專利名稱：輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的智能防控系統(tǒng)與方法，具體是一種輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
2008年50年一遇的冰雪災(zāi)害對(duì)電力系統(tǒng)的影響至今歷歷在目。當(dāng)時(shí)我國(guó)南方多個(gè)省份陸續(xù)出現(xiàn)輸電網(wǎng)倒塔、斷線等事故，導(dǎo)致了電網(wǎng)的大面積停電，狀況前所未有。電網(wǎng)如此脆弱，這跟我國(guó)在制定國(guó)家南方電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和電力輸配方式的軟硬件時(shí)，多注重其高效經(jīng)濟(jì)性，而忽視增強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)施本身的安全耐候性有關(guān)；同時(shí)也顯現(xiàn)，人們盡快掌握防控輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害有效技術(shù)的重要性與迫切性。2010與2011年冬春交匯之際，在云南、貴州、江西等南方省份再次出現(xiàn)嚴(yán)重的輸電網(wǎng)冰凌現(xiàn)象。雖然這些地區(qū)的輸電網(wǎng)經(jīng)過(guò)前兩年的改造后并沒(méi)有出現(xiàn)2008年冬天的大面積倒塌現(xiàn)象，但是輸電線上的除冰任務(wù)仍然十分艱巨。從報(bào)刊等媒體報(bào)道獲知為了避免再次出現(xiàn)輸電網(wǎng)大面積倒塌災(zāi)難，該地區(qū)的電力部門職工不得不依靠大量的勞動(dòng)力對(duì)輸電線實(shí)施人工除冰，而且是采用極為低級(jí)、落后的方法，讓高壓輸電網(wǎng)“拉閘”停電后，采用棍棒敲打讓輸電線上凝結(jié)的冰凌掉落下來(lái)，除此之外，幾乎別無(wú)上策。其勞動(dòng)強(qiáng)度之大、除冰效率之低，可想而知。我國(guó)現(xiàn)行電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中，所采用的塔桿承載能力是電網(wǎng)導(dǎo)線重量和拉力的五倍左右，這在正常的電力輸配過(guò)程中已經(jīng)足夠，但是，在南方多個(gè)省份遭受凍雨冰凌特大災(zāi)害襲擊時(shí)，有些地區(qū)的導(dǎo)線附冰重量在一夜之間就會(huì)突增五、六十倍。如此天降超負(fù)重載的出現(xiàn)對(duì)原來(lái)再堅(jiān)固的塔桿也是無(wú)法承受的，其后果必然發(fā)生倒塔、斷桿、斷線，乃至“多米諾效應(yīng)”般地全線倒塌、崩潰。要通過(guò)提高輸電線標(biāo)準(zhǔn)來(lái)抗拉高出原先幾十倍的應(yīng)力，其經(jīng)濟(jì)成本是國(guó)家電網(wǎng)所難以承擔(dān)的，更談不上輸電系統(tǒng)的高效經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。可以說(shuō)，在電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中如何防治冰凌災(zāi)害問(wèn)題，迄今仍是全國(guó)上下共同關(guān)心的大事，因?yàn)椋词箤㈦娋W(wǎng)建設(shè)硬件設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)提高，如將電網(wǎng)導(dǎo)線增粗、塔桿增強(qiáng)，但是如果沒(méi)有從檢控與防治上找到有效的技術(shù)方法，在未來(lái)可能出現(xiàn)的更大規(guī)模自然災(zāi)害前面，電網(wǎng)安全仍然存在未知數(shù)。就現(xiàn)有的技術(shù)而言，常用的輸電網(wǎng)除冰技術(shù)大體上分為機(jī)械除冰、熱力除冰和電線涂覆憎水憎冰材料三類技術(shù)。第一類、機(jī)械除冰技術(shù)經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，JamesW. Hall的“Ice storm management on an electrical utility system” (Proceedings of th7th IffAIS, Canada,1996，225-230)介紹了采用起重機(jī)、絕緣作業(yè)工具車和帶電直接作業(yè)方式機(jī)械除冰的方法，同時(shí)還介紹手工除冰或直升飛機(jī)除冰的典型機(jī)械除冰方法等。這種除冰方法耗能小、價(jià)格低廉，但操作困難，既不安全，又不十分有效，安全性能亦無(wú)法得到保障。再經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，Mulherin、Donaldson的“Modeling of the IceAccretion on Wires"(Journal of Climate and Applied Meteorology,1998,Vol. 23)介紹一種由地而操作人員拉動(dòng)一個(gè)可在線路上行走的滑輪達(dá)到鏟除導(dǎo)線上覆冰的方法。這是一種目前唯一得到實(shí)際應(yīng)用的輸電線路除冰的機(jī)械方法，但是仍然需要依靠繁重的人力資源。第二類、熱力除冰技術(shù)經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，DavidsonC. C. ,Horwill C,Granger Μ.和Dery A 的"APower-Electronics Based Transmission Line Deicing System，，(AC and DC Power Transmission,2006. ACDC 2006. The 8th IEE International Conference on 28-31 March 2006 Page (s) =135-139)介紹了利用線路電抗與電阻比很大的實(shí)際情況，提出一種將欲除冰線路脫離電網(wǎng)再通以高壓直流電的除冰方法。該方法是當(dāng)有冰凌在電線上積累時(shí)，由冰凍感應(yīng)器預(yù)警，電力公司將冰凍線路暫時(shí)隔離出電網(wǎng)。利用高壓電力電子裝置將此段線路短路以形成回路，此時(shí)再注入直流電 (電流大小由線路類型決定)，線路因焦耳效應(yīng)發(fā)熱除冰。考慮到每年線路只是一小段時(shí)間需要除冰，高壓電力電子裝置在平時(shí)正常情況下可作為無(wú)功補(bǔ)償器并網(wǎng)運(yùn)行，這樣既增加了其系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，又保障了線路的全天候安全可靠性。再經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，ReneCloutier, Andr6Bergeron和Jacques Brochu 的“On-Load Network De-Icer Specification for a Large Transmission Network，，(IEEETransactions on Power Delivery, Vol. 22, No. 3, July 2007. PP. 1947-1955)介紹一種用于高壓大電網(wǎng)的帶載去冰方案。該方法無(wú)需斷開線路，只需利用移相變壓器將線路上的電壓相位改變使得兩路高壓輸電線路上的潮流分配發(fā)生改變，從而使得其中一條線路上的電流增加、溫度升高，進(jìn)而達(dá)到除冰目的。但是，這些單一依靠直流電或改變潮流分配的“焦耳效應(yīng)致發(fā)熱除冰”方法作用時(shí)間較長(zhǎng)，所消耗的電能巨大，以致除冰成本較高。第三類、電線涂覆憎水憎冰材料技術(shù)經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，王瑾、楊寶杰、張靠社的“架空輸電線路覆冰危害及防冰除冰的措施”(科技綜述，2008年第7期)介紹的是在導(dǎo)線表面包涂憎水憎冰性材料。要求這種材料既要與金屬基體有較好的結(jié)合力和較高的傳熱系數(shù)，還要具有低表面張力系數(shù)和高憎水憎冰性，因此，可以最大限度地減少水和冰對(duì)導(dǎo)線表面的附著力，極易將水或冰從其表面脫落，從而達(dá)到防止凝結(jié)冰凌的效果。但是，該方法勢(shì)必增加整個(gè)電網(wǎng)的建設(shè)成本，而且隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，現(xiàn)有工藝的輸電線涂層材料難免會(huì)出現(xiàn)老化與龜裂而失去原有“憎水憎冰”的效果。對(duì)絕大部分區(qū)域的電力輸配系統(tǒng)在不改變?cè)屑夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，如何有效提高其抗凍雨、積雪、冰凌災(zāi)害的能力正是本發(fā)明技術(shù)所要解決的核心技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)與方法，能夠高效防控輸電線冰凌災(zāi)害的發(fā)生(以下將“消除輸電網(wǎng)冰凌”、“消除冰凌”簡(jiǎn)稱為“除冰”)。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明所涉及輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)，包括圖像傳感器、信號(hào)處理器、系統(tǒng)控制器、上游高壓開關(guān)柜、電力降壓變壓器、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、電力電子變電裝置、輸電網(wǎng)、上游高頻扼流器組、上游高壓電容器組、下游高頻扼流器組、遙控信號(hào)接收模塊、下游高壓開關(guān)柜、下游高壓電容器組、電流傳感器。