海拔電網覆冰預測預報系統、高原型大范圍精準調節融冰裝置與配套自動化設備、電網抗冰技術與管理應用保障體系等一體化解決技術,取得以下四方面創新:

    創新點1:揭示高海拔地區電網覆冰產生的環境機理,對產生覆冰災害典型線路的海拔高度、地形地貌、氣象條件等進行量化分析。采用長短記憶網絡結合深度學習方法,挖掘氣象要素與電網覆冰之間的關聯性,為建立覆冰自適應預測奠定了基礎。 融合輸電線路在線監測數據和地面氣象站觀測數據,通過多元線性回歸方法,建立覆冰厚度預測模型,實現了云南微地形、微氣象電網多時空覆冰準確預測。

    創新點2:基于極限溫度-電流循環試驗揭示了光單元在融冰電流作用下的衰耗特性,提出了地線融冰溫度控制閾值,解決了OPGW融冰電流選擇的問題。基于過電壓仿真計算和絕緣子覆冰耐壓試驗,確立了地線絕緣間隙40mm-120mm范圍,解決了光纖復合架空地線(OPGW)融冰和防雷的配合問題。

    創新點3:提出了電壓和電流可調可控的融冰設計、制造和檢驗方法,研制了適用于高海拔的可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備,實現導地線融冰過程全自動操作。

    創新點4:提出電網穩定、線路受力極限和缺供電量多約束條件下的輸電線路等風險度融冰優化調度方法,解決了大范圍覆冰期間線路融冰和電網風險相互影響的問題,構建電網規模化融冰管理應用體系,實現電網主動防冰。

    項目成果獲授權發明專利17項、實用新型專利24項、軟件著作權3項,編制國家標準3部,行業標準2部,發表論文30篇。項目成果總體達到國際領先水平。成果在云南推廣應用21個工程中,配置融冰裝置21套,自動接線裝置124套,并在國內多個省市推廣應用。項目近三年新增銷售額約78億元,新增利潤近5億元,累計減少云南省GDP損失233億,創造了巨大的經濟效益和社會效益。

    完成人及完成單位對項目的貢獻情況(推廣應用情況):

    序號

    完成人

    貢獻情況

    1

    孫鵬

    項目負責人,提出項目總體技術路線,提出研發技術方案,提出測試方案,總體負責示范工程系統研究和成套設計,發明了架空地線和復合光纖地線融冰技術,組織裝置研發,協調解決項目研發中出現的重大技術問題,其中,獲授權專利10項,發表論文12篇,編制國家標準3個和行業標準1個。

    2

    束洪春

    負責完成重覆冰區融冰線路防雷技術研究,發表技術論文1篇。

    3

     

    輸電線路融冰技術研究,組織創建了云南電網冰區及覆冰類型圖。其中,獲授權專利3項,發表論文4篇。

    4

    許彥艷

    高海拔地區電網覆冰產生的環境機理研究,對產生覆冰災害典型線路的海拔高度、地形地貌、氣象條件等進行了量化分析。挖掘氣象要素與電網覆冰之間的關聯性,建立了覆冰厚度預測模型。其中,發表論文1篇。

    5

    馬御棠

    地線融冰技術對地網影響研究,負責光纖復合架空地線(OPGW)融冰和防雷的配合問題研究。其中,獲得專利1項,發表論文7篇。

    6

    周仿榮

    負責覆冰厚度預測研究,開發了云南電網覆冰預報預測系統。其中,獲得專利1項,發表論文2篇。

    7

    徐云水

    參加項目總體技術路線和重大技術原則的制定,參加項目研究及推廣應用。共同揭示了高海拔地區電網覆冰產生的環境機理,參加地線融冰狀態監測裝置的研發。其中,獲得專利6項。

    8

     

    提出電網可控融冰方法,參加可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備研發。共同揭示了復合光纖地線溫度與融冰電流關系,發明了架空地線和復合光纖地線融冰啟動技術。其中,獲得專利11項,發表論文7篇,編制國家標準和行業標準。

    9

    趙現平

    主持創建了云南電網冰區及覆冰類型圖。其中,獲得專利3項。

     

    10

     

     

    項目總體技術路線和重大技術原則的制定,組織項目成果推廣應用。其中發表論文1篇。

    11

     

    項目總體技術路線和重大技術原則的制定,組織項目成果推廣應用,主持開發了云南電網覆冰預報預測系統。其中,獲得專利2項,發表論文2篇。

    12

    段榮華

    制定項目重大技術原則,參加開發了云南電網覆冰預報預測系統。提出多約束條件下的輸電線路等風險度融冰優化調度方法。獲得軟件著作權1項。

    13

     

    輸電線路覆冰校核,其中,獲得專利2項。

    14

    李華宏

    高海拔地區電網覆冰產生的環境機理研究,挖掘氣象要素與電網覆冰之間的關聯性,建立了覆冰厚度預測模型。其中,發表論文3篇。

    15

    李慶東

    參加項目研究及推廣應用。負責高原型融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接配套設備的工程化應用。獲得專利1項。

