丁向東 鄭偉 潘玉梅 張和平 王文鵬

【摘要】? ? 新疆阜康抽水蓄能電站是新疆首座抽水蓄能電站，位于天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地東南緣，東鄰哈密市，冬季時間長，晝夜溫差大，阜康地區(qū)跨越山區(qū)和平原區(qū)兩個不同的大地構(gòu)造單元。海拔3000米以上的高山區(qū)，常年冰雪覆蓋;海拔1800-3000米的中山帶，大氣降水較為豐富。2018年5月6日夜間到7日夜間，受西伯利亞低槽東移南下影響，吉木薩爾出現(xiàn)了中到大量的雨轉(zhuǎn)雨夾雪寒潮天氣，平原區(qū)降水量12.0mm，山區(qū)大部地區(qū)普降大到暴雪，降雪過程中南部山區(qū)公路被積雪覆蓋，平均積雪深度達到12cm。阜康抽蓄電站基建期的輸電線路處于環(huán)境惡劣的微地形微氣象區(qū)域，抗冰雪設(shè)計相對較弱，極易因持續(xù)的雨雪低溫天氣引起線路覆冰，出現(xiàn)倒桿斷線。冰凍嚴(yán)重影響著輸電線路的安全運行，冰凍帶來的危害，加大了維護工作量，增加了企業(yè)成本。

【關(guān)鍵詞】? ? 直流融冰? ? 開關(guān)電源? ? 整流器? ? 輸電線路

前言：

覆冰是一種分布廣泛的自然現(xiàn)象，尤其霧凇是一種美麗的自然景觀。但對于輸電線路，嚴(yán)重的覆冰則有可能導(dǎo)致故障，甚至?xí)l(fā)大面積停電等災(zāi)難性事故。自20世紀(jì)50年代開始，加拿大、美國等覆冰嚴(yán)重的國家相繼對輸電線路覆冰進行了觀測和研究。我國也是世界上覆冰嚴(yán)重的國家之一，長期以來，輸電線路工作者一直為解決覆冰問題進行不懈的探索，并獲得了許多重要的工作成果。1976年，在全國首次重冰線路設(shè)計運行經(jīng)驗交流會議上，提出了“避、抗、熔、改、防”五字方針，成為輸電線路抗冰的主要技術(shù)原則。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的快速擴大，近50多年來，大面積冰害事故在全國各地時有發(fā)生，尤其2008年1～2月，我國南方電網(wǎng)出現(xiàn)了持續(xù)較長時間的大范圍雨雪冰凍天氣，造成1252條110～500kV線路倒塔7377基、受損3092基，13888條10～35kV線路故障停運，給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚詈蛧窠?jīng)濟發(fā)展帶來嚴(yán)重影響。新疆自2009年2月以來，災(zāi)害性天氣頻發(fā)，部分輸電線路覆冰故障大幅上升，成為影響電網(wǎng)安全運行的重要因素。隨著新疆大型水電基地和超高壓電網(wǎng)的建設(shè)，輸電線路覆冰問題將更加突出。

一、可控整流型融冰電源概述

凡是能直接將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的電路統(tǒng)稱為整流電路，將整流電路應(yīng)用于直流電源裝置的技術(shù)則稱之為整流電源技術(shù)。1958 年，從美國通用電氣公司研制成功第一個工業(yè)用的普通晶閘管開始，整流電源技術(shù)開始由不可控整流轉(zhuǎn)向相控型整流。三相相控型整流電源技術(shù)是指采用相控型功率器件晶閘管作為功率器件的整流電源技術(shù)，該技術(shù)相比三相不可控整流電源技術(shù)最大的優(yōu)點在于實現(xiàn)了直流側(cè)電壓的可調(diào)性，此外，在整流電源直流側(cè)電壓的紋波率、轉(zhuǎn)換效率和諧波含量等方面也有所改善。三相相控型整流電路屬于低頻電路，成為半導(dǎo)體整流電路中歷史最長、技術(shù)最成熟的一種整流電路，目前還應(yīng)用廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

二、基于電壓型逆變器的高頻開關(guān)電源設(shè)計

研究高效節(jié)能型高頻開關(guān)電源，擬輸入側(cè)采用電壓型逆變器和電流逆變器，利用高頻PWM 整流技術(shù)，進行AC/DC 變換，得到恒定的直流電。這樣可以實現(xiàn)電能的高效利用，減少系統(tǒng)的無功和諧波含量，提高裝置的電能質(zhì)量水平。然后，通過全橋DC/DC 逆變器進行高頻變換，將高壓直流電源轉(zhuǎn)換為需要的低壓大電流電源給負(fù)載供電。為了實現(xiàn)能量的高效利用，減少電網(wǎng)諧波污染，本章討論了一種基于電壓型逆變器的高頻開關(guān)電源。基于電壓型逆變器的高頻開關(guān)電源結(jié)構(gòu)如圖2.1 所示。

三、總結(jié)

針對三相電壓型逆變器，通過采用一種基于負(fù)載功率前饋的無差拍控制方法和高頻PWM 調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)逆變器的快速響應(yīng)和高功率因數(shù)整流，實現(xiàn)能量的高效利用，減小系統(tǒng)的電壓電流畸變率。單相全橋逆變器采用高頻逆變技術(shù)，將直流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，通過高頻耦合變壓器，將能量從直流側(cè)傳輸?shù)降蛪喝ㄕ鱾?cè)，通過全波整流器整流濾波后得到希望的直流電壓電流。高頻DC/DC 變換器通過采用高頻逆變技術(shù)，實現(xiàn)能量的高效輸出，降低裝置自身的能耗，大大提高高頻開關(guān)電源的工作效率。

參? 考? 文? 獻

[1]陳堅 電力電子學(xué)一電力電子變換和控制技術(shù)[M].北京： 高等教育出版社，2002

[2]王兆安， 楊君， 劉進軍， 王躍，諧波抑制和無功功率補償（第2版）[M].北京： 機械工業(yè)出版社，2006

[3]張崇魏， 張興整流器及其控制[M].北京： 機械工業(yè)出版社，2003

[4]徐金榜 三相電壓源整流器控制技術(shù)的研究 [D]. 武漢華中科技大學(xué) 2004

[5]姚為正 整流器技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].西安： 西安交通大學(xué)，2001

[6]伍小杰， 羅悅?cè)A， 喬樹通 三相電壓型整流器控制技術(shù)綜述電工技術(shù)學(xué)報[J]，電工技術(shù)學(xué)報 ，20（12）：7-12