其中，圖像傳感器的輸出接口與信號(hào)處理器的輸入接口連接；信號(hào)處理器的輸出接口與系統(tǒng)控制器及遙控信號(hào)發(fā)送模塊的數(shù)字輸入接口連接；系統(tǒng)控制器的輸出接口與上游高壓開關(guān)柜的控制信號(hào)輸入接口連接；上游高壓開關(guān)柜中的第一組常開開關(guān)的三個(gè)輸入觸點(diǎn)端頭與輸電網(wǎng)上游三相端點(diǎn)連接，上游高壓開關(guān)柜中的第一組常開開關(guān)的三個(gè)輸出觸點(diǎn)端頭與電力降壓變壓器的原邊三相輸入端點(diǎn)連接；電力降壓變壓器的副邊三相輸出端點(diǎn)及中性點(diǎn)與電力電子變電裝置的電源輸入接口連接，電力電子變電裝置的電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口與電流傳感器的輸出接口連接，電流傳感器設(shè)置于電力電子變電裝置的任意一個(gè)回路中，電力降壓變壓器的中性點(diǎn)接地電力電子變電裝置輸出接口的三個(gè)高電位輸出端點(diǎn)與上游高壓開關(guān)柜中第三組常開開關(guān)的三個(gè)輸入觸點(diǎn)端頭連接，電力電子變電裝置輸出接口的三個(gè)低電位輸出端點(diǎn)共地；上游高壓開關(guān)柜中第三組常開開關(guān)的三個(gè)輸出觸點(diǎn)端頭與上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸入端頭連接；上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸出端頭分別與上游高頻扼流器組中三個(gè)高頻扼流電感器后端三個(gè)端頭對(duì)應(yīng)連接；上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器前、后端三對(duì)端頭分別與上游高壓開關(guān)柜中第二組常閉開關(guān)的輸入、輸出三對(duì)端頭對(duì)應(yīng)并接后，再分別串接于輸電網(wǎng)上游的三相對(duì)應(yīng)線路中；遙控信號(hào)發(fā)送模塊通過(guò)發(fā)射天線向遙控信號(hào)接收模塊的接收天線發(fā)送遙控信號(hào)；遙控信號(hào)接收模塊的輸出接口與下游高壓開關(guān)柜的輸入接口連接；下游高壓開關(guān)柜中的第一組常閉開關(guān)的輸入、輸出三對(duì)端頭與下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器前、后端的三對(duì)端頭并接后，再串接于輸電網(wǎng)下游的三相對(duì)應(yīng)線路中；下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸入端頭分別與下游高頻扼流器組中三個(gè)高頻扼流電感器前端三個(gè)端頭對(duì)應(yīng)連接，下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸出端頭共同接地。所述“高頻”，是相對(duì)50Hz交流電頻率而言，如頻率40kHz。從嚴(yán)格意義上講，適用頻率為40kHz信號(hào)的設(shè)備與器件應(yīng)該被稱為“超音頻”設(shè)備與器件，本發(fā)明稱高于50Hz交流電頻率的設(shè)備、器件、電氣參數(shù)等為高頻設(shè)備、器件、參數(shù)，如高頻扼流器、高壓電容器、高頻除冰電流等。所述圖像傳感器，即攝像機(jī)(或稱攝像頭)，實(shí)施對(duì)景物圖像的采集。就固體圖像傳感器來(lái)講，當(dāng)前主要有三大類型CCD圖像傳感器(Charge Coupled Device，簡(jiǎn)稱(XD)，又稱電荷耦合圖像傳感器；CMOS圖像傳感器(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，簡(jiǎn)稱 CMOS)，又稱自掃描光電二極管陣列(Self Scanned Photodiode Array，簡(jiǎn)稱SSPA) ；CID電荷注入器件(Charge Injection Device，簡(jiǎn)稱CID)。三者均是對(duì)光敏感的半導(dǎo)體器件，即利用感光二極半導(dǎo)體進(jìn)行光與電的轉(zhuǎn)換。用于輸電網(wǎng)冰凌狀態(tài)識(shí)別與監(jiān)控時(shí)選擇CCD圖像傳感器較為適宜，其最高圖像分辨率要根據(jù)圖像傳感器安裝位置與被檢測(cè)輸電線的距離來(lái)確定。圖像傳感器的輸出接口通過(guò)視頻電纜與信號(hào)處理器的圖像信號(hào)輸入接口連接。圖像傳感器用于采集輸電網(wǎng)圖像信息，是實(shí)時(shí)捕捉輸電網(wǎng)是否存在冰凌的機(jī)器視覺(jué)傳感裝置，其輸出接口與信號(hào)處理器的輸入接口連接。所述信號(hào)處理器，包括圖像信號(hào)輸入接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、運(yùn)算決策模塊、控制指令輸出接口。其中圖像信號(hào)輸入接口的輸入端口與圖像傳感器輸出接口連接，圖像信號(hào)輸入接口的輸出端口與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與運(yùn)算決策模塊的輸入端口連接；運(yùn)算決策模塊的輸出端口與控制指令輸出接口的輸入端口連接，控制指令輸出接口的輸出端口與系統(tǒng)控制器及遙控信號(hào)發(fā)送模塊的數(shù)字輸入接口連接。信號(hào)處理器對(duì)所接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行處理后，輸電線上是否出現(xiàn)或存在冰凌做出準(zhǔn)確判斷， 將信號(hào)處理器的運(yùn)算與判定結(jié)果的控制指令輸出至系統(tǒng)控制器及遙控信號(hào)發(fā)送模塊。所述系統(tǒng)控制器，包括數(shù)字輸入接口、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動(dòng)放大模塊、模擬信號(hào)輸出接口。其中，數(shù)字輸入接口的輸出端口與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸入端口連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的輸出端口與驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸入端口連接；驅(qū)動(dòng)放大模塊的輸出端口與模擬信號(hào)輸出接口的輸入端口連接，模擬信號(hào)輸出接口的輸出端口即系統(tǒng)控制器的輸出接口。系統(tǒng)控制器的輸出接口與上游高壓開關(guān)柜的輸入接口連接，系統(tǒng)控制器將所接收到的控制指令轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)并經(jīng)過(guò)放大后驅(qū)動(dòng)上游高壓開關(guān)柜，啟動(dòng)其高壓開關(guān)器動(dòng)作，進(jìn)而使本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)入除冰工作狀態(tài)。所述上游高壓開關(guān)柜，包括三組高壓開關(guān)器。第一組為高壓常開開關(guān)器，簡(jiǎn)稱上游第一組常開開關(guān)，上游第一組常開開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭與輸電網(wǎng)上游三相端點(diǎn)連接， 上游第一組常開開關(guān)的三相輸出觸點(diǎn)端頭與電力降壓變壓器原邊三相輸入端頭連接。第二組為高壓常閉開關(guān)器，簡(jiǎn)稱上游第二組常閉開關(guān)，上游第二組常閉開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭分別與上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器一側(cè)端頭對(duì)應(yīng)并接，上游第二組常閉開關(guān)的三相輸出觸點(diǎn)端頭分別與上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器的另一側(cè)端頭對(duì)應(yīng)并接，兩者并接后，將三個(gè)高頻扼流電感器再分別串接于輸電網(wǎng)上游三相輸電線路中，并稱高頻扼流電感器與上游第二組常閉開關(guān)輸入觸點(diǎn)端頭并接的一側(cè)為上游高頻扼流電感器前端，簡(jiǎn)稱上游扼流器前端，稱高頻扼流電感器與上游第二組常閉開關(guān)輸出觸點(diǎn)端頭并接的一側(cè)為上游高頻扼流電感器后端，簡(jiǎn)稱上游扼流器后端。第三組為高壓常開開關(guān)器，簡(jiǎn)稱上游第三組常開開關(guān)，上游第三組常開開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭分別與電力電子變電裝置的三相輸出端頭連接，上游第三組常開開關(guān)的三相輸出觸點(diǎn)端頭分別與上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三相輸入端頭對(duì)應(yīng)連接；上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三相輸出端頭分別與上游高頻扼流電感器組中的三個(gè)上游高頻扼流電感器后端對(duì)應(yīng)連接。當(dāng)信號(hào)處理器控制指令啟動(dòng)系統(tǒng)控制器，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)上游高壓柜中的開關(guān)器動(dòng)作時(shí)，上游第一組常開開關(guān)閉合，電力降壓變壓器原邊與輸電網(wǎng)上游三相接通；上游第二組常閉開關(guān)被打開，使得與其并接的三個(gè)高頻扼流電感器在三相輸電線上游處于分別被串接的狀態(tài)，起到對(duì)高頻電流的扼制作用，因此能夠阻止電力電子變電裝置輸出的高頻電流向輸電網(wǎng)上游的“倒流反饋”；上游第三組常開開關(guān)被閉合，上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器分別對(duì)應(yīng)與電力電子變電裝置的三相(三路)高頻電流輸出接通，借助電容器對(duì)低頻電流的高容抗特性，能夠阻止50Hz高壓交流電向電力電子變電裝置輸出接口的“倒沖短路”。