基于北斗短报文的电能计量终端系统的研究

针对偏远地区电能数据采集问题,提出一种利用北斗短报文通讯功能实现信息远程传输的方案。方案利用中间件技术,重新设计的通信规约与报文结构,成功实现了与现有计量自动化主站系统的通信。通过一段时间的上线运行,利用北斗短报文通讯可以实现偏远地区电能量数据远程自动采集,传输质量满足电能量数据的传输要求。     

基于北斗系统的电力同步网可靠性模型研究

北斗系统可提高电力同步网可靠性,为电力系统的运行控制及安全保护提供更加可靠的授时信号。考虑北斗的自主研制技术及短报文通信优势,建立了北斗系统的可靠性模型。根据电网可靠性需求及北斗特点,研究了北斗系统在电力同步网中的布点原则。基于北斗系统的短报文通信特点,提出了基于北斗的同步网的重构方式,及同步网可靠性分析模型。以某地区电网的同步网为算例进行了仿真分析,计算结果表明,北斗系统可有效提高同步网的可靠性。     

基于北斗短报文的电能计量终端系统研究

正受地区经济发展水平差异的影响,我国偏远地区的电力基础设施建设水平较为落后。其中,受信号干扰等多种因素的影响,电能计量终端系统不仅无法稳定运行,也不能充分发挥其实际效用,为此,有必要进一步优化与改进该系统。作为一种更为先进的远程通信技术,北斗短报文在电能计量通信传输方面得到了有效的应用。在具体实践中,北斗短报文主要是将我国的"北斗卫星导航系统"当作媒介,     

基于北斗电力应用的新能源电厂调度数据安全采集研究

随着新能源并网建设的快速发展,厂站调度数据的自动化采集需求及其带来的安全风险日益突出。通过分析偏远地区新能源厂站信息自动化采集现状及北斗短报文通信应用现状,结合电力系统安全防护要求,提出了基于北斗电力应用的新能源厂站调度数据采集内容及安全采集方式,可利用北斗短报文实现机组、主变压器、母线、联络线等设备自动化数据的安全采集。北斗短报文可作为调度自动化数据采集中电力专网与无线公网之外的补充通信方式,满足电网调度数据采集全覆盖的需求,为经济调度提供准确可靠的数据,降低电网运行成本,提升电网的经济效益。     

基于北斗卫星的电力调度应急通信系统的研究

针对宁夏电力调度应急通信系统的现状与问题,结合电力调度应急通信的功能需求,提出一种基于北斗卫星系统的便于调度通信信息集成与功能扩展的电力调度应急通信的实现方式。研究结果表明:基于北斗卫星的电力调度应急通信系统解决了现有应急通信系统的瓶颈问题,同时为调度信息自动化处理及统一的应急通信信息平台的形成提供通信支撑。     

基于北斗短报文通信的用电信息采集系统的研制

在无公网覆盖的偏远地区,居民用电信息的自动化采集是一个历史性难题。研制了一种基于北斗短报文通信的用电信息采集系统。研制的电表数据采集与传输设备可以按多种工作模式采集电表数据,并进行数据拆包、北斗协议封装、北斗短报文传输;同时研制的主站端接收设备可以完成北斗短报文接收、数据解析、组包和补包操作。实际测试结果表明,所研制系统的用电信息采集成功率可达98.9%,可以作为偏远地区居民用电信息采集的一种高效可靠的方案。     

基于变电站通信网的应急现场无线通信覆盖技术和装备研究

为满足城市电力应急通信要求,应充分利用现有网络资源,为应急现场的信息传输建立一条可靠性较高的备用通道。重点研究如何解决变电站应急通信的问题,提出了基于变电站通信网的电力应急现场中长距离无线通信覆盖技术方案和装备研究方案,把自组网Wi-Fi技术应用于中等距离电力应急视频通信,综合现场图像数字化采集及现场无线语音通话等技术,为变电站现场应急无线通信提供一个可行的技术保证,实现变电站无线通信系统的安全接入,从而保证电力应急通信网络畅通。     