    16

     

    負責高原型融冰裝置的設計、制造、工廠試驗、產業化及推廣應用,獲得專利5項,發表論文2篇。

    17

    高振宇

    參加開發了云南電網冰區及覆冰類型圖,獲得軟件著作權1項。

    18

    許樹楷

    提出電網可控融冰方法,參加可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備研發。獲得專利4

    19

    龔紹成

    負責融冰自動連接開關的設計、制造、工廠試驗、產業化及推廣應用,獲得專利1項。

    20

    黃緒勇

    地線融冰技術研究獲得專利3項,發表論文2篇。

    21

     

    輸電線路覆冰校核,獲得專利2項,發表論文3篇。

    22

     

    輸電線路覆冰校核獲得專利3項,發表論文5篇。

    23

    錢國超

    輸電線路覆冰校核獲得專利2項。

    24

    程志萬

    輸電線路覆冰校核獲得專利2項,發表論文1篇。

    25

    黃修乾

    地線融冰技術及融冰線路防雷技術研究,獲得專利1項。

    26

     

    輸電線路融冰技術研究獲得專利1項。

    27

     

    輸電線覆冰信息化技術研究獲得專利1項。































































    第一完成單位  云南電網有限責任公司電力科學研究院

    對本成果技術創新和應用的貢獻:項目組織和主要完成單位,提出項目總體技術路線,制定項目重大技術原則,全面主導項目研究及推廣應用實施全過程。對項目創新點1-4 均做出重要貢獻:(1)共同揭示了高海拔地區電網覆冰產生的環境機理,對產生覆冰災害典型線路的海拔高度、地形地貌、氣象條件等進行了量化分析。采用氣象與線路在線監測多源數據融合,開發了云南電網覆冰預報預測系統。(2)揭示了復合光纖地線溫度與融冰電流關系,發明了架空地線和復合光纖地線融冰技術,組織地線絕緣子、光纖接續裝置和地線融冰狀態監測裝置的研發。(3)共同發明并組織研制了適用于高海拔的可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備,實現導地線融冰過程全自動操作。(4)創建了云南電網冰區及覆冰類型圖。(5)構建電網規模化融冰管理應用體系。(6)制定電網融冰國家標準和電力行業標準。(7)實施了融冰工程的推廣應用。

    第二完成單位  云南電網有限責任公司昭通供電局

    對本成果技術創新和應用的貢獻:參加項目總體技術路線和重大技術原則的制定,參加項目研究及推廣應用。對創新點1-4均做出重要貢獻。(1)共同揭示了高海拔地區電網覆冰產生的環境機理,對產生覆冰災害典型線路的海拔高度、地形地貌、氣象條件等進行了量化分析。(2)參加組織地線絕緣子、光纖接續裝置和地線融冰狀態監測裝置的研發。(3)參加研制了適用于高海拔的可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備,實現導地線融冰過程全自動操作。(4)參加構建電網規模化融冰管理應用體系。(5)共同制定電網融冰國家標準。(6)實施了融冰工程的推廣應用。

    第三完成單位  云南省氣象臺

    對本成果技術創新和應用的貢獻:

    參加項目研究及重要技術路線制定。對創新點1做出重要貢獻。(1)揭示高海拔地區電網覆冰產生的環境機理,對產生覆冰災害典型線路的海拔高度、地形地貌、氣象條件等進行量化分析。挖掘氣象要素與電網覆冰之間的關聯性,建立了覆冰厚度預測模型。(2)參加開發了云南電網覆冰預報預測系統。(3)參加創建了云南電網冰區及覆冰類型圖。

    第四完成單位  昆明理工大學

    對本成果技術創新和應用的貢獻:參加項目研究及重要技術路線制定。對創新點2做出重要貢獻。(1)參加架空地線和復合光纖地線融冰技術的研究,提出了重覆冰區段融冰線路防雷效果評估及防雷措施。

    第五完成單位  云南電網有限責任公司生產技術部

    對本成果技術創新和應用的貢獻:項目核心完成單位,提出項目總體技術路線,制定項目重大技術原則,組織項目成果推廣應用。對創新點14 做出重要貢獻。(1)組織開發了云南電網覆冰預報預測系統。(2)組織創建了云南電網冰區及覆冰類型圖。(3)組織構建電網規模化融冰管理應用體系并工程化應用。組織實施了融冰工程的推廣應用。

    第六完成單位  云南電網有限責任公司電力調度控制中心

    對本成果技術創新和應用的貢獻:主要解決了以下關鍵技術:制定項目重大技術原則,對創新點14 做出重要貢獻。(1)參加開發了云南電網覆冰預報預測系統。(2)提出多約束條件下的輸電線路等風險度融冰優化調度方法。(3)參加構建電網規模化融冰管理應用體系。