也就是說(shuō)，輸電網(wǎng)上游高頻扼流器組和上游高壓電容器組的連接方式能夠確保本發(fā)明工作過(guò)程中，高頻交流電與50Hz高壓交流電在輸電網(wǎng)上游的“有序”分流。當(dāng)上游高壓開關(guān)柜的輸入接口經(jīng)系統(tǒng)控制器接收到信號(hào)處理器輸出的“中斷”信號(hào)時(shí)，上游高壓開關(guān)柜中的三組高壓開關(guān)器恢復(fù)常態(tài)，即原先的常開或常閉狀態(tài)，使得電力降壓變壓器的原邊三相輸入端點(diǎn)不被接入三相高壓電，同時(shí)，上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器處于“短接”狀態(tài)，即輸電網(wǎng)上游沒(méi)有被上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器所串接，上游高壓電容器組與電力電子變電裝置的三相輸出端點(diǎn)之間處于斷開狀態(tài)，輸電網(wǎng)沒(méi)有被高頻電流“注入”。所述電力降壓變壓器，原邊為三相三角形連接，即輸入為三相三線制；副邊為三相星形連接，即輸出為三相四線制。電力降壓變壓器的副邊三相輸出端點(diǎn)及中性點(diǎn)與電力電子變電裝置的電源輸入接口連接；副邊輸出電壓為500 2000V，原/副邊線圈匝數(shù)比需根據(jù)輸入電壓來(lái)確定，如輸入、輸出電壓分別為220kV與1000V時(shí)，單相原/副邊線圈匝數(shù)比為220 1。電力降壓變壓器副邊的實(shí)際輸出電壓、電流及其頻率受電力電子變電裝置的調(diào)節(jié)。所述電力電子變電裝置，包括電源輸入接口、第一整流子模塊、第二整流子模塊、 第三整流子模塊、第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊、第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊、開關(guān)電源控制模塊。電源輸入接口的三相輸入端頭，分別與電力降壓變壓器的三相四線制輸出的副邊三相輸出端點(diǎn)連接，電源輸入接口的地線端頭與電力降壓變壓器的副邊中性點(diǎn)連接； 電源輸入接口的三路輸出端頭分別與第一整流子模塊、第二整流子模塊、第三整流子模塊的輸入端頭連接；第一整流子模塊、第二整流子模塊、第三整流子模塊的輸出端頭分別與第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊的輸入端頭連接；第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊的輸出端頭分別與第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的電力輸入端頭連接；第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的輸出端頭分別與上游第三組常開開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭分別對(duì)應(yīng)連接；第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭分別與開關(guān)電源控制模塊的輸出端口連接；開關(guān)電源控制模塊的電流檢測(cè)信號(hào)輸入端口與電流傳感器的輸出接口連接；開關(guān)電源控制模塊的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端口與第一、二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊的任意一個(gè)電壓反饋信號(hào)輸出接口連接。所述第一、二、三整流子模塊，其中的整流電路采用功率二極管構(gòu)成橋式整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。功率二極管屬于大功率半導(dǎo)體器件，現(xiàn)在功率二極管最大額定電壓、電流分別能夠達(dá)到6kV和6kA以上。所述第一、二、三濾波子模塊，其中的濾波電路由電感與電容構(gòu)成的Γ 型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，濾波電路是對(duì)整流后的電流去除紋波，起到平滑的作用。所述第一、二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊，采用電力電子器件(如可關(guān)斷晶閘管GT0、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管M0SFET、絕緣柵雙極型晶體管IGBT等)構(gòu)成橋式逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，絕緣柵雙極型晶體管IGBT的容量水平可達(dá)(1200 1600Α)/(1800 3330V)，工作頻率達(dá)40kHz以上。當(dāng)需要加大電流輸出時(shí)，能夠通過(guò)電力電子器件的并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)需要提高電力電子器件的電壓承受能力時(shí)，能夠通過(guò)電力電子器件的串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述開關(guān)電源控制模塊，包括高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口、高頻電流濾波子模塊、高頻電流放大子模塊、高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口、SPWM發(fā)生子模塊、SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊、第一驅(qū)動(dòng)輸出接口、第二驅(qū)動(dòng)輸出接口、移相控制子模塊。其中，高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸入端口與電流傳感器的輸出接口連接；高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸出端口與高頻電流濾波子模塊的輸入端口連接；高頻電流濾波子模塊的輸出端口與高頻電流放大子模塊的輸入端口連接；高頻電流放大子模塊的輸出端口與SPWM發(fā)生子模塊輸入接口的電流信號(hào)輸入端口連接；高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸入端口與第一、二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊的任意一個(gè)電壓反饋信號(hào)輸出接口連接，高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸出端口與SPWM發(fā)生子模塊的高頻電壓反饋信號(hào)輸入端口連接；SPWM發(fā)生子模塊的輸出端口與SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊的輸入端口連接；SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊的輸出端口與第一驅(qū)動(dòng)輸出接口、第二驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸入端口并接；第一驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸出端口與第一電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口連接；第二驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸出端口與移相控制子模塊的SPWM信號(hào)輸入端口連接；移相控制子模塊的第一、第二輸出端口分別與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭連接。電力電子變電裝置中的所有子模塊共地，并與電力降壓變壓器副邊中性點(diǎn)連接。所述SPWM發(fā)生子模塊，包括輸入接口、電流設(shè)定值器、信號(hào)比較器、正弦信號(hào)發(fā)生器、加法器、鋸齒波發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、輸出端口。SPWM發(fā)生子模塊輸入接口的電流信號(hào)輸入端口與高頻電流放大子模塊的輸出端口連接，SPWM發(fā)生子模塊輸入接口的高頻電壓反饋信號(hào)輸入端口與高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸出端口連接；SPWM發(fā)生子模塊輸入接口的輸出端口與信號(hào)比較器的比較信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)比較器的設(shè)定信號(hào)輸入端口與電流設(shè)定值器的輸出端口連接，信號(hào)比較器的輸出端口與加法器的差值信號(hào)輸入端口連接，加法器的正弦信號(hào)輸入端口與正弦信號(hào)發(fā)生器的輸出端口連接，加法器的輸出端口與信號(hào)調(diào)制器的正弦信號(hào)輸入端口連接，信號(hào)調(diào)制器的鋸齒波信號(hào)輸入端口與鋸齒波發(fā)生器的輸出端口連接，信號(hào)調(diào)制器的輸出端口與SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊輸出接口的輸入端口連接。SPWM發(fā)生子模塊輸出的波形被稱為脈寬調(diào)制波形，簡(jiǎn)稱SPWM控制波。脈寬調(diào)制變頻電路又簡(jiǎn)稱SPWM變頻電路，常采用電壓源型交-直-交變頻電路的形式。其基本原理是控制變頻電路開關(guān)元件的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間比(即調(diào)節(jié)脈沖寬度的“占空比”)來(lái)控制交流電壓的大小和頻率。