我国输电线路直流融冰领域仍有发展空间

　　我国是输电线路覆冰较为严重的国家之一，线路覆冰的危害主要表现为倒塔断线、跳闸等，严重时甚至会导致电网瘫痪，对国民生产和人民生活造成重大损失。为减轻冰雪灾害对输电线路造成的影响，国内外专家学者研究了多种除冰和融冰技术。

　　目前电力系统融冰的基本思路是将电能转化为热能进行融冰，其包括交流短路融冰法和直流电流融冰法。交流短路融冰技术较为成熟，但由于其电源容量的限制，无法用于高电压等级和远距离输电线的融冰。而直流融冰法适用于多个电压等级，因此成为融冰技术的一个重要发展方向。本文以中国专利检索文摘数据库为基础，对国内截至2016年5月26日输电线路直流融冰领域提交的503件专利申请进行分析，以期为我国直流融冰技术的发展提供参考。

　　国内申请占据主流

　　我国输电线路直流融冰技术起步较晚，2008年之前，年专利申请量仅为几件，从2008年开始申请量迅速增长，2008年到2015年的申请量共计487件，占申请总量的96.8%。其中2015年的申请量为85件，达到年申请量的最大值。这表明直流融冰技术在我国处于高速发展期。尤其是2008年南方电网多个省份遭受大范围冰灾，造成了巨大的经济损失，为了防范极端天气的影响，包括国家电网公司、南方电网公司在内的多个企事业单位和科研院所对融冰技术开展了大量研究，直流融冰技术因其自身优势成为研究的重点。

　　笔者通过统计发现，该领域国内申请人提交的专利申请共493件，占总申请量的98%，其中主要申请人以电力企业和科研机构为主。专利申请量排名前13位的申请人均为国内申请人，其申请总量为330件，占总申请量的65.6%，专利申请集中度较高。其中，国家电网公司的申请量达106件，此外，中电普瑞、南瑞继保等也拥有一定的申请量。

　　国外来华申请人提交的专利申请共10件，占总申请量的2%。其中国外来华申请人在2008年以前提交专利申请7件，可见国外对该领域的研究较早，其中包括来自达特茅斯学院理事会、西门子公司等世界顶级学府或电力行业巨头的申请，所提交的专利申请也多偏向于基础专利，可能会给国内企业造成一定的技术壁垒。

　　技术研发仍需加强

　　从技术领域来看，我国输电线路直流融冰领域主要涉及对覆冰现象的监测与预警、融冰电源的选取、融冰时的监控与保护等方面。

　　目前对覆冰现象的监测与预警技术综合了自动化、无线通信和计算机等技术，对线路覆冰特征参量如冰层厚度、导线拉力等进行在线监测，据此进行覆冰预警并及时启动融冰工作。直流线路融冰电源可利用直流系统中已有的整流设备，其中晶闸管整流器包括6脉冲、12脉冲等多种拓扑结构，兼有无功补偿功能的直流融冰装置包括静止无功补偿器（SVC）等类型。因为融冰工作本身可能危及融冰装置或者电网的安全稳定，因此还需要对融冰装置和电网进行监控和保护。

　　从技术领域角度看，涉及覆冰监测及预警的专利申请有46件，涉及兼有无功补偿的直流融冰装置的专利申请有64件，涉及与融冰相关的保护方法或装置的专利申请有156件，分别占专利申请总量的9.1%、12.7%和31.0%。可见，直流融冰技术中较多地关注融冰装置及系统的安全性和经济性。

　　总体而言，在我国直流融冰领域的专利申请中，国内专利申请起步较晚，但所占比例较大。鉴于我国复杂的地质与气象条件及电力系统的发展趋势，申请人对该领域的研究还需进一步加强，如何能在覆冰前及时准确地进行预警，在启动融冰工作时保证装置和电网的安全稳定，以及为电力系统输电线路提供经济可靠的融冰系统仍是该领域研究的重点。