logo

科技进步奖推荐项目公示

来源: 云开 作者: 技术质量部 发布时间: 2019-05-16 浏览次数: 493

项目名称:高海拔地区电网冰灾主动防御关键技术及应用 

主要完成人:孙鹏、束洪春、马仪、许彦艳、马御棠、周仿荣、徐云水、傅闯、赵现平、姚捷、沈志、段荣华、潘浩、李华宏、李庆东、张翔、高振宇、许树楷、龚绍成、黄绪勇、黄然、王磊、钱国超、程志万、黄修乾、彭晶、杨莉
主要完成单位:云南电网有限责任公司电力科学研究院、 云南电网有限责任公司昭通供电局、云南省气象台、昆明理工大学、云南电网有限责任公司生产技术部、云南电网有限责任公司电力调度控制中心、云南云开电气股份有限公司、南方电网科学研究院有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司

提名单位:云南电网有限责任公司

项目简介:

覆冰导致国内外电网多次大面积瘫痪时有发生。云南属山地高原地形,81%区域都会出现雨雪冰冻,局部地区全年接近180天处于大雪封山,云南电网输电线路高海拔、微地形、微气象特征显著,覆冰对电网的影响大、防控难。电网传统被动应对冰灾的方式存在覆冰预报预测针对性不强,电网建设标准提高投资大,除冰技术难以大范围推广应用,电网防冰抗冰体系缺乏,事后抢修,代价大等问题,因此高海拔区域电网主动防御技术以及支撑保障体系,面临全新的挑战。

如何精确预报预测该海拔电网覆冰时间和厚度、提前对输电线路覆冰远程快速处置、如何实现了大范围线路覆冰后科学决策、有序处置是国际性难题。项目历经10年的产学研用联合攻关,形成了高海拔电网覆冰预测预报系统、高原型大范围精准调节融冰装置与配套自动化设备、电网抗冰技术与管理应用保障体系等一体化解决技术,取得以下四方面创新:

创新点1:揭示高海拔地区电网覆冰产生的环境机理,对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行量化分析。采用长短记忆网络结合深度学习方法,挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性,为建立覆冰自适应预测奠定了基础。 融合输电线路在线监测数据和地面气象站观测数据,通过多元线性回归方法,建立覆冰厚度预测模型,实现了云南微地形、微气象电网多时空覆冰准确预测。

创新点2:基于极限温度-电流循环试验揭示了光单元在融冰电流作用下的衰耗特性,提出了地线融冰温度控制阈值,解决了OPGW融冰电流选择的问题。基于过电压仿真计算和绝缘子覆冰耐压试验,确立了地线绝缘间隙40mm-120mm范围,解决了光纤复合架空地线(OPGW)融冰和防雷的配合问题。

创新点3:提出了电压和电流可调可控的融冰设计、制造和检验方法,研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备,实现导地线融冰过程全自动操作。

创新点4:提出电网稳定、线路受力极限和缺供电量多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法,解决了大范围覆冰期间线路融冰和电网风险相互影响的问题,构建电网规模化融冰管理应用体系,实现电网主动防冰。

项目成果获授权发明专利17项、实用新型专利24项、软件著作权3项,编制国家标准3部,行业标准2部,发表论文30篇。项目成果总体达到国际领先水平。成果在云南推广应用21个工程中,配置融冰装置21套,自动接线装置124套,并在国内多个省市推广应用。项目近三年新增销售额约78亿元,新增利润近5亿元,累计减少云南省GDP损失233亿,创造了巨大的经济效益和社会效益。

完成人及完成单位对项目的贡献情况(推广应用情况):

序号

完成人

贡献情况

1

孙鹏

项目负责人,提出项目总体技术路线,提出研发技术方案,提出测试方案,总体负责示范工程系统研究和成套设计,发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术,组织装置研发,协调解决项目研发中出现的重大技术问题,其中,获授权专利10项,发表论文12篇,编制国家标准3个和行业标准1个。

2

束洪春

负责完成重覆冰区融冰线路防雷技术研究,发表技术论文1篇。

3

 

输电线路融冰技术研究,组织创建了云南电网冰区及覆冰类型图。其中,获授权专利3项,发表论文4篇。

4

许彦艳

高海拔地区电网覆冰产生的环境机理研究,对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性,建立了覆冰厚度预测模型。其中,发表论文1篇。

5

马御棠

地线融冰技术对地网影响研究,负责光纤复合架空地线(OPGW)融冰和防雷的配合问题研究。其中,获得专利1项,发表论文7篇。

6

周仿荣

负责覆冰厚度预测研究,开发了云南电网覆冰预报预测系统。其中,获得专利1项,发表论文2篇。

7

徐云水

参加项目总体技术路线和重大技术原则的制定,参加项目研究及推广应用。共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理,参加地线融冰状态监测装置的研发。其中,获得专利6项。

