該項目發明了電流源型和電壓源型融冰裝置，成為我國融冰裝置的基本型式；發明了架空地線和光纖復合地線融冰技術；發明了動、靜觸頭采用不同的絕緣等級技術的融冰隔離開關，減小占地面積50%，實現了融冰過程全自動化；發明直流融冰裝置等效試驗方法。所發明技術解決了電網輸電線路導地線融冰的難題，已產業化并廣泛應用于南方電網和國家電網，有力保障了電網安全，獲國內外同行和用戶高度評價，經濟社會效益顯著。項目形成了完整的自主知識產權體系，獲授權發明專利34項（國際專利2項）、實用新型專利31項，制訂國家標準3項、行業標準2項，發表40多篇。該項目突破電網抵御冰災的技術瓶頸，實現了電網防御冰災技術的重大突破，具有明顯的原創性和實用性。項目相關成果獲中國能源研究會能源創新一等獎、第十八屆中國專利獎優秀獎、第一屆廣東省專利金獎、貴州省科技成果轉化一等獎和中國電工技術學會科學技術進步一等獎。

提名該項目為國家科學技術進步獎二等獎。

項目簡介

輸電線路覆冰是威脅電網主要自然災害之一，嚴重覆冰導致國內外電網多次大面積癱瘓。2008年我國南方冰災造成各類損失千億元，電網中斷導致近千萬用戶停電。冰災一直是電網竭力突破的一大技術難題，在該項目開始之前，國內沒有能夠在在電網中大規模應用的融冰技術與裝置。突破電網抵御冰災的技術瓶頸，實現“被動抗冰”到“主動防冰”的轉變是保證電網安全、國民經濟持續穩定發展的重大需求。

自2008年，在國家科技部、國家自然科學基金委和南方電網公司的支持下，歷經近10年“產、學、研、用”協同攻關，實現了重大突破和實質性創新，取得了多項原創性發明，建立起了完整的輸電線路融冰理論和應用技術體系。獲授權發明專利35項（國際專利2項），實用新型專利31項，制定國家標準3項、電力行業標準2項。主要創新點如下：

創新點1：針對輸電線路融冰電流差異大、換流器強電磁環境及散熱困難等難題，發明并成功研制了12脈動電流源型、6脈動電流源型以及電壓源型融冰裝置，成為我國融冰裝置的基本型式。實現了融冰電流50A-6000A無級調節，可同時用于10kV-500kV及更高電壓等級輸電線路導線、架空地線和光纖復合地線（OPGW）的融冰。

創新點2：針對架空地線和光纖復合地線（OPGW）覆冰比導線更嚴重且無法融冰的難題，突破了覆冰期電網通信光纖無保護措施的技術瓶頸，發明了架空地線和OPGW融冰技術，發明了滿足地線融冰需要的地線絕緣子和光纖接續裝置，提出確保光纖安全的融冰電流和溫度控制方法，發明了地線融冰狀態監測裝置，融冰時OPGW表面溫度應控制在80℃以下，實現了架空地線、OPGW與導線同期融冰。

創新點3：針對待融冰線路與融冰裝置連接困難、原有隔離開關在已建變電站無法安裝的難題，提出了隔離開關動、靜觸頭采用不同的絕緣等級技術，發明并研發出融冰自動接線系列隔離開關，使得整個隔離開關占地減小50%，實現了融冰線路與融冰裝置通過全電氣操作自動連接和斷開。

創新點4：針對融冰裝置功能驗證的難題，揭示了融冰裝置開路試驗、零功率試驗與直接接入融冰線路工況的等效機理，發明直流融冰裝置等效試驗方法，提出采用開路試驗對融冰裝置的直流電壓耐受和控制能力進行檢驗，采用零功率試驗對融冰裝置直流電流耐受和控制能力進行檢驗的方法。

基于以上創新，該項目研制了我國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年國家重點新產品推廣目錄，市場占有率超過80%。成果在南方電網和國家電網廣泛應用。2009-2017年在我國電網110kV及以上線路實施融冰超過1000次（其中地線融冰超過200次）。項目新增銷售額4.4億元，新增利潤1.01億元、節支近20億余元。