由于每個(gè)SPWM矩形波電壓下的面積接近于所對(duì)應(yīng)的正弦波電壓下的面積，又因?yàn)樗拿}沖寬度接近于正弦規(guī)律變化，故又稱其為正弦脈寬調(diào)制波形。根據(jù)采樣控制理論，脈沖頻率越高，SPWM波形越接近于正弦波。變頻電路的輸出電壓為SPWM波形時(shí)，其低次諧波能夠得到很好的抑制和消除，高次諧波又很容易濾去，從而可獲得畸變率極低的正弦波輸出電壓。通過(guò)調(diào)節(jié)電力電子變電裝置中SPWM信號(hào)的占空比，能夠改變電力電子變電裝置輸出的等效電壓，進(jìn)而改變電力電子變電裝置輸出到輸電網(wǎng)除冰區(qū)段的高頻加熱電流大小。通過(guò)改變電力電子變電裝置中SPWM信號(hào)的頻率，還能夠改變電力電子變電裝置輸出到輸電網(wǎng)除冰區(qū)段的高頻加熱電流頻率的高低。所述移相控制子模塊，包括SPWM信號(hào)輸入端口、時(shí)鐘頻率發(fā)生器、時(shí)序控制器、 第一移相電路、第二移相電路、第一輸出端口、第二輸出端口。SPWM信號(hào)輸入端口的輸入端頭與開關(guān)電源控制模塊的第二驅(qū)動(dòng)輸出接口連接，SPWM信號(hào)輸入端口的輸出端頭與第一移相電路、第二移相電路的SPWM信號(hào)輸入端口并接；時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸出端口與時(shí)序控制器的輸入端口連接；時(shí)序控制器的輸出端口包括Ga、Gb、G。、(id四個(gè)端頭，每個(gè)端頭對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)序信號(hào)輸出；Ga、(；b分別與第一移相電路的第一、二觸發(fā)控制輸入端頭連接；G。、(id分別與第二移相電路的第一、第二觸發(fā)控制輸入端頭連接；第一移相電路、第二移相電路的輸出端口分別與第二、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭連接。第一移相電路、 第二移相電路結(jié)構(gòu)相同，均由兩組電子開關(guān)構(gòu)成，每組電子開關(guān)均由兩個(gè)雙向晶閘管和一個(gè)倒相器構(gòu)成，每個(gè)雙向晶閘管包括兩個(gè)主電極T1 (即移相電路的SPWM信號(hào)輸入端口)、T2 和控制極G(即觸發(fā)控制輸入端頭)。其中，第一移相電路的第一組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的&輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極1~2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第一端頭連接；第一移相電路的第二組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第二輸入端頭連接； 第二移相電路的第一組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的G。 輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第一端頭連接；第二移相電路的第二組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的(^d輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第二輸入端頭連接。在SPWM發(fā)生子模塊與移相控制子模塊的共同作用下，使得輸出至三相除冰線路上的高頻電流產(chǎn)生電致機(jī)械震蕩效應(yīng)，即SPWM發(fā)生子模塊向第一電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制極輸出的波形與其經(jīng)過(guò)兩個(gè)移相電路移相后所形成的兩種波形之間的相位形成一種周期性、有規(guī)則的變化，因此會(huì)使得三個(gè)電力電子開關(guān)主回路子模塊輸出的高頻電壓具有與三種SPWM波形相位相對(duì)應(yīng)的相位關(guān)系。如第二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊輸出的高頻電壓均與第一電力電子開關(guān)主回路子模塊輸出的高頻電壓反相等。分別向除冰線路輸出的三路高頻電壓在各自線路上所形成的電流在輸電線相同阻抗特性情況下仍然保持著三者相互間的相位關(guān)系。由于三路電流之間的相位關(guān)系或同相或反相，勢(shì)必引起輸電網(wǎng)中的三相導(dǎo)線在電磁場(chǎng)的作用下，彼此之間產(chǎn)生相互吸引或排斥的作用力，任何一根輸電線在兩種電場(chǎng)力的合成作用結(jié)果使得三相導(dǎo)線彼此之間產(chǎn)生有規(guī)則的震蕩。當(dāng)移相控制子模塊中的時(shí)序控制器輸出合適的時(shí)序控制電平信號(hào)，就能確保三相導(dǎo)線之間產(chǎn)生適宜的機(jī)械震蕩頻率來(lái)促使導(dǎo)線上的冰凌加速脫落。當(dāng)SPWM發(fā)生子模塊調(diào)節(jié)合適的SPWM波形頻率和占空比，能夠使三路電力電子開關(guān)主回路子模塊向三相待除冰導(dǎo)線輸出最適宜的高頻大功率電流，因此能夠確保三相導(dǎo)線在受到高頻大電流熱融化的同時(shí)產(chǎn)生電致機(jī)械震蕩的最佳振幅。在最適宜的高頻大功率電流、適宜的機(jī)械震蕩頻率和最佳振幅三個(gè)要素的共同作用下，加快導(dǎo)線表面冰凌的融化和脫落，因此能夠縮短除冰的時(shí)間，達(dá)到節(jié)省熱融化耗能的效果。所述時(shí)序控制器，其功能在于通過(guò)對(duì)時(shí)鐘頻率的計(jì)算來(lái)確定其對(duì)應(yīng)輸出端頭輸出波形的高、低電平的持續(xù)時(shí)間，即變換周期/頻率。時(shí)序控制器輸出的波形被稱為時(shí)序控制信號(hào)或時(shí)序開關(guān)信號(hào)。所述上游高頻扼流器組，包括三個(gè)電感器，每個(gè)電感器的兩個(gè)端點(diǎn)分別與上游高壓開關(guān)柜中的第二組高壓常閉開關(guān)器對(duì)應(yīng)并接，當(dāng)上游高壓開關(guān)柜接收系統(tǒng)控制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)而啟動(dòng)或關(guān)閉高壓開關(guān)動(dòng)作時(shí)，隨著第二組高壓常閉開關(guān)器觸點(diǎn)的斷開或閉合，決定了上游高頻扼流器組的三個(gè)電感器在輸電網(wǎng)上游輸電線路中處于串接或短接狀態(tài)。當(dāng)上游高
13頻扼流器組的三個(gè)電感器分別串接入三相輸電線時(shí)，通過(guò)該電感器對(duì)不同頻率交流電所呈現(xiàn)出的不同感抗值能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高頻除冰電流的“扼制”而對(duì)50Hz低頻電流的低阻抗“通流”作用。所述上游高壓電容器組，包括三個(gè)高壓電容器。每個(gè)高壓電容器的輸出端頭分別與上游高頻扼流電感器后端三個(gè)端點(diǎn)對(duì)應(yīng)并接；每個(gè)高壓電容器的輸入端頭分別與電力電子變電裝置的副邊三相輸出端點(diǎn)連接。當(dāng)上游高壓開關(guān)柜接收系統(tǒng)控制器驅(qū)動(dòng)信號(hào)而啟動(dòng)或關(guān)閉高壓開關(guān)動(dòng)作時(shí)，隨著第三組高壓常開開關(guān)器觸點(diǎn)的閉合或斷開，決定了上游高壓電容器組每個(gè)高壓電容器與電力電子變電裝置輸出接口的接通或斷開狀態(tài)。當(dāng)上游高壓開關(guān)柜第三組高壓常開開關(guān)器觸點(diǎn)閉合時(shí)，表明電力電子變電裝置輸出接口輸出的高頻除冰電流能夠利用高壓電容器的低容抗順利進(jìn)入輸電網(wǎng)，而50Hz高壓低頻電流收到高壓電容器高容抗的阻擋而不會(huì)“倒沖”進(jìn)入電力電子變電裝置輸出接口。所述遙控信號(hào)發(fā)送模塊，包括數(shù)字信號(hào)輸入接口、載波發(fā)生子模塊、調(diào)制子模塊、 功率放大子模塊、發(fā)射天線。數(shù)字信號(hào)輸入接口的輸入端口與信號(hào)處理器的控制指令輸出接口連接；數(shù)字信號(hào)輸入接口的輸出端口與調(diào)制子模塊的第一輸入端口連接，載波發(fā)生子模塊的輸出端口與調(diào)制子模塊的第二輸入端口連接；調(diào)制子模塊的輸出端口與功率放大子模塊的輸入端口連接；功率放大子模塊的輸出端口與發(fā)射天線的輸入端口連接。當(dāng)數(shù)字信號(hào)輸入接口接收到來(lái)自信號(hào)處理器輸出的數(shù)字指令時(shí)，通過(guò)調(diào)制子模塊對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，調(diào)制后的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大子模塊進(jìn)行功率放大后，送至發(fā)射天線向外發(fā)射數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)。遙控信號(hào)接收模塊一旦接收到遙控信號(hào)發(fā)送模塊所發(fā)射的數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)后，能夠按照指令所約定的控制規(guī)則對(duì)輸電網(wǎng)下游的開關(guān)觸點(diǎn)實(shí)施控制。所述遙控信號(hào)接收模塊，包括接收天線、解調(diào)子模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換子模塊、功率放大子模塊、輸出接口。接收天線的輸出端口與解調(diào)子模塊的輸入端口連接，解調(diào)子模塊的輸出端口與數(shù)模轉(zhuǎn)換子模塊的輸入端口連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換子模塊的輸出端口與功率放大子模塊的輸入端口連接；功率放大子模塊的輸出端口與輸出接口的輸入端口連接；遙控信號(hào)接收模塊輸出接口的輸出端口與下游高壓開關(guān)柜的輸入接口連接。