8

 

提出电网可控融冰方法,参加可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备研发。共同揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系,发明了架空地线和复合光纤地线融冰启动技术。其中,获得专利11项,发表论文7篇,编制国家标准和行业标准。

9

赵现平

主持创建了云南电网冰区及覆冰类型图。其中,获得专利3项。

 

10

 

 

项目总体技术路线和重大技术原则的制定,组织项目成果推广应用。其中发表论文1篇。

11

 

项目总体技术路线和重大技术原则的制定,组织项目成果推广应用,主持开发了云南电网覆冰预报预测系统。其中,获得专利2项,发表论文2篇。

12

段荣华

制定项目重大技术原则,参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。提出多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法。获得软件著作权1项。

13

 

输电线路覆冰校核,其中,获得专利2项。

14

李华宏

高海拔地区电网覆冰产生的环境机理研究,挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性,建立了覆冰厚度预测模型。其中,发表论文3篇。

15

李庆东

参加项目研究及推广应用。负责高原型融冰装置和导地线与融冰系统自动连接配套设备的工程化应用。获得专利1项。

16

 

负责高原型融冰装置的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用,获得专利5项,发表论文2篇。

17

高振宇

参加开发了云南电网冰区及覆冰类型图,获得软件著作权1项。

18

许树楷

提出电网可控融冰方法,参加可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备研发。获得专利4

19

龚绍成

负责融冰自动连接开关的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用,获得专利1项。

20

黄绪勇

地线融冰技术研究获得专利3项,发表论文2篇。

21

 

输电线路覆冰校核,获得专利2项,发表论文3篇。

22

 

输电线路覆冰校核获得专利3项,发表论文5篇。

23

钱国超

输电线路覆冰校核获得专利2项。

24

程志万

输电线路覆冰校核获得专利2项,发表论文1篇。

25

黄修乾

地线融冰技术及融冰线路防雷技术研究,获得专利1项。

26

 

输电线路融冰技术研究获得专利1项。

27

 

输电线覆冰信息化技术研究获得专利1项。































































第一完成单位  云南电网有限责任公司电力科学研究院

对本成果技术创新和应用的贡献:项目组织和主要完成单位,提出项目总体技术路线,制定项目重大技术原则,全面主导项目研究及推广应用实施全过程。对项目创新点1-4 均做出重要贡献:(1)共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理,对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。采用气象与线路在线监测多源数据融合,开发了云南电网覆冰预报预测系统。(2)揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系,发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术,组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。(3)共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备,实现导地线融冰过程全自动操作。(4)创建了云南电网冰区及覆冰类型图。(5)构建电网规模化融冰管理应用体系。(6)制定电网融冰国家标准和电力行业标准。(7)实施了融冰工程的推广应用。

第二完成单位  云南电网有限责任公司昭通供电局

对本成果技术创新和应用的贡献:参加项目总体技术路线和重大技术原则的制定,参加项目研究及推广应用。对创新点1-4均做出重要贡献。(1)共同揭示了高海拔地区电网覆冰产生的环境机理,对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行了量化分析。(2)参加组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。(3)参加研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备,实现导地线融冰过程全自动操作。(4)参加构建电网规模化融冰管理应用体系。(5)共同制定电网融冰国家标准。(6)实施了融冰工程的推广应用。

第三完成单位  云南省气象台

对本成果技术创新和应用的贡献:

参加项目研究及重要技术路线制定。对创新点1做出重要贡献。(1)揭示高海拔地区电网覆冰产生的环境机理,对产生覆冰灾害典型线路的海拔高度、地形地貌、气象条件等进行量化分析。挖掘气象要素与电网覆冰之间的关联性,建立了覆冰厚度预测模型。(2)参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。(3)参加创建了云南电网冰区及覆冰类型图。

第四完成单位  昆明理工大学

对本成果技术创新和应用的贡献:参加项目研究及重要技术路线制定。对创新点2做出重要贡献。(1)参加架空地线和复合光纤地线融冰技术的研究,提出了重覆冰区段融冰线路防雷效果评估及防雷措施。

第五完成单位  云南电网有限责任公司生产技术部

对本成果技术创新和应用的贡献:项目核心完成单位,提出项目总体技术路线,制定项目重大技术原则,组织项目成果推广应用。对创新点14 做出重要贡献。(1)组织开发了云南电网覆冰预报预测系统。(2)组织创建了云南电网冰区及覆冰类型图。(3)组织构建电网规模化融冰管理应用体系并工程化应用。组织实施了融冰工程的推广应用。