該項目成果得到了國家科技部和電氣工程領域韓英鐸、雷清泉、程時杰、鄭健超、沈國榮、孫才新、李立浧等院士的高度評價，整體技術水平國際領先。曾獲第中國能源研究會能源創新一等獎、十八屆中國專利獎優秀獎、第一屆廣東省專利金獎、貴州省科技成果轉化一等獎和中國電工技術學會科學技術進步一等獎。

客觀評價

1. 相關部門正式作出的技術檢測報告、驗收意見、鑒定結論等

產出該項成果的國家科技支撐計劃重點項目順利通過國家科技部組織的驗收，國家自然基金項目順利通過國家自然基金委員會的審核，相關成果通過了技術評價，得到了電氣工程領域韓英鐸、雷清泉、程時杰、鄭健超、沈國榮、孫才新、李立浧等多位院士的高度評價，總體技術處于國際領先水平。

1）國家科技支撐計劃重點項目“電網抵御極端天氣災害關鍵技術及裝置開發與應用”（項目編號：2009BAA23B00）驗收意見

2012年6月29日，國家科技部組織雷清泉院士、謝國恩設計大師等對該項目的驗收意見為：提出了直流融冰裝置主回路設計、過電壓和絕緣配合、試驗和調試方法，對設備規范、接入設計、裝置制造、等效試驗等進行了深入研究，建立了直流融冰技術集成體系。研制的融冰裝置已在南方電網高壓、超高壓輸電線路中獲得了大規模應用。實踐證明，融冰速度快、效果好，顯著提高了電網抵御冰災的能力。

2）江蘇省科技成果鑒定意見（蘇信鑒字[2009]第028號）

2009年10月24日，江蘇省經濟與信息化委員會組織專家對該項目的鑒定意見為：研發的直流融冰裝置是世界上第一套輸出直流電流超過4000A，且能夠長時間、大角度(融冰方式5度-88度)運行的融冰裝置。具有自主知識產權，填補了國內外空白，其整體技術性能處于國際領先水平。

3）中國電力企業聯合會科技成果鑒定意見（中電聯鑒字[2013]第138號）

2013年10月20日，中國電力企業聯合會對該成果中“地線融冰自動接線裝置”的評審意見為：該裝置原理正確、結構合理，屬于國內首創，具有國際領先水平。

4）貴州省科技成果應用評價意見（黔科評字[2014]第05號）

2014年6月14日，貴州省科技廳組織雷清泉院士、程時杰院士對該成果在貴州省應用情況的評價意見為：“形成了一套集成線路覆冰監測、預警、線路融冰、應急通信為一體的防冰、融冰技術體系，顯著提高了電網抵御冰災的能力。”

5）國家高壓電器質量監督檢驗中心對融冰裝置用晶閘管閥性能檢測報告（報告編號：090104G）

2009年4月8日，融冰裝置用晶閘管閥組在國家高壓電器質量監督檢驗中心通過參考GB/T 20990.1-2007確定的大角度大電流長期運行試驗，即“最大暫態運行負荷試驗[觸發角=90°，正向峰值觸發電壓≥14.6kV，試品電流≥3600A，運行時間2h]”。

6）國家重點新產品證書（證書編號：2011TJC11002）

該項目研制的“PCS-9590具有SVC功能的直流融冰裝置”2011年獲得了國家科學技術部、商務部、環境保護部、國家質量監督檢驗檢疫總局聯合頒發的《國家重點新產品證書》。