所述輸電網(wǎng)，是對(duì)高壓輸電網(wǎng)、低壓配電網(wǎng)及用戶網(wǎng)的統(tǒng)稱。所述輸電網(wǎng)上游，是針對(duì)輸電網(wǎng)中除冰線路區(qū)段而言，在實(shí)施除冰線路區(qū)段靠近輸電網(wǎng)上游變電站(所)一側(cè)被稱之為輸電網(wǎng)上游，簡(jiǎn)稱“上游”，靠近輸電網(wǎng)下游變電站(所)一側(cè)被稱之為輸電網(wǎng)下游，簡(jiǎn)稱“下游”。輸電網(wǎng)中的三相傳輸線分別用U、v、w表示，用戶網(wǎng)中的中線用0表示。在輸電網(wǎng)實(shí)施除冰線路，除了繼續(xù)稱之為U、V、W相線路外，還能夠分別稱之為第一、二、三路導(dǎo)線。所述下游高壓開關(guān)柜，包括兩組高壓開關(guān)器。第一組為高壓常閉開關(guān)器，簡(jiǎn)稱下游第一組常閉開關(guān)，下游第一組常閉開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭分別與下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器一側(cè)端頭對(duì)應(yīng)并接，下游第一組常閉開關(guān)的三相輸出觸點(diǎn)端頭分別與下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器的另一側(cè)端頭對(duì)應(yīng)并接，兩者并接后，將三個(gè)高頻扼流電感器再分別串接于輸電網(wǎng)下游三相輸電線路中，稱高頻扼流電感器與下游第一組常閉開關(guān)輸入觸點(diǎn)端頭并接的一側(cè)為下游高頻扼流電感器前端，簡(jiǎn)稱下游扼流器前端， 稱高頻扼流電感器與下游第一組常閉開關(guān)輸出觸點(diǎn)端頭并接的一側(cè)為下游高頻扼流電感器后端，簡(jiǎn)稱下游扼流器后端。第二組為高壓常開開關(guān)器，簡(jiǎn)稱下游第二組常開開關(guān)，用于控制下游高壓電容器組與接地端點(diǎn)之間的閉合或斷開，即下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三相輸入端頭分別與下游高頻扼流電感器組中的三個(gè)下游高頻扼流電感器前端對(duì)應(yīng)連接，三個(gè)高壓電容器的三相輸出端頭分別與下游第二組常開開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭對(duì)應(yīng)連接，下游第二組常開開關(guān)的三相輸出觸點(diǎn)端頭共同接地。當(dāng)信號(hào)處理器控制指令啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，下游高壓開關(guān)柜的輸入接口接收到遙控信號(hào)接收模塊輸出的功率放大信號(hào)，在功率信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，下游第一組常閉開關(guān)觸點(diǎn)斷開，下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器在輸電網(wǎng)下游三相線中分別處于串接狀態(tài)，借助高頻電流對(duì)下游高頻扼流器組的高阻抗隔離了電力電子變電裝置輸出的高頻電流向輸電網(wǎng)下游的“延伸”;下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器與接地點(diǎn)接通，使得電力電子變電裝置輸出的高頻電流經(jīng)過(guò)輸電網(wǎng)下游、下游高壓電容器組、接地點(diǎn)回到電力電子變電裝置的接地端，形成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的高頻電流回路；與此同時(shí)，高壓50Hz交流電借助下游高壓電容器組的高容抗避免了對(duì)地短路。當(dāng)遙控信號(hào)接收模塊停止向下游高壓開關(guān)柜輸出功率放大信號(hào)后，下游高壓開關(guān)柜中的兩組開關(guān)器恢復(fù)原態(tài)，即其中的兩組高壓開關(guān)器開關(guān)恢復(fù)至原先的常閉或常開狀態(tài)。所述下游高頻扼流器組，也包括三個(gè)電感器，每個(gè)電感器的兩個(gè)端點(diǎn)分別與下游高壓開關(guān)柜中的第一組高壓常閉開關(guān)器觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)并接。根據(jù)下游高壓開關(guān)柜是否接收遙控信號(hào)接收模塊輸出的功率放大信號(hào)作用于高壓開關(guān)動(dòng)作時(shí)，隨著第一組高壓常閉開關(guān)器觸點(diǎn)的斷開或閉合，決定了下游高頻扼流器組的三個(gè)電感器在輸電網(wǎng)下游輸電線路中處于串接或短接狀態(tài)。當(dāng)下游高頻扼流器組的三個(gè)電感器分別串接入三相輸電線中時(shí)，通過(guò)該電感器對(duì)不同頻率交流電所呈現(xiàn)出的不同感抗值能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高頻除冰電流的扼流作用，而對(duì) 50Hz低頻電流的低阻抗通流作用。所述下游高壓電容器組，也包括三個(gè)高壓電容器。每個(gè)高壓電容器的輸入端頭分別與下游高頻扼流電感器組中的三個(gè)下游高頻扼流電感器前端對(duì)應(yīng)連接；每個(gè)高壓電容器的三相輸出端頭分別與第二組高壓常開開關(guān)器的三相輸入觸點(diǎn)端頭對(duì)應(yīng)連接。根據(jù)下游高壓開關(guān)柜是否接收遙控信號(hào)接收模塊輸出的功率放大信號(hào)作用于高壓開關(guān)動(dòng)作時(shí)，隨著第二組高壓常開開關(guān)器觸點(diǎn)的閉合或斷開，決定了下游高壓電容器組每個(gè)高壓電容器與接地端點(diǎn)的接通或斷開狀態(tài)。當(dāng)下游高壓開關(guān)柜第二組高壓常開開關(guān)器觸點(diǎn)閉合時(shí)，表明電力電子變電裝置輸出接口輸出的高頻除冰電流能夠利用高壓電容器的低容抗順利通過(guò)接地點(diǎn)形成回路，而50Hz高壓低頻電流受到高壓電容器高容抗的阻擋而不會(huì)被短路。所述三個(gè)上游高頻扼流電感器和三個(gè)下游高頻扼流電感器的取值，根據(jù)其感抗計(jì)算公式& = 2 π fL對(duì)不同頻率交流電壓衰減程度來(lái)確定，即要確保50Hz交流電壓在\感抗上的衰減最小而高頻除冰電壓在\上的衰減最大，進(jìn)而選擇一個(gè)最適合的電感器L值。所述三個(gè)上游高壓電容器和三個(gè)下游高壓電容器的取值，根據(jù)其容抗計(jì)算公式
Zc =^T對(duì)不同頻率交流電壓衰減程度來(lái)確定，即要確保50Hz交流電壓在&容抗上的衰
減最大而高頻除冰電壓在4上的衰減最小，進(jìn)而選擇一個(gè)最適合的電容器c值。輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)的整個(gè)工作原理與過(guò)程如下圖像傳感器采集的輸電網(wǎng)圖像傳輸至信號(hào)處理器，信號(hào)處理器根據(jù)當(dāng)前圖像進(jìn)行識(shí)別；一旦確認(rèn)當(dāng)前輸電線上出現(xiàn)冰凌，信號(hào)處理器即向系統(tǒng)控制器和遙控信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送控制指令，系統(tǒng)控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)上游高壓開關(guān)柜，電力降壓變壓器的原邊與輸電網(wǎng)上游側(cè)三相接通，電力電子變電裝置、遙控信號(hào)接收模塊、上游高頻扼流器組、上游高壓電容器組、下游高頻扼流器組、下游高壓開關(guān)柜、下游高壓電容器組均同步進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)，在輸電網(wǎng)的上、下游兩側(cè)分別被串接入上游高頻扼流器組和下游高頻扼流器組， 即每個(gè)相線的上、下游兩側(cè)均分別被串接入一個(gè)高頻扼流電感器；輸電網(wǎng)上游側(cè)電力電子變電裝置輸出的高頻大電流能量信號(hào)通過(guò)上游高壓電容器組被輸入到輸電網(wǎng)中的除冰區(qū)段線路，經(jīng)輸電網(wǎng)下游高壓電容器組、接地端點(diǎn)與電力電子變電裝置的接地端形成三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的高頻電流回路，利用高頻大電流能量信號(hào)在輸電線上的焦耳效應(yīng)所產(chǎn)生的熱量來(lái)促使輸電線凝結(jié)的冰凌融化。由于上游高頻扼流器組和下游高頻扼流器組對(duì)高頻大電流能量信號(hào)的高感抗扼流作用，使得輸電線中被“注入”的高頻電流既不會(huì)向輸電網(wǎng)的上游“倒灌”，也不會(huì)向輸電網(wǎng)的下游“延伸”，并借助上游高壓電容器組和下游高壓電容器組的低容抗順利形成自己的“電流融冰”回路；同時(shí)，原有的50Hz高壓電并不會(huì)因?yàn)樯嫌胃哳l扼流器組、上游高壓電容器組、下游高頻扼流器組、下游高壓電容器組在電網(wǎng)中的接入而影響了其原有的傳輸通道，因?yàn)楦哳l扼流電感器和高壓電容器對(duì)50Hz高壓電分別呈現(xiàn)出低感抗和高容抗，因此在確保原有高壓電流沿著輸電網(wǎng)“暢通”的同時(shí)，也不會(huì)從上游高壓電容器組或下游高壓電容器組發(fā)生短路。本發(fā)明的除冰過(guò)程具有原有供電不間歇功能，因此稱之為輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害“供電不間歇”防控系統(tǒng)。本發(fā)明中的電力電子變電裝置能夠根據(jù)電流傳感器所檢測(cè)到的高頻電流成分與電壓反饋信號(hào)，通過(guò)SPWM波形來(lái)調(diào)節(jié)其輸出高頻大電流能量信號(hào)的頻率、電壓和電流的大小，使輸電網(wǎng)出現(xiàn)的冰凌能夠在最合適的高頻電流作用下進(jìn)行融化。