該項(xiàng)目發(fā)明了電流源型和電壓源型融冰裝置，成為我國(guó)融冰裝置的基本型式；發(fā)明了架空地線和光纖復(fù)合地線融冰技術(shù)；發(fā)明了動(dòng)、靜觸頭采用不同的絕緣等級(jí)技術(shù)的融冰隔離開關(guān)，減小占地面積50%，實(shí)現(xiàn)了融冰過程全自動(dòng)化；發(fā)明直流融冰裝置等效試驗(yàn)方法。所發(fā)明技術(shù)解決了電網(wǎng)輸電線路導(dǎo)地線融冰的難題，已產(chǎn)業(yè)化并廣泛應(yīng)用于南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)，有力保障了電網(wǎng)安全，獲國(guó)內(nèi)外同行和用戶高度評(píng)價(jià)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。項(xiàng)目形成了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，獲授權(quán)發(fā)明專利34項(xiàng)（國(guó)際專利2項(xiàng)）、實(shí)用新型專利31項(xiàng)，制訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，發(fā)表40多篇。該項(xiàng)目突破電網(wǎng)抵御冰災(zāi)的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)防御冰災(zāi)技術(shù)的重大突破，具有明顯的原創(chuàng)性和實(shí)用性。項(xiàng)目相關(guān)成果獲中國(guó)能源研究會(huì)能源創(chuàng)新一等獎(jiǎng)、第十八屆中國(guó)專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)、第一屆廣東省專利金獎(jiǎng)、貴州省科技成果轉(zhuǎn)化一等獎(jiǎng)和中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

提名該項(xiàng)目為國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

輸電線路覆冰是威脅電網(wǎng)主要自然災(zāi)害之一，嚴(yán)重覆冰導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)多次大面積癱瘓。2008年我國(guó)南方冰災(zāi)造成各類損失千億元，電網(wǎng)中斷導(dǎo)致近千萬用戶停電。冰災(zāi)一直是電網(wǎng)竭力突破的一大技術(shù)難題，在該項(xiàng)目開始之前，國(guó)內(nèi)沒有能夠在在電網(wǎng)中大規(guī)模應(yīng)用的融冰技術(shù)與裝置。突破電網(wǎng)抵御冰災(zāi)的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)“被動(dòng)抗冰”到“主動(dòng)防冰”的轉(zhuǎn)變是保證電網(wǎng)安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重大需求。

自2008年，在國(guó)家科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委和南方電網(wǎng)公司的支持下，歷經(jīng)近10年“產(chǎn)、學(xué)、研、用”協(xié)同攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了重大突破和實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新，取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性發(fā)明，建立起了完整的輸電線路融冰理論和應(yīng)用技術(shù)體系。獲授權(quán)發(fā)明專利35項(xiàng)（國(guó)際專利2項(xiàng)），實(shí)用新型專利31項(xiàng)，制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

創(chuàng)新點(diǎn)1：針對(duì)輸電線路融冰電流差異大、換流器強(qiáng)電磁環(huán)境及散熱困難等難題，發(fā)明并成功研制了12脈動(dòng)電流源型、6脈動(dòng)電流源型以及電壓源型融冰裝置，成為我國(guó)融冰裝置的基本型式。實(shí)現(xiàn)了融冰電流50A-6000A無級(jí)調(diào)節(jié)，可同時(shí)用于10kV-500kV及更高電壓等級(jí)輸電線路導(dǎo)線、架空地線和光纖復(fù)合地線（OPGW）的融冰。

創(chuàng)新點(diǎn)2：針對(duì)架空地線和光纖復(fù)合地線（OPGW）覆冰比導(dǎo)線更嚴(yán)重且無法融冰的難題，突破了覆冰期電網(wǎng)通信光纖無保護(hù)措施的技術(shù)瓶頸，發(fā)明了架空地線和OPGW融冰技術(shù)，發(fā)明了滿足地線融冰需要的地線絕緣子和光纖接續(xù)裝置，提出確保光纖安全的融冰電流和溫度控制方法，發(fā)明了地線融冰狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，融冰時(shí)OPGW表面溫度應(yīng)控制在80℃以下，實(shí)現(xiàn)了架空地線、OPGW與導(dǎo)線同期融冰。

創(chuàng)新點(diǎn)3：針對(duì)待融冰線路與融冰裝置連接困難、原有隔離開關(guān)在已建變電站無法安裝的難題，提出了隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭采用不同的絕緣等級(jí)技術(shù)，發(fā)明并研發(fā)出融冰自動(dòng)接線系列隔離開關(guān)，使得整個(gè)隔離開關(guān)占地減小50%，實(shí)現(xiàn)了融冰線路與融冰裝置通過全電氣操作自動(dòng)連接和斷開。