7）技術發明點國內外查新情況

（1）電流源型直流融冰技術及裝置國內外查新情況（報告編號：2009-0393C3）

2009年5月13日，國網信息通信公司查新報告結論為：交直流線路融冰技術及裝置涉及查新點國內外未見文獻報道。

（2）導線融冰自動連接開關國內外查新情況（編號：J20160801139）

2016年1月1日，國家科技部西南信息中心查新中心查新報告結論為：導線融冰自動連接開關涉及查新點國內外未見文獻報道。

（3）電壓源型直流融冰技術及裝置國內外查新情況（報告編號：2017-0332）

2017年1月20日，中國科學院文獻情報中心查新報告結論為：采用全橋MMC拓撲構造的直流融冰裝置國內外未見文獻報道。

（4）地線融冰自動接線裝置國內外查新情況（報告編號：201432B2504193）

2014年6月5日，江蘇省科技查新咨詢中心查新報告結論為：地線融冰自動接線裝置相關查新點國內外未見文獻報道。

2. 國內外同行在重要學術刊物、學術專著、重要國際學術會議上公開發表的學術性評價意見等

IEEE雜志評閱人認為該技術是“一種全面的、實用的防止輸電線路因覆冰倒塌引起電網災難性損失的好方法”。(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，國家能源局總工程師楊昆先生在“加強電網抗冰能力技術全國經驗交流會”中評價：“我國的電網抗冰工作由原來的被動修復到現在的主動防御，取得了重大的進步。”

3. 該項成果的應用得到了社會普遍關注和新聞媒體的廣泛報道

1）2008年9月3日，人民網：南方電網直流融冰裝置現場試驗取得成功

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

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

4）2011年1月5日央視新聞頻道《新聞直播間》：南方電網投入使用自主研發的直流融冰裝置，對貴州電網主干網進行大規模融冰

5）2011年1月13日，中央電視臺《新聞聯播》：高科技監測融冰，南方電網經受住冰凍雨雪考驗

6）2013年7月1日，中國日報：解決世界性難題，南方電網大范圍應用融冰技術

7）2016年初“霸王級”寒潮期間，中央電視臺和新華網該項成果的應用進行廣泛報道

2016年1月25日，中央電視臺《共同關注》報道：“霸王級”寒潮致76地氣溫跌破極值，廣東：輸電線覆冰，電網啟動直流融冰。

2016年1月25日，新華網刊發《科技抗冰：你的溫曖，別忘記它》。

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

8）2017年4月12日，中央電視臺《新聞聯播》報道了該項目成果在青海省的應用：降雪導致青海省多地輸電線路覆冰嚴重，融冰工作緊張有序。

4. 制定融冰裝置系列標準，獲得國際同行高度評價，被國內外標準推薦

制定我國3項直流融冰裝置國家標準和2項電力行業標準，成為我國融冰裝置產業發展的主要依據。在國際會議上介紹該成果，加拿大、英國、丹麥等國際同行多次來華進行技術交流并尋求合作。提出的融冰裝置型式被我國電網設計標準《直流融冰系統設計技術規程（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。

推廣應用情況

1．推廣應用情況

1）融冰裝置

該項目發明和研制的融冰裝置2011年列入國家重點新產品推廣目錄，已在全國安裝150多套，市場占有率超過80%，是我國電網設計標準《直流融冰系統設計技術規程（DL/T5511-2016）》的推薦方案。實際應用表明融冰裝置成為電網抵御冰災的主要技術手段。

2）導線融冰自動連接開關

該項目發明的導線融冰自動連接開關已經推廣應用287套。實際應用表明導線融冰自動連接開關顯著提高了融冰效率。

3）地線融冰自動接線裝置、融冰地線絕緣子

該項目發明的導線融冰自動連接裝置已經推廣應用140套、融冰地線絕緣子2500只。實際應用表明該項技術的應用實現了導線與地線的同時融冰，確保了電網通訊光纖的安全。

4）整體技術應用情況

自2009年開始，貴州、云南、廣東、廣西等電網陸續應用了該發明的電流源型融冰裝置、電壓源型融冰裝置、導線融冰自動連接開關、架空地線和光纖復合地線融冰技術、地線融冰自動接線裝置、融冰裝置等效試驗技術。進而推廣到四川、浙江、河南、青海、江西、福建、重慶、安徽等共計12個省（市），可對超過2100條經過易覆冰區的110kV及以上線路進行融冰。

6）南方電網應用效果

2009-2017年南方電網公司共計對110kV及以上電壓等級輸電線路實施融冰超過1000次，其中架空地線和光纖復合地線融冰超過200次。實際應用表明：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線、架空地線和光纖復合地線上的覆冰。該項成果應用以后，南方電網基本沒有再發生因覆冰停電或設備受損事件。

7）其他電力公司應用情況

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用了該項目的電流源型融冰裝置，在2011年-2016年實施融冰200多次，確保了輸電設備和電網的安全。