第六完成单位  云南电网有限责任公司电力调度控制中心

对本成果技术创新和应用的贡献:主要解决了以下关键技术:制定项目重大技术原则,对创新点14 做出重要贡献。(1)参加开发了云南电网覆冰预报预测系统。(2)提出多约束条件下的输电线路等风险度融冰优化调度方法。(3)参加构建电网规模化融冰管理应用体系。

第七完成单位  云南云开电气股份有限公司

对本成果技术创新和应用的贡献:主要负责融冰自动连接开关的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用,对项目创新点3 做出重要贡献。(1)共同研制了融冰自动连接开关。(2)负责融冰自动连接开关制造。(3)实现了融冰自动连接开关产业化和推广应用。

第八完成单位  南方电网科学研究院有限责任公司

对本成果技术创新和应用的贡献:

主要完成的主要工作及创新点有: 参加了项目研究工作。对创新点23 做出了重要贡献。(1)共同揭示了复合光纤地线温度与融冰电流关系,发明了架空地线和复合光纤地线融冰技术,组织地线绝缘子、光纤接续装置和地线融冰状态监测装置的研发。(2)共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备,实现导地线融冰过程全自动操作。(3)制定了电网融冰国家标准和行业标准。

第九完成单位  南京南瑞继保电气有限公司

对本成果技术创新和应用的贡献:主要负责高原型融冰装置的设计、制造、工厂试验、产业化及推广应用,对项目创新点3 做出重要贡献。(1)共同发明并组织研制了适用于高海拔的可控电流源融冰装置和导地线与融冰系统自动连接的配套设备,实现导地线融冰过程全自动操作。(2)负责可同时满足导地线晶闸管6脉动、12脉动及IGBT型融冰装置的设计、制造和工厂试验。(3)实现了可控电流源融冰装置产业化和推广应用。(4)共同制定了电网融冰国家标准和行业标准。

获得知识产权及曾获奖励情况

本成果获授权专利41项,登记软件著作权3项,制定国家标准3项、行业标准2项,发表学术论文30篇。

典型知识产权如下:

序号

名称

授权号

授权日期

类型

国家

1

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

US9972988B2

2018/5/18

发明

美国

2

一种输电线路覆冰有无判别和覆冰厚度预报方法

 ZL201510034050 .6

2018.02.13

发明

中国

3

一种基于环境因子及地理特征的输电线路路径规划方法

ZL201510035180 .1

2018.04.27

发明

中国

4

一种覆冰输电线路应力监测系统

ZL201410741397 .X

2017.03.08

发明

中国

5

架空地线及 OPGW 光缆单级大地回路直流融冰方法

ZL201210064756.3

2015.06.24

发明

中国

6

直流融冰装置实现融冰功能的控制保护方法

ZL201210122734.8

2016.03.02

发明

中国

7

一种 12 脉动晶闸管换流阀组的结构变换配置方法

ZL201210168879.1

2013.12.18

发明

中国

8

一种输电线路等值覆冰厚度监测装置及系统

ZL201710242568 .8

 2019-02-15

发明

中国

9

一种基于知识库的电力设备辅助决策智能化方法

 ZL201310638802 .0

 2017-01-11

发明

中国

10

一种带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法

 ZL201210018908.6

 2015-08-19

发明

中国

11

一种基于层次区域潮流通道的中压配电网可靠性评估方法

 ZL201310484520.X

  2016-06-29

发明

中国

12

一种多功能直流融冰自动转换电路及其转换方法

ZL201110353317.X

 2014-10-01

发明

中国

13

直流融冰的主回路设置方法

ZL200910025721.7

  2011-01-26

发明

中国

14

一种不带专用换流变压器直流融冰装置的设计方法

ZL201210019459.7

 2015-04-15

发明

中国

15

一种判断换流桥控制脉冲电缆接反的方法

ZL201210277878.0

2015/5/6

发明

中国

16

一种判断换流桥交流进线相序接错的方法

ZL201210278025.9

  2017-04-12

发明

中国

17

一种基于有限元数据库的零值绝缘子检测方法

ZL201210458056.2

  2015-09-02

发明

中国

18

一种输电线路分布式覆冰监测方法

ZL201410727795.6

 2016-04-06

发明

中国

19

一种架空地线和复合光纤地线直流融冰系统的启动方法

ZL201310200739.2

 2016-01-20

发明

中国

20

一种带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法

ZL201010140060.5

 2012-09-26

发明

中国

21

一种架空地线和复合光纤地线的直流融冰方法

ZL201110221089.0

 2013-06-12

发明

中国

22

直流融冰三相交流线路自动切换的方法

ZL200910025722.1

  2011-11-23

发明

中国

23

一种不带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法

ZL201010140086.X

2010.11.10

发明

中国

24

一种直流融冰装置的系统调试方法

ZL201010140101.0

2013.02.20

发明

中国