瞬变电磁法在山地变电站边坡接地网检测研究

接地网的完整对于电力系统的安全和可靠运行起到重要作用.实验地点的变电站建设在山丘上,由于边坡滑动的作用,北侧上下游挡土墙均出现了裂缝.采用瞬变电磁仪对变电站上下马道和边坡进行无损检测,通过对视电阻率成像图进行分析,反映出了实验地点的接地网结构状态.实例检测结果表明:瞬变电磁法能够高效、简便运用在在接地网无损检测.     

基于FPGA的消噪同步叠加平均算法仿真分析及实现

在瞬变电磁接收系统中,信号易受外部电磁噪声的干扰,信号消噪效果直接影响勘探深度和精细程度。对此,实验中采用了同步叠加平均滤波算法,首先采用Matlab与ModelSim对该算法的消噪性能进行仿真分析,最后采用FPGA实现同步叠加平均算法。实测结果表明,以FPGA纯硬件方式实现同步叠加平均算法的方案灵活性高、实时性好,能无失真恢复瞬变电磁信号,提高信噪比,满足多路瞬变电磁信号消噪的要求。     

瞬变电磁信号降噪算法

研究地下异常体的有用信息,由于需要野外采集,所接收的瞬变电磁信号会叠加各种电磁干扰和噪声,而传统的降噪方法不能较好地对瞬变电磁接收的二次场衰减信号降噪,严重影响了利用信号对地下异常体特征的数据成图和地质状况解释.针对上述问题,提出了改进的基于独立成分分析的瞬变电磁接收信号降噪处理算法.由接收的瞬变电磁信号构成多维观测向量,利用独立成分分析方法从观测向量中分离出信号空间基向量,然后采用峰度判别准则对信号空间和噪声空间进行分离,保留二次场信号基向量,用二次场信号基向量张成信号子空间,实现降低噪声的目的.降噪后的瞬变电磁信号可以更好地反演出地下相关信息.通过对实测数据的验证,结果表明提出的算法应用于瞬变电磁法信号降噪是可行的,能有效地降低噪声并分离出二次场信号的有用信息,对提高瞬变电磁数据成图和地质状况解释质量具有较好的作用.     

三维梯度矢量瞬变电磁仪的建模及其仪器研制

为了探索和解决瞬变电磁物探在空间信息解析方面存在多解性问题,提出三分量梯度矢量瞬变电磁法模型和仪器方案,解决瞬变电磁探测深度的计算依赖于地层电导率和磁导率的问题。新型模型和仪器采集探测点的二次场三分量数据,得到其梯度矢量方向和大小,结合测点之间的距离和空间三角函数关系,计算出探测方向中低阻体的方位和距离。新型瞬变电磁仪在煤矿工作面的超前探测得到试用,验证预期效果,推广到物探工程应用中。     

瞬变电磁法在变电站地质物探中的应用

在电力系统地质探测方面,为了查明引发滑坡的地质形态特征,简要介绍了瞬变电磁法(TEM)的工作原理及其探测方法,并以滇东北区某变电站周边边坡进行探测为例,通过对视电阻率成像图进行分析,得到了视深断面图的地形特征,总结了地质形态的分布情况.与传统的电阻率法相比,瞬变电磁法能够高效、简便地运用在山地环境的地质物探中.     

基于粒子群的全空间瞬变电磁二维反演方法研究

针对煤矿实际采掘情况的复杂性,为了提高探测精度,为钻探提供有效靶点,为矿井水害防治提供可靠的地质资料,研究了基于粒子群的全空间瞬变电磁二维反演方法。通过建立Q型地电模型,开展基于时域有限差分的二维正演模拟,得到不同时刻各网格节点处的磁场强度值;抽取正演模拟得到的磁场强度值与实测资料中的磁场强度值进行最小二乘法反演,采用粒子群算法对电阻率和地层厚度参数进行寻优,使反演结果拟合误差满足精度要求;按测点号依次对最小二乘法反演后的磁场强度值进行全空间瞬变电磁二维反演计算,分析二维反演后得到的瞬变电磁场响应规律和反演精度。实际应用结果表明,基于粒子群的全空间瞬变电磁二维反演方法是可行的,反演结果中的低阻异常体具有成层特性及一定的连通性,更能反映层状地层以砂泥岩为主的岩性结构特征及含水特性,提高了探测精度和分辨率。     

基于LabVIEW的瞬变电磁数据采集及预处理

采用瞬变电磁法勘探到的信号中包含大量的强干扰信号,如不剔除强干扰信号,反演得到的计算结果误差较大。针对该问题,提出了一种基于LabVIEW的瞬变电磁数据采集及预处理系统的设计方案。该系统采用数据采集卡USB2089采集二次涡流场信号,并将其转换为计算机能处理的数字信号,然后通过LabVIEW平台的功能流程、功能算法剔除数字信号中的强干扰信号,从而实现对瞬变电磁数据的有效采集。仿真结果表明,该系统可剔除瞬变电磁数据中的强干扰信号,保证了数据采集的准确性。     