本發(fā)明中的電力電子變電裝置還能夠通過(guò)其移相發(fā)生子模塊輸出移相后的SPWM 信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)三相導(dǎo)線上高頻大電流相互間的相位按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行輪番變換，致使導(dǎo)線的冰凌在受到熱融化的同時(shí)出現(xiàn)最佳協(xié)迫震蕩，造成冰凌的擠壓破碎，從而加速導(dǎo)線表面冰凌的脫落，達(dá)到節(jié)電、省時(shí)的良好效果。本發(fā)明還能夠從電流傳感器檢測(cè)出的高頻電流信號(hào)來(lái)判斷系統(tǒng)是否工作正常當(dāng)高頻電流反饋值為零時(shí)，說(shuō)明高頻除冰電流沒(méi)有形成回路，上、下游高壓開關(guān)柜可能出現(xiàn)故障等。除冰開始后，當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)圖像信息識(shí)別出導(dǎo)線上的冰凌已經(jīng)除盡或者已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)處理器會(huì)實(shí)時(shí)向系統(tǒng)控制和遙控信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)出停止除冰的控制指令，系統(tǒng)便迅速完成一系列操作指令，除了圖像傳感器與信號(hào)處理器繼續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)外， 上、下游高壓開關(guān)柜及其高頻扼流電感器組和高壓電容器組均恢復(fù)常態(tài)，即處于除冰前的非工作狀態(tài)，電力降壓變壓器和電力電子變電裝置的電源被關(guān)斷，遙控信號(hào)發(fā)送模塊和遙控信號(hào)接收模塊也處于休眠狀態(tài)。本發(fā)明所涉及輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控方法，事先將圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)輸電網(wǎng)景象中的被檢測(cè)導(dǎo)線后，具體步驟如下步驟一、系統(tǒng)初始化對(duì)信號(hào)處理器發(fā)送控制指令次數(shù)所設(shè)置的累計(jì)變量N，初始賦值為零，即N = 0。步驟二、圖像傳感器實(shí)時(shí)采集輸電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖像。當(dāng)采用高分辨率、低照度的CCD攝像頭時(shí)，白天無(wú)需借助任何輔助光，夜間則需要
16借助輔助光源對(duì)輸電網(wǎng)的照射。圖像傳感器采取每間隔一定時(shí)間采集一幅圖像，如間隔半個(gè)小時(shí)采集一幅，夜間借助輔助光源在采集圖像時(shí)刻自動(dòng)閃爍照明。步驟三、信號(hào)處理器對(duì)接收到的輸電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行灰度強(qiáng)化處理，并對(duì)事先確定的輸電線區(qū)域進(jìn)行截取。步驟四、對(duì)被截取圖像區(qū)域進(jìn)行邊緣檢測(cè)并二值化。步驟五、根據(jù)邊緣檢測(cè)結(jié)果計(jì)算輸電導(dǎo)線當(dāng)前的邊界線“直徑"D的大小，并將其與正常輸電網(wǎng)導(dǎo)線的“直徑” d進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)δ時(shí)，認(rèn)定當(dāng)前輸電網(wǎng)導(dǎo)線存在冰凌且必須予以消除，累計(jì)變量 + 并執(zhí)行步驟六。當(dāng)D_d< δ時(shí)，如果N = 0，則系統(tǒng)回到步驟二，繼續(xù)予以監(jiān)視；否則，即NfOdA 行步驟十九。其中，δ為事先經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的判定閾值。所述“直徑”，是指在被截取圖像區(qū)域中，對(duì)二值化邊界檢測(cè)結(jié)果的圖像行坐標(biāo)上 (或稱垂直方向上)對(duì)應(yīng)邊界上的兩個(gè)邊界點(diǎn)的距離大小，即該兩個(gè)邊界點(diǎn)像素列坐標(biāo)差的絕對(duì)值。令，被截取圖像區(qū)域的圖像坐標(biāo)為(i，j)，i、j分別表示圖像坐標(biāo)的行與列的像素坐標(biāo)值，則圖像行坐標(biāo)上(或稱垂直方向上)對(duì)應(yīng)邊界上的兩個(gè)邊界點(diǎn)的距離大小能夠表達(dá)為Ij1-J2I ；其中ji、j2分別代表對(duì)應(yīng)某一行坐標(biāo)in上，導(dǎo)線圖像二值化后上、下邊界點(diǎn)的像素列坐標(biāo)。在判定D-d > δ是否成立時(shí)，直接采用列像素?cái)?shù)來(lái)表達(dá)垂直方向上對(duì)應(yīng)兩個(gè)邊界點(diǎn)的距離大小，能夠使得判別運(yùn)算簡(jiǎn)單且快速。步驟六、信號(hào)處理器向系統(tǒng)控制器和遙控信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送系統(tǒng)除冰控制指令。步驟七、遙控信號(hào)發(fā)送模塊將接收到的數(shù)字控制指令通過(guò)調(diào)制子模塊對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，調(diào)制后的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大子模塊進(jìn)行功率放大后，送至發(fā)射天線向外發(fā)射數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)。步驟八、遙控信號(hào)接收模塊通過(guò)接收天線接收遙控信號(hào)發(fā)送模塊所發(fā)射的數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)，對(duì)調(diào)制信號(hào)依次進(jìn)行解調(diào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大，然后驅(qū)動(dòng)下游高壓開關(guān)柜，讓下游高壓開關(guān)柜按照指令所約定的控制規(guī)則對(duì)輸電網(wǎng)下游的開關(guān)觸點(diǎn)實(shí)施控制。步驟九、下游高壓開關(guān)柜的第一組常閉開關(guān)觸點(diǎn)斷開，使下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器在輸電線下游三相線中分別處于串接狀態(tài)，借助高頻電流對(duì)下游高頻扼流器組的高阻抗隔離了電力電子變電裝置輸出的高頻電流向輸電網(wǎng)下游的“延伸”；下游高壓開關(guān)柜的第二組常開開關(guān)觸點(diǎn)閉合，下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器與接地點(diǎn)接通，使得電力電子變電裝置輸出的高頻電流能夠經(jīng)過(guò)輸電網(wǎng)下游、下游高壓電容器組、接地點(diǎn)回到電力電子變電裝置的接地端，形成一種高頻電流回路；此時(shí)，高壓50Hz交流電借助下游高壓電容器組的高容抗避免了對(duì)地短路。步驟十、系統(tǒng)控制器驅(qū)動(dòng)上游高壓開關(guān)柜啟動(dòng)受控設(shè)備進(jìn)入除冰工況，即電力降壓變壓器、電力電子變電裝置同步處于工作狀態(tài)，電力降壓變壓器受上游第一組常開開關(guān)的控制實(shí)現(xiàn)與輸電網(wǎng)的連通，上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器受上游第二組常閉開關(guān)的控制分別被串接入輸電網(wǎng)的上游三相線路中，起到隔離高頻大電流的作用，即不致使高頻除冰電流“倒灌”電網(wǎng)上游；上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器受上游第三組常開開關(guān)的控制分別與電力電子變電裝置輸出接口的對(duì)應(yīng)端頭連通。上游高壓電容器組不僅能夠起到隔離50Hz高壓交流電的作用，而且還是電力電子變電裝置輸出的高頻除冰電流與輸電網(wǎng)上游的連接通道，既確保高頻除冰電流的暢通又阻隔了 50Hz高壓交流電的“倒沖，，。步驟十一、電力電子變電裝置輸出分三相獨(dú)立回路進(jìn)行工作，即輸電網(wǎng)的U、V、W 三相分別被通入受SPWM控制的三路相互間的相位按照預(yù)定規(guī)律、輪番變換的高頻除冰電流信號(hào)。電力電子變電裝置的具體工作過(guò)程是(1) SPWM發(fā)生子模塊的第一輸出端口、第二輸出端口分別向第一電力電子開關(guān)主回路子模塊控制信號(hào)輸入端口和移相控制子模塊的SPWM信號(hào)輸入端口輸入第一對(duì)SPWM控制信號(hào)。所述“一對(duì)SPWM控制信號(hào)”，是針對(duì)電力電子變電裝置主電路為橋式逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言，SPWM發(fā)生子模塊必須向橋式逆變主電路輸出一對(duì)互為反相的兩種SPWM控制信號(hào)分別控制橋式逆變主電路的上、下臂的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通或關(guān)閉。(2)移相控制子模塊對(duì)第一對(duì)SPWM控制信號(hào)同時(shí)進(jìn)行兩組相位變換，使得變換結(jié)果輸出的兩對(duì)與第一對(duì)SPWM控制信號(hào)形成特定規(guī)則并周期性變化相位的SPWM控制信號(hào)。所述“特定規(guī)則并周期性變化相位”，以控制橋式逆變主電路上臂電力電子開關(guān)器件的SPWM控制信號(hào)(簡(jiǎn)稱“SPWM上臂控制信號(hào)”或“上臂控制信號(hào)”)來(lái)說(shuō)，三對(duì)SPWM控制信號(hào)中的上臂控制信號(hào)的相位關(guān)系如下表1所示。表1三路SPWM控制信號(hào)的相位關(guān)系表