    第七完成單位  云南云開電氣股份有限公司

    對本成果技術創新和應用的貢獻:主要負責融冰自動連接開關的設計、制造、工廠試驗、產業化及推廣應用,對項目創新點3 做出重要貢獻。(1)共同研制了融冰自動連接開關。(2)負責融冰自動連接開關制造。(3)實現了融冰自動連接開關產業化和推廣應用。

    第八完成單位  南方電網科學研究院有限責任公司

    對本成果技術創新和應用的貢獻:

    主要完成的主要工作及創新點有: 參加了項目研究工作。對創新點23 做出了重要貢獻。(1)共同揭示了復合光纖地線溫度與融冰電流關系,發明了架空地線和復合光纖地線融冰技術,組織地線絕緣子、光纖接續裝置和地線融冰狀態監測裝置的研發。(2)共同發明并組織研制了適用于高海拔的可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備,實現導地線融冰過程全自動操作。(3)制定了電網融冰國家標準和行業標準。

    第九完成單位  南京南瑞繼保電氣有限公司

    對本成果技術創新和應用的貢獻:主要負責高原型融冰裝置的設計、制造、工廠試驗、產業化及推廣應用,對項目創新點3 做出重要貢獻。(1)共同發明并組織研制了適用于高海拔的可控電流源融冰裝置和導地線與融冰系統自動連接的配套設備,實現導地線融冰過程全自動操作。(2)負責可同時滿足導地線晶閘管6脈動、12脈動及IGBT型融冰裝置的設計、制造和工廠試驗。(3)實現了可控電流源融冰裝置產業化和推廣應用。(4)共同制定了電網融冰國家標準和行業標準。

    獲得知識產權及曾獲獎勵情況

    本成果獲授權專利41項,登記軟件著作權3項,制定國家標準3項、行業標準2項,發表學術論文30篇。

    典型知識產權如下:

    序號

    名稱

    授權號

    授權日期

    類型

    國家

    1

    Multi-functional direct current ice melting automatic switching circuit and switching method thereof

    US9972988B2

    2018/5/18

    發明

    美國

    2

    一種輸電線路覆冰有無判別和覆冰厚度預報方法

     ZL201510034050 .6

    2018.02.13

    發明

    中國

    3

    一種基于環境因子及地理特征的輸電線路路徑規劃方法

    ZL201510035180 .1

    2018.04.27

    發明

    中國

    4

    一種覆冰輸電線路應力監測系統

    ZL201410741397 .X

    2017.03.08

    發明

    中國

    5

    架空地線及 OPGW 光纜單級大地回路直流融冰方法

    ZL201210064756.3

    2015.06.24

    發明

    中國

    6

    直流融冰裝置實現融冰功能的控制保護方法

    ZL201210122734.8

    2016.03.02

    發明

    中國

    7

    一種 12 脈動晶閘管換流閥組的結構變換配置方法

    ZL201210168879.1

    2013.12.18

    發明

    中國

    8

    一種輸電線路等值覆冰厚度監測裝置及系統

    ZL201710242568 .8

     2019-02-15

    發明

    中國

    9

    一種基于知識庫的電力設備輔助決策智能化方法

     ZL201310638802 .0

     2017-01-11

    發明

    中國

    10

    一種帶專用換流變壓器直流融冰裝置的設計方法

     ZL201210018908.6

     2015-08-19

    發明

    中國

    11

    一種基于層次區域潮流通道的中壓配電網可靠性評估方法

     ZL201310484520.X

      2016-06-29

    發明

    中國

    12

    一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法

    ZL201110353317.X

     2014-10-01

    發明

    中國

    13

    直流融冰的主回路設置方法

    ZL200910025721.7

      2011-01-26

    發明

    中國

    14

    一種不帶專用換流變壓器直流融冰裝置的設計方法

    ZL201210019459.7

     2015-04-15

    發明

    中國

    15

    一種判斷換流橋控制脈沖電纜接反的方法

    ZL201210277878.0

    2015/5/6

    發明

    中國

    16

    一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法

    ZL201210278025.9

      2017-04-12

    發明

    中國

    17

    一種基于有限元數據庫的零值絕緣子檢測方法

    ZL201210458056.2

      2015-09-02

    發明

    中國

    18

    一種輸電線路分布式覆冰監測方法

    ZL201410727795.6

     2016-04-06

    發明

    中國

    19

    一種架空地線和復合光纖地線直流融冰系統的啟動方法

    ZL201310200739.2

     2016-01-20

    發明

    中國

    20

    一種帶專用整流變壓器的直流融冰裝置及其保護方法

    ZL201010140060.5

     2012-09-26

    發明

    中國

    21

    一種架空地線和復合光纖地線的直流融冰方法

    ZL201110221089.0

     2013-06-12

    發明

    中國

    22

    直流融冰三相交流線路自動切換的方法

    ZL200910025722.1

      2011-11-23

    發明

    中國

    23

    一種不帶專用整流變壓器的直流融冰裝置及其保護方法

    ZL201010140086.X

    2010.11.10

    發明

    中國

    24

    一種直流融冰裝置的系統調試方法

    ZL201010140101.0

    2013.02.20

    發明

    中國

     

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