一种适合电力线信道传输的图像压缩算法

为降低成本,研究了利用电力载波传输图像的可能性。电力线通信信道存在复杂的噪声干扰,有严格带宽限制,要求传输图像具有低码率、高压缩比,并且能够抗干扰的特性。针对低码率图像压缩效果不佳、传输性能低等问题,提出了主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与多级树集合分裂(Set Partitioning in Hierarchical Trees,SPIHT)相结合的图像压缩算法。首先利用主成分分析对图像进行特征值提取;其次将已处理图像利用多级树集合分裂算法进行小波编码,最终得到压缩图像。实验结果表明,与经典的多级树集合分裂算法相比,该算法压缩后的图像有较好的主观视觉效果和较高的峰值信噪比,在低码率段优势明显突出;可有效提高图像的传输性能,为基于电力线通信信道传输低码率图像压缩研究提供了一种新的方法。     

基于北斗短报文扩展协议的输电铁塔倾斜状态通信系统研究

电网输电铁塔受风雨等气象因素以及地理环境改变的影响,会产生微小倾斜和形变,严重时将影响正常输电。基于北斗短报文扩展协议的输电铁塔倾斜状态通信系统,对传统短报文固有协议进行了扩编,针对系统传输应用的关键机制,提出可利用传输码流中的冗余空包来承载多种差异化数据,以节省传输带宽。最后选取沧州地区某条输电铁塔进行应用测试,结果证明能够实时监测铁塔的安全状态,减少告警。     

考虑建筑物遮蔽的电力应急通信基站选址双层优化方法

电力应急通信基站仅依靠人的主观经验部署存在不足。因此,考虑建筑物对基站信号的遮蔽影响,基于单兵前往灾区勘测的回传信息,对研究问题进行图形化描述。在此基础上,提出了电力应急通信基站选址的双层优化模型。上层以基站间信号传输损耗最小为目标,在划定的基站可选位置范围内,针对非线性模型,利用粒子群算法优化基站的预选位置。下层以基站间信号传输路径与建筑物的间隔距离最大为目标,利用支持向量机优化基站的最终位置,并传递回上层以计算信号传输损耗,通过迭代优化获得基站的最优部署位置。通过在算例中与单层模型比较,验证了所提方法的可行性与有效性,可为发生重大自然灾害后电力应急通信网的搭建提供技术参考。     

北斗通信在智能电网状态监测中的应用

输变电线路状态监测技术是实现智能电网的重要手段,目前绝大多数基于移动公网的在线监测系统受地理环境限制,存在覆盖盲区,难以进行远程数据传输。针对这一难题,对北斗通信应用于智能电网输变电状态监测进行了研究,提出了新的系统架构和技术方案。通过重新设计的软硬件,以北斗卫星短消息通信方式作为输变电状态监测的关键数据传输技术,能够很好地实现输变电线路状态监测系统的实时稳定和可靠的数据传输。随着智能电网信息化的发展,系统具有较好的实用性。     

基于频域滤波的视频图像帧复原技术研究

视频图像帧在通信过程中,由于受到各种噪声的干扰,使其质量下降,为了确保较高的通信质量需要对降质的图像帧进行复原。本文分析了频域中的逆滤波和维纳滤波即最小均方误差滤波的方法对退化的图像进行复原的基本原理,在 VC++中对其算法思想进行编程实现,对比两种图像复原技术的效果,实验结果表明,两种频域滤波技术各有特点,逆滤波算法思想简单,对于图像帧降质小的图像复原效果较好;而对于信噪比较小,对于降质明显的图像帧使用维纳滤波复原效果较好。     

超高压输电线路铁塔静态图像遥测技术应用

在绝缘子遥测系统的基础上,提出了基于短信息服务(SMS)方式的超高压铁塔上静态图像监测技术方案,对铁塔塔身构件、绝缘子串、线路覆冰等状况进行静态图像监测,用户可随时获取各级铁塔的现场图像信息,分析判定故障,并依此制定相应的检修策略。根据监测图像及传输信道的特点,提出了针对差值图的类JPEG压缩算法;采用基于期望压缩比的量化模型来提高压缩效率;通过对环境光强变化模型和绝缘子闪络模型的图像压缩实例分析,压缩后的数据量降至数十字节至数百字节,通过一帧或数帧SMS即可传输。文中论及的技术可应用于电力系统其他设备的远程图像监测,为电力行业由计划检修过渡到状态检修提供了科学依据。     