權(quán)利要求
1.一種輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像傳感器、 信號(hào)處理器、系統(tǒng)控制器、上游高壓開關(guān)柜、電力降壓變壓器、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、電力電子變電裝置、輸電網(wǎng)、上游高頻扼流器組、上游高壓電容器組、下游高頻扼流器組、遙控信號(hào)接收模塊、下游高壓開關(guān)柜、下游高壓電容器組、電流傳感器，其中，圖像傳感器的輸出接口與信號(hào)處理器的輸入接口連接；信號(hào)處理器的輸出接口與系統(tǒng)控制器及遙控信號(hào)發(fā)送模塊的數(shù)字輸入接口連接；系統(tǒng)控制器的輸出接口與上游高壓開關(guān)柜的控制信號(hào)輸入接口連接； 上游高壓開關(guān)柜中的第一組常開開關(guān)的三個(gè)輸入觸點(diǎn)端頭與輸電網(wǎng)上游三相端點(diǎn)連接，上游高壓開關(guān)柜中的第一組常開開關(guān)的三個(gè)輸出觸點(diǎn)端頭與電力降壓變壓器的原邊三相輸入端點(diǎn)連接；電力降壓變壓器的副邊三相輸出端點(diǎn)及中性點(diǎn)與電力電子變電裝置的電源輸入接口連接，電力電子變電裝置的電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口與電流傳感器的輸出接口連接， 電流傳感器設(shè)置于電力電子變電裝置的任意一個(gè)回路中，電力降壓變壓器的中性點(diǎn)接地； 電力電子變電裝置輸出接口的三個(gè)高電位輸出端點(diǎn)與上游高壓開關(guān)柜中第三組常開開關(guān)的三個(gè)輸入觸點(diǎn)端頭連接，電力電子變電裝置輸出接口的三個(gè)低電位輸出端點(diǎn)共地；上游高壓開關(guān)柜中第三組常開開關(guān)的三個(gè)輸出觸點(diǎn)端頭與上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸入端頭連接；上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸出端頭分別與上游高頻扼流器組中三個(gè)高頻扼流電感器后端三個(gè)端頭對(duì)應(yīng)連接；上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器前、后端三對(duì)端頭分別與上游高壓開關(guān)柜中第二組常閉開關(guān)的輸入、 輸出三對(duì)端頭對(duì)應(yīng)并接后，再分別串接于輸電網(wǎng)上游的三相對(duì)應(yīng)線路中；遙控信號(hào)發(fā)送模塊通過(guò)發(fā)射天線向遙控信號(hào)接收模塊的接收天線發(fā)送遙控信號(hào)；遙控信號(hào)接收模塊的輸出接口與下游高壓開關(guān)柜的輸入接口連接；下游高壓開關(guān)柜中的第一組常閉開關(guān)的輸入、輸出三對(duì)端頭與下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器前、后端的三對(duì)端頭并接后，再串接于輸電網(wǎng)下游的三相對(duì)應(yīng)線路中；下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸入端頭分別與下游高頻扼流器組中三個(gè)高頻扼流電感器前端三個(gè)端頭對(duì)應(yīng)連接，下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器的三個(gè)輸出端頭共同接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)，其特征是，所述的電力電子變電裝置，包括電源輸入接口、第一整流子模塊、第二整流子模塊、第三整流子模塊、第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊、第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊、開關(guān)電源控制模塊，電源輸入接口的三相輸入端頭，分別與電力降壓變壓器的三相四線制輸出的副邊三相輸出端點(diǎn)連接，電源輸入接口的地線端頭與電力降壓變壓器的副邊中性點(diǎn)連接；電源輸入接口的三路輸出端頭分別與第一整流子模塊、第二整流子模塊、第三整流子模塊的輸入端頭連接；第一整流子模塊、第二整流子模塊、第三整流子模塊的輸出端頭分別與第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊的輸入端頭連接；第一濾波子模塊、第二濾波子模塊、第三濾波子模塊的輸出端頭分別與第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的電力輸入端頭連接；第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的輸出端頭分別與上游第三組常開開關(guān)的三相輸入觸點(diǎn)端頭分別對(duì)應(yīng)連接；第一電力電子開關(guān)主回路子模塊、第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭分別與開關(guān)電源控制模塊的輸出端口連接；開關(guān)電源控制模塊的電流檢測(cè)信號(hào)輸入端口與電流傳感器的輸出接口連接；開關(guān)電源控制模塊的電壓檢測(cè)信號(hào)輸入端口與第一、二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊的任意一個(gè)電壓反饋信號(hào)輸出接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)，其特征是，所述的開關(guān)電源控制模塊包括高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口、高頻電流濾波子模塊、高頻電流放大子模塊、高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口、SPffM發(fā)生子模塊、SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊、第一驅(qū)動(dòng)輸出接口、第二驅(qū)動(dòng)輸出接口、移相控制子模塊，其中，高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸入端口與電流傳感器的輸出接口連接；高頻電流檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸出端口與高頻電流濾波子模塊的輸入端口連接；高頻電流濾波子模塊的輸出端口與高頻電流放大子模塊的輸入端口連接；高頻電流放大子模塊的輸出端口與SPWM發(fā)生子模塊輸入接口的電流信號(hào)輸入端口連接；高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸入端口與第一、二、三電力電子開關(guān)主回路子模塊的任意一個(gè)電壓反饋信號(hào)輸出接口連接，高頻電壓檢測(cè)信號(hào)輸入接口的輸出端口與 SPWM發(fā)生子模塊的高頻電壓反饋信號(hào)輸入端口連接；SPWM發(fā)生子模塊的輸出端口與SPWM 信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊的輸入端口連接；SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)子模塊的輸出端口與第一驅(qū)動(dòng)輸出接口、 第二驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸入端口并接；第一驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸出端口與第一電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口連接；第二驅(qū)動(dòng)輸出接口的輸出端口與移相控制子模塊的 SPWM信號(hào)輸入端口連接；移相控制子模塊的第一、第二輸出端口分別與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭連接，電力電子變電裝置中的所有子模塊共地，并與電力降壓變壓器副邊中性點(diǎn)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)，其特征是，所述的移相控制子模塊包括SPWM信號(hào)輸入端口、時(shí)鐘頻率發(fā)生器、時(shí)序控制器、第一移相電路、第二移相電路、第一輸出端口、第二輸出端口，SPWM信號(hào)輸入端口的輸入端頭與開關(guān)電源控制模塊的第二驅(qū)動(dòng)輸出接口連接，SPWM信號(hào)輸入端口的輸出端頭與第一移相電路、第二移相電路的SPWM信號(hào)輸入端口并接；時(shí)鐘頻率發(fā)生器的輸出端口與時(shí)序控制器的輸入端口連接；時(shí)序控制器的輸出端口包括Ga、(ib、G。、(;d四個(gè)端頭，每個(gè)端頭對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)序信號(hào)輸出；Ga、(；b分別與第一移相電路的第一、二觸發(fā)控制輸入端頭連接；6。、(^分別與第二移相電路的第一、第二觸發(fā)控制輸入端頭連接；第一移相電路、第二移相電路的輸出端口分別與第二、第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端頭連接，第一移相電路、第二移相電路結(jié)構(gòu)相同，均由兩組電子開關(guān)構(gòu)成，每組電子開關(guān)均由兩個(gè)雙向晶閘管和一個(gè)倒相器構(gòu)成，每個(gè)雙向晶閘管包括兩個(gè)主電極T1 (即移相電路的SPWM信號(hào)輸入端口)、T2和控制極G(即觸發(fā)控制輸入端頭)，其中，第一移相電路的第一組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的&輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第一端頭連接；第一移相電路的第二組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第二電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第二輸入端頭連接；第二移相電路的第一組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的G。輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接，第一雙向晶閘管的主電極1~2與倒相器的輸出端頭并接后與第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第一端頭連接；第二移相電路的第二組電子開關(guān)的兩個(gè)雙向晶閘管的主電極T1并接后與時(shí)序控制器的(^d輸出端頭連接，第二個(gè)雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸入端頭連接， 第一雙向晶閘管的主電極T2與倒相器的輸出端頭并接后與第三電力電子開關(guān)主回路子模塊的控制信號(hào)輸入端口的第二輸入端頭連接。