創(chuàng)新點(diǎn)4：針對(duì)融冰裝置功能驗(yàn)證的難題，揭示了融冰裝置開路試驗(yàn)、零功率試驗(yàn)與直接接入融冰線路工況的等效機(jī)理，發(fā)明直流融冰裝置等效試驗(yàn)方法，提出采用開路試驗(yàn)對(duì)融冰裝置的直流電壓耐受和控制能力進(jìn)行檢驗(yàn)，采用零功率試驗(yàn)對(duì)融冰裝置直流電流耐受和控制能力進(jìn)行檢驗(yàn)的方法。

基于以上創(chuàng)新，該項(xiàng)目研制了我國(guó)第一套電流源型融冰裝置（2008年）和第一套電壓源型融冰裝置（2013年）。研制的融冰裝置被列入2011年國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品推廣目錄，市場(chǎng)占有率超過80%。成果在南方電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)廣泛應(yīng)用。2009-2017年在我國(guó)電網(wǎng)110kV及以上線路實(shí)施融冰超過1000次（其中地線融冰超過200次）。項(xiàng)目新增銷售額4.4億元，新增利潤(rùn)1.01億元、節(jié)支近20億余元。

該項(xiàng)目成果得到了國(guó)家科技部和電氣工程領(lǐng)域韓英鐸、雷清泉、程時(shí)杰、鄭健超、沈國(guó)榮、孫才新、李立浧等院士的高度評(píng)價(jià)，整體技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。曾獲第中國(guó)能源研究會(huì)能源創(chuàng)新一等獎(jiǎng)、十八屆中國(guó)專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)、第一屆廣東省專利金獎(jiǎng)、貴州省科技成果轉(zhuǎn)化一等獎(jiǎng)和中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

客觀評(píng)價(jià)

1. 相關(guān)部門正式作出的技術(shù)檢測(cè)報(bào)告、驗(yàn)收意見、鑒定結(jié)論等

產(chǎn)出該項(xiàng)成果的國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目順利通過國(guó)家科技部組織的驗(yàn)收，國(guó)家自然基金項(xiàng)目順利通過國(guó)家自然基金委員會(huì)的審核，相關(guān)成果通過了技術(shù)評(píng)價(jià)，得到了電氣工程領(lǐng)域韓英鐸、雷清泉、程時(shí)杰、鄭健超、沈國(guó)榮、孫才新、李立浧等多位院士的高度評(píng)價(jià)，總體技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

1）國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“電網(wǎng)抵御極端天氣災(zāi)害關(guān)鍵技術(shù)及裝置開發(fā)與應(yīng)用”（項(xiàng)目編號(hào)：2009BAA23B00）驗(yàn)收意見

2012年6月29日，國(guó)家科技部組織雷清泉院士、謝國(guó)恩設(shè)計(jì)大師等對(duì)該項(xiàng)目的驗(yàn)收意見為：提出了直流融冰裝置主回路設(shè)計(jì)、過電壓和絕緣配合、試驗(yàn)和調(diào)試方法，對(duì)設(shè)備規(guī)范、接入設(shè)計(jì)、裝置制造、等效試驗(yàn)等進(jìn)行了深入研究，建立了直流融冰技術(shù)集成體系。研制的融冰裝置已在南方電網(wǎng)高壓、超高壓輸電線路中獲得了大規(guī)模應(yīng)用。實(shí)踐證明，融冰速度快、效果好，顯著提高了電網(wǎng)抵御冰災(zāi)的能力。

2）江蘇省科技成果鑒定意見（蘇信鑒字[2009]第028號(hào)）

2009年10月24日，江蘇省經(jīng)濟(jì)與信息化委員會(huì)組織專家對(duì)該項(xiàng)目的鑒定意見為：研發(fā)的直流融冰裝置是世界上第一套輸出直流電流超過4000A，且能夠長(zhǎng)時(shí)間、大角度(融冰方式5度-88度)運(yùn)行的融冰裝置。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，其整體技術(shù)性能處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

3）中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技成果鑒定意見（中電聯(lián)鑒字[2013]第138號(hào)）

2013年10月20日，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)該成果中“地線融冰自動(dòng)接線裝置”的評(píng)審意見為：該裝置原理正確、結(jié)構(gòu)合理，屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，具有國(guó)際領(lǐng)先水平。