基于北斗卫星系统的配电网行波故障定位

提出了一套基于北斗卫星系统的电网故障定位系统设计方案。授时及通信技术在变电站行波采集装置和故障定位主机中有着广泛的应用。在提出的短报文通信方案中,简要介绍了"北斗一号"的系统组成和数据帧格式。接下来,详细阐述和对比了其两种不同的授时方式;提出了一套北斗授时方案,应用高精度晶振和PI调节器实现高性能晶振驯服,提高授时精度。本文提出的北斗定位模块一方面快速定位线路故障的位置以及提供准确的实时时钟,另一方面能够给远程调度中心发送短报文信息,报告各杆塔以及支线路运行等的状态信息。有待研发的语音模块出现能够更加便于调度中心工作人员通过语音方式与网关进行信息交互。所以作为我国自行研发具有完善功能的全天候北斗卫星导航定位系统,完全能够满足电力系统的需求。     

基于V2G技术的城市电网供电恢复策略

随着电动汽车的大量推广,城市电网中的电动汽车总容量逐渐增加,基于电动汽车入网(V2G)技术,考虑电动汽车的放电能力,将其作为辅助电源配合应急供电车可快速恢复失电负荷,在有效降低失电损失的同时,具有灵活性好、能降低应急储能和应急供电车等传统应急能源的配置成本等优点。建立了电动汽车的放电模型,以此评估可供调配电动汽车电池的电源水平;将失电负荷的重要度、容量等因素作为有限电源分配的依据,以最小化负荷失电损失为目标,结合遗传算法和改进鲸鱼算法进行求解,提出了基于V2G技术的供电恢复优化策略。算例仿真结果验证了所提方法的可行性和优越性,可为未来电动汽车大规模接入后城市电网的供电恢复策略研究提供新的思路。     

面向智能电网的安全防护体系

对“三道防线”的安全防护体系进行了论述,通过对智能发电、变电、输电、调度、通信及广域测量等智能电网支撑技术的分析,对智能电网新技术条件下“三道防线”进行了扩展。智能预防控制通过“风险预警、预测校核”方式在线优化电网运行方案,将防御体系进行有效的“关口前移”;智能紧急控制通过“在线计算,实时控制”方式实施全局闭环控制策略,电网维持稳定运行能力得到增强;智能恢复控制通过“预设方案、滚动优化”方式加速电网恢复过程,有效减少停电时间和经济损失。     

基于卫星物联网的输变电设施远程监控研究与应用

在电网企业中,输电线路和变电站数量众多、分布广泛。位于荒山、高原、洼地、森林等人烟稀少且环境复杂的输电线路和变电站,经常受到各种地质灾害(如泥石流、洪水等)和自然腐蚀、老化的威胁。目前,设施的运维主要靠人力,缺乏有效的智能监控手段。此外,由于通信环境恶劣,使得发生问题后无法有效实施抢修和救援。针对输变电设施维护的实际需要,利用我国具有自主知识产权的北斗卫星的定位、数据传输等功能,组建卫星物联网,实现野外输变电设施的实时监测、运维管理、安全保障、应急救援等工作,从而降低运维成本,及时发现危险,保障电网和人员安全。研究内容可对卫星物联网应用于输变电设施管理的工作提供有益的参考和借鉴。     

基于NOMA的无人机群应急通信系统总和速率优化

针对自然灾害后地面基础设施无法有效提供可靠通信的问题，提出基于NOMA的无人机群应急通信系统总和速率优化方案。该方案首先在无人机最大发射功率、地面用户服务质量等约束下，构建一种以地面用户总和通信速率最大化为目标的无人机群辅助应急通信模型；其次，通过改进模拟退火算法实现NOMA机制下无人机功率分配；最后，通过改进K-means算法对地面用户进行聚类，优化无人机与用户的路径损耗及视距链路概率完成无人机3D部署，实现系统总和速率最大化。数值仿真结果验证了所提方案的有效性。     

海上多平台互联电力系统故障后的供电恢复策略

在电力系统出现故障后,恢复非故障区域的供电可有效提高系统自愈能力。针对应急发电机、储能装置辅助的海上多平台互联电力系统,提出了一种适用于孤岛电网故障后的供电恢复策略。首先,提出了电源恢复优化模型所考虑的4种指标:故障恢复效果、故障恢复时间成本、对非故障区域内潮流影响和启动应急发电机数量。此外,给出了具有潮流约束、网络安全约束和网络拓扑约束的故障后供电恢复优化模型。然后,将遗传算法应用于该供电恢复策略中,通过改变电力系统中开关的分合状态来调整电网的运行方式,进而恢复非故障区域的供电。最后,结合IEEE 53节点配电系统和海上多平台互联电力系统的大量仿真实验,验证了所提电源恢复策略的有效性,此外,还评估了含储能的海上多平台互联电力系统的自愈控制能力。