5. 一種輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控方法，事先將圖像傳感器對(duì)準(zhǔn)輸電網(wǎng)景象中的被檢測(cè)導(dǎo)線后，具體步驟如下 步驟一、系統(tǒng)初始化對(duì)信號(hào)處理器發(fā)送控制指令次數(shù)所設(shè)置的累計(jì)變量N，初始賦值為零，即N = 0 ； 步驟二、圖像傳感器實(shí)時(shí)采集輸電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖像；步驟三、信號(hào)處理器對(duì)接收到的輸電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行灰度強(qiáng)化處理，并對(duì)事先確定的輸電線區(qū)域進(jìn)行截?。徊襟E四、對(duì)被截取圖像區(qū)域進(jìn)行邊緣檢測(cè)并二值化；步驟五、根據(jù)邊緣檢測(cè)結(jié)果計(jì)算輸電導(dǎo)線當(dāng)前的邊界線“直徑"D的大小，并將其與正常輸電網(wǎng)導(dǎo)線的“直徑” d進(jìn)行比對(duì)；當(dāng)δ時(shí)，認(rèn)定當(dāng)前輸電網(wǎng)導(dǎo)線存在冰凌且必須予以消除，累計(jì)變量并執(zhí)行步驟六；當(dāng)D-d< δ時(shí)，如果Ν = 0，則系統(tǒng)回到步驟二，繼續(xù)予以監(jiān)視；否則，即N興0，執(zhí)行步驟十九；其中，S為事先經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的判定閾值；步驟六、信號(hào)處理器向系統(tǒng)控制器和遙控信號(hào)發(fā)送模塊發(fā)送系統(tǒng)除冰控制指令； 步驟七、遙控信號(hào)發(fā)送模塊將接收到的數(shù)字控制指令通過(guò)調(diào)制子模塊對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，調(diào)制后的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大子模塊進(jìn)行功率放大后，送至發(fā)射天線向外發(fā)射數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)；步驟八、遙控信號(hào)接收模塊通過(guò)接收天線接收遙控信號(hào)發(fā)送模塊所發(fā)射的數(shù)字調(diào)制控制指令信號(hào)，對(duì)調(diào)制信號(hào)依次進(jìn)行解調(diào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換和功率放大，然后驅(qū)動(dòng)下游高壓開關(guān)柜， 讓下游高壓開關(guān)柜按照指令所約定的控制規(guī)則對(duì)輸電網(wǎng)下游的開關(guān)觸點(diǎn)實(shí)施控制；步驟九、下游高壓開關(guān)柜的第一組常閉開關(guān)觸點(diǎn)斷開，使下游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器在輸電線下游三相線中分別處于串接狀態(tài)，借助高頻電流對(duì)下游高頻扼流器組的高阻抗隔離了電力電子變電裝置輸出的高頻電流向輸電網(wǎng)下游的“延伸”；下游高壓開關(guān)柜的第二組常開開關(guān)觸點(diǎn)閉合，下游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器與接地點(diǎn)接通，使得電力電子變電裝置輸出的高頻電流能夠經(jīng)過(guò)輸電網(wǎng)下游、下游高壓電容器組、接地點(diǎn)回到電力電子變電裝置的接地端，形成一種高頻電流回路；此時(shí)，高壓50Hz交流電借助下游高壓電容器組的高容抗避免了對(duì)地短路；步驟十、系統(tǒng)控制器驅(qū)動(dòng)上游高壓開關(guān)柜啟動(dòng)受控設(shè)備進(jìn)入除冰工況，即電力降壓變壓器、電力電子變電裝置同步處于工作狀態(tài)，電力降壓變壓器受上游第一組常開開關(guān)的控制實(shí)現(xiàn)與輸電網(wǎng)的連通，上游高頻扼流器組中的三個(gè)高頻扼流電感器受上游第二組常閉開關(guān)的控制分別被串接入輸電網(wǎng)的上游三相線路中，起到隔離高頻大電流的作用，即不致使高頻除冰電流“倒灌”電網(wǎng)上游；上游高壓電容器組中的三個(gè)高壓電容器受上游第三組常開開關(guān)的控制分別與電力電子變電裝置輸出接口的對(duì)應(yīng)端頭連通，上游高壓電容器組不僅能夠起到隔離50Hz高壓交流電的作用，而且還是電力電子變電裝置輸出的高頻除冰電流與輸電網(wǎng)上游的連接通道，既確保高頻除冰電流的暢通又阻隔了 50Hz高壓交流電的“倒沖”； 步驟十一、電力電子變電裝置輸出分三相獨(dú)立回路進(jìn)行工作，即輸電網(wǎng)的U、V、W三相分別被通入受SPWM控制的三路相互間的相位按照預(yù)定規(guī)律、輪番變換的高頻除冰電流信號(hào)；步驟十二、將電流傳感器檢測(cè)輸電網(wǎng)導(dǎo)線上的電流信號(hào)反饋至電力電子變電裝置； 步驟十三、對(duì)反饋電流信號(hào)進(jìn)行濾波，提取出其中的高頻電流信號(hào)if，并對(duì)其進(jìn)行判定與計(jì)算；當(dāng)Sf時(shí)，說(shuō)明消除冰凌用的高頻交流電尚未形成回路，預(yù)示系統(tǒng)設(shè)備可能出現(xiàn)故障，執(zhí)行步驟十八，其中，δ f為判定消除冰凌高頻交流電是否正常工作的判定閾值，具體取值由實(shí)驗(yàn)確定；當(dāng)δ f < if且if、< 0時(shí)，說(shuō)明消除冰凌的高頻交流電工作正常，但其電流值偏低，執(zhí)行步驟十四，調(diào)節(jié)SPWM的輸出波形，提高占空比，加大電力電子變電裝置輸出的等效電壓， 亦即增大三相回路中的消除冰凌的高頻交流電流值，增大融冰能量和導(dǎo)線震蕩幅度；當(dāng)δ f < if且if、> 0時(shí)，說(shuō)明消除冰凌的高頻交流電工作正常，但其電流值偏高，執(zhí)行步驟十六，調(diào)節(jié)SPWM的輸出波形，降低占空比，降低電力電子變電裝置輸出的等效電壓， 亦即減小三相回路中的消除冰凌的高頻交流電流值，降低融冰能量和導(dǎo)線震蕩幅度； 步驟十四、提高SPWM輸出波形的占空比； 步驟十五、if-i0彡0嗎？是，執(zhí)行步驟二 ；否則，返回步驟十四； 步驟十六、降低SPWM輸出波形的占空比； 步驟十七、if-i0 ^ 0嗎？是，執(zhí)行步驟二 ；否則，返回步驟十六； 步驟十八、報(bào)警，告示需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修理和維護(hù)，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟二； 步驟十九、信號(hào)處理器2向系統(tǒng)控制器3和遙控信號(hào)發(fā)送模塊5發(fā)送系統(tǒng)停止運(yùn)行消除冰凌程序控制指令，并返回步驟一，繼續(xù)監(jiān)視導(dǎo)線冰凌狀況。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控方法，其特征是，所述的步驟十一當(dāng)電力電子變電裝置向輸電網(wǎng)的U、V、W三相分別通入由SPWM控制的三路高頻除冰電流信號(hào)時(shí)，其中，移相控制子模塊的時(shí)序控制器輸出端口 Ga、Gb、G。、對(duì)應(yīng)的時(shí)序和
全文摘要
一種輸電網(wǎng)冰凌災(zāi)害的供電不間歇智能防控系統(tǒng)與方法，系統(tǒng)包括圖像傳感器、信號(hào)處理器、系統(tǒng)控制器、上游高壓開關(guān)柜、電力降壓變壓器、遙控信號(hào)發(fā)送模塊、電力電子變電裝置、輸電網(wǎng)、上游高頻扼流器組、上游高壓電容器組、下游高頻扼流器組、遙控信號(hào)接收模塊、下游高壓開關(guān)柜、下游高壓電容器組、電流傳感器。本發(fā)明能夠確保三相導(dǎo)線在受到高頻大電流熱融化的同時(shí)產(chǎn)生電致機(jī)械震蕩的最佳振幅。在最適宜的高頻大功率電流、適宜的機(jī)械震蕩頻率和最佳振幅三個(gè)要素的共同作用下，加快導(dǎo)線表面冰凌的融化和脫落，因此能夠縮短除冰的時(shí)間，達(dá)到節(jié)省熱融化耗能的效果。
文檔編號(hào)H02G7/16GK102163828SQ20111006088
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者張秀彬, 曼蘇樂(lè), 朱磊, 胡志勇, 黃軍劍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)