4）貴州省科技成果應(yīng)用評(píng)價(jià)意見（黔科評(píng)字[2014]第05號(hào)）

2014年6月14日，貴州省科技廳組織雷清泉院士、程時(shí)杰院士對(duì)該成果在貴州省應(yīng)用情況的評(píng)價(jià)意見為：“形成了一套集成線路覆冰監(jiān)測(cè)、預(yù)警、線路融冰、應(yīng)急通信為一體的防冰、融冰技術(shù)體系，顯著提高了電網(wǎng)抵御冰災(zāi)的能力。”

5）國(guó)家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)融冰裝置用晶閘管閥性能檢測(cè)報(bào)告（報(bào)告編號(hào)：090104G）

2009年4月8日，融冰裝置用晶閘管閥組在國(guó)家高壓電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心通過參考GB/T 20990.1-2007確定的大角度大電流長(zhǎng)期運(yùn)行試驗(yàn)，即“最大暫態(tài)運(yùn)行負(fù)荷試驗(yàn)[觸發(fā)角=90°，正向峰值觸發(fā)電壓≥14.6kV，試品電流≥3600A，運(yùn)行時(shí)間2h]”。

6）國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品證書（證書編號(hào)：2011TJC11002）

該項(xiàng)目研制的“PCS-9590具有SVC功能的直流融冰裝置”2011年獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)部、商務(wù)部、環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合頒發(fā)的《國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品證書》。

7）技術(shù)發(fā)明點(diǎn)國(guó)內(nèi)外查新情況

（1）電流源型直流融冰技術(shù)及裝置國(guó)內(nèi)外查新情況（報(bào)告編號(hào)：2009-0393C3）

2009年5月13日，國(guó)網(wǎng)信息通信公司查新報(bào)告結(jié)論為：交直流線路融冰技術(shù)及裝置涉及查新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外未見文獻(xiàn)報(bào)道。

（2）導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)國(guó)內(nèi)外查新情況（編號(hào)：J20160801139）

2016年1月1日，國(guó)家科技部西南信息中心查新中心查新報(bào)告結(jié)論為：導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)涉及查新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外未見文獻(xiàn)報(bào)道。

（3）電壓源型直流融冰技術(shù)及裝置國(guó)內(nèi)外查新情況（報(bào)告編號(hào)：2017-0332）

2017年1月20日，中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心查新報(bào)告結(jié)論為：采用全橋MMC拓?fù)錁?gòu)造的直流融冰裝置國(guó)內(nèi)外未見文獻(xiàn)報(bào)道。

（4）地線融冰自動(dòng)接線裝置國(guó)內(nèi)外查新情況（報(bào)告編號(hào)：201432B2504193）

2014年6月5日，江蘇省科技查新咨詢中心查新報(bào)告結(jié)論為：地線融冰自動(dòng)接線裝置相關(guān)查新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外未見文獻(xiàn)報(bào)道。

2. 國(guó)內(nèi)外同行在重要學(xué)術(shù)刊物、學(xué)術(shù)專著、重要國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上公開發(fā)表的學(xué)術(shù)性評(píng)價(jià)意見等

IEEE雜志評(píng)閱人認(rèn)為該技術(shù)是“一種全面的、實(shí)用的防止輸電線路因覆冰倒塌引起電網(wǎng)災(zāi)難性損失的好方法”。(I found the paper to be informative and comprehensive in addressingthe practice and practicality of using ice melting to avoid catastrophicfailures of transmission lines. The paper presents a good approach to de-icingand I congratulate you on your efforts.)

2013年6月29日，國(guó)家能源局總工程師楊昆先生在“加強(qiáng)電網(wǎng)抗冰能力技術(shù)全國(guó)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”中評(píng)價(jià)：“我國(guó)的電網(wǎng)抗冰工作由原來的被動(dòng)修復(fù)到現(xiàn)在的主動(dòng)防御，取得了重大的進(jìn)步。”

3. 該項(xiàng)成果的應(yīng)用得到了社會(huì)普遍關(guān)注和新聞媒體的廣泛報(bào)道

1）2008年9月3日，人民網(wǎng)：南方電網(wǎng)直流融冰裝置現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得成功

2）2008年10月10日，新華網(wǎng)：中國(guó)首套６萬千瓦電網(wǎng)直流融冰裝置在貴州試驗(yàn)成功

3）2009年1月3日，中央電視臺(tái)，新聞60分：南方電網(wǎng)加裝融冰裝置，導(dǎo)線自行“解凍”

4）2011年1月5日央視新聞?lì)l道《新聞直播間》：南方電網(wǎng)投入使用自主研發(fā)的直流融冰裝置，對(duì)貴州電網(wǎng)主干網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模融冰

5）2011年1月13日，中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》：高科技監(jiān)測(cè)融冰，南方電網(wǎng)經(jīng)受住冰凍雨雪考驗(yàn)

6）2013年7月1日，中國(guó)日?qǐng)?bào)：解決世界性難題，南方電網(wǎng)大范圍應(yīng)用融冰技術(shù)

7）2016年初“霸王級(jí)”寒潮期間，中央電視臺(tái)和新華網(wǎng)該項(xiàng)成果的應(yīng)用進(jìn)行廣泛報(bào)道

2016年1月25日，中央電視臺(tái)《共同關(guān)注》報(bào)道：“霸王級(jí)”寒潮致76地氣溫跌破極值，廣東：輸電線覆冰，電網(wǎng)啟動(dòng)直流融冰。

2016年1月25日，新華網(wǎng)刊發(fā)《科技抗冰：你的溫曖，別忘記它》。

2016年1月27日，中央電視臺(tái)“朝聞天下”播出《科技手段除冰保電網(wǎng)抗寒潮》、“新聞直播間”播出《輸電線覆冰電網(wǎng)啟動(dòng)直流融冰》。

8）2017年4月12日，中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》報(bào)道了該項(xiàng)目成果在青海省的應(yīng)用：降雪導(dǎo)致青海省多地輸電線路覆冰嚴(yán)重，融冰工作緊張有序。

4. 制定融冰裝置系列標(biāo)準(zhǔn)，獲得國(guó)際同行高度評(píng)價(jià)，被國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)推薦

制定我國(guó)3項(xiàng)直流融冰裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2項(xiàng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成為我國(guó)融冰裝置產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要依據(jù)。在國(guó)際會(huì)議上介紹該成果，加拿大、英國(guó)、丹麥等國(guó)際同行多次來華進(jìn)行技術(shù)交流并尋求合作。提出的融冰裝置型式被我國(guó)電網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《直流融冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（DL/T 5511-2016）》和CIGRE 438 “Systems forprediction and monitoring of ice shedding, anti-icing and de-icing for powerline conductors and ground wires(ISBN: 978-2-85873-126-8)”推薦。

推廣應(yīng)用情況

1．推廣應(yīng)用情況

1）融冰裝置

該項(xiàng)目發(fā)明和研制的融冰裝置2011年列入國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品推廣目錄，已在全國(guó)安裝150多套，市場(chǎng)占有率超過80%，是我國(guó)電網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)《直流融冰系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（DL/T5511-2016）》的推薦方案。實(shí)際應(yīng)用表明融冰裝置成為電網(wǎng)抵御冰災(zāi)的主要技術(shù)手段。

2）導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)

該項(xiàng)目發(fā)明的導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)已經(jīng)推廣應(yīng)用287套。實(shí)際應(yīng)用表明導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)顯著提高了融冰效率。

3）地線融冰自動(dòng)接線裝置、融冰地線絕緣子

該項(xiàng)目發(fā)明的導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接裝置已經(jīng)推廣應(yīng)用140套、融冰地線絕緣子2500只。實(shí)際應(yīng)用表明該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)線與地線的同時(shí)融冰，確保了電網(wǎng)通訊光纖的安全。

4）整體技術(shù)應(yīng)用情況

自2009年開始，貴州、云南、廣東、廣西等電網(wǎng)陸續(xù)應(yīng)用了該發(fā)明的電流源型融冰裝置、電壓源型融冰裝置、導(dǎo)線融冰自動(dòng)連接開關(guān)、架空地線和光纖復(fù)合地線融冰技術(shù)、地線融冰自動(dòng)接線裝置、融冰裝置等效試驗(yàn)技術(shù)。進(jìn)而推廣到四川、浙江、河南、青海、江西、福建、重慶、安徽等共計(jì)12個(gè)省（市），可對(duì)超過2100條經(jīng)過易覆冰區(qū)的110kV及以上線路進(jìn)行融冰。

6）南方電網(wǎng)應(yīng)用效果

2009-2017年南方電網(wǎng)公司共計(jì)對(duì)110kV及以上電壓等級(jí)輸電線路實(shí)施融冰超過1000次，其中架空地線和光纖復(fù)合地線融冰超過200次。實(shí)際應(yīng)用表明：電流源型融冰裝置和電壓源型融冰裝置能夠快速除去覆冰導(dǎo)線、架空地線和光纖復(fù)合地線上的覆冰。該項(xiàng)成果應(yīng)用以后，南方電網(wǎng)基本沒有再發(fā)生因覆冰停電或設(shè)備受損事件。

7）其他電力公司應(yīng)用情況

四川省電力公司、浙江省電力公司、青海省電力公司、安徽省電力公司等應(yīng)用了該項(xiàng)目的電流源型融冰裝置，在2011年-2016年實(shí)施融冰200多次，確保了輸電設(shè)備和電網(wǎng)的安全。