双排多段排样方式及其生成算法

为解决大规模矩形毛坯无约束的二维剪切排样问题,提出双排多段排样方式及其 生成算法。排样时采用一条剪切线将板材切分为两段,用一组剪切线将每段切分成一系列的块, 每个块由一组水平方向的同质条带构成。采用枚举法确定两段分界线的最优位置,通过求解背 包模型确定所有可能尺寸的块的最大价值和块在段中的最优布局。利用文献中的2 组基准测题 对所述算法进行测试,实验结果表明,该算法能在合理的计算时间内取得较好的优化结果。     

应用于大规模FPGA的解析式布局算法

针对FPGA的结构特点,借鉴ASIC布局算法中非线性建模思想,提出一种应用于大规模FPGA的解析式布局算法.该算法以非线性线长为目标,采用较少迭代次数的共轭梯度方法作为求解器,解决组合优化方法时间大量消耗问题.实验结果表明,该方法能够在较短的时间得到较好的布局质量,与FastPlace的结果对比证明了其有效性.     

基于比色法和智能手机的铜离子浓度检测

为适合现场快速检测,开发了适用于安卓操作系统的智能手机的重离子检测应用系统.自制的光路系统降低采集环境变化的影响,并提高便携性.提出了测前和测后的补偿算法,进一步消除了采集环境变化对测试精度的影响;梯度定位算法改善测试对象浓度定位的精确性,并开发了基于智能手机的应用软件,实现铜离子浓度的数字化测量.采用水体中Cu2+浓度作为实验对象,验证算法的正确性,结果表明,在0～20 mg/dL线性范围内,拟合曲线的标准偏差为0.96,相关系数为0.99.     

变电金具表面腐蚀膨胀点三维检测算法

为提升配电网变电金具腐蚀膨胀检测的精度,设计了变电金具表面腐蚀膨胀点三维图像检测算法。该算法使用八叉树算法对三维激光图像扫描仪获取的变电金具表面腐蚀膨胀点云图像数据进行压缩预处理,经过法向量计算、局部基面参数化处理、局部曲面拟合等步骤,提取变电金具表面腐蚀膨胀点点云数据的主曲率、形状索引值等局部特征。使用三维霍夫投票算法,对变电金具表面腐蚀膨胀点局部特征实施局部坐标系建立、坐标转换、霍夫投票等处理后,获取腐蚀膨胀点的质心位置,实现变电金具表面腐蚀膨胀点检测。实验结果表明：该算法具备较好的点云数据压缩能力,预处理效果好;变电金具腐蚀膨胀点图像数据存在遮挡缺失时,其特征提取完整度始终高于90%;识别配电站螺丝配件时,特征点匹配度高达100%,识别精度高。     

煤矿井下中央变电所内电磁干扰测试及分析

通过对煤矿井下中央变电所电磁环境进行测试分析,得出如下结论:(1)中央变电所设备正常运行时,高压开关附近存在低频干扰;(2)中央变电所变压器正常运行时,干扰主要在500 MHz以下,在100 MHz附近产生较大干扰,产生的最大干扰比背景噪声高出40 dB.μV/m左右;(3)中央变电所内开关闭合瞬间会产生较大的电磁干扰,干扰主要在1.5 GHz以下,低频干扰较大,最大值达到193 dB.μV/m;(4)中央变电所设备正常工作时,辐射电磁场达到一级标准(1 V/m);但在开关闭合瞬间,在1 MHz以下电磁干扰较大,超过GB9175—88环境电磁波卫生标准中规定的二级标准。     

改进蚁群算法的配电网网架优化规划方法

利用改进蚁群算法对配电网络进行规划,将该算法应用到辐射型配电网络中。在己知各配电变电站供电范围的基础上,利用蚁群算法特有的路径寻优功能进行配电网布局,并处理蚂蚁留下的信息素,以方便地求得配电网络规划问题的最优或近似最优解。通过具体的算例证明,改进的蚁群算法具有更优的全局搜索能力,提高了算法的收敛速度。     

基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法

因工作环境的复杂性,变电设备成为智能电网中故障频率最高的装置之一,易发生设备接地故障、保险熔断故障、绝缘材料老化等问题,为提高电网变电设备三维自动化运检精度,提出基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法研究。采集电网变电设备三维图像,获取电网变电设备三维图像初始轮廓点,筛选变电设备轮廓点,依照顺序连接提取出的关键轮廓点,得到变电设备三维图像轮廓线,结合形态学滤波算法,对图像进行开、闭运算,依据轮廓线的闭合情况,分割出目标图像与背景图像,提取包括HOG特征与LBP特征的变电设备目标图像特征,经过特征融合后,构造最优分类超平面,制定电网变电设备三维自动化运检规则,判定变电设备运维情况,最终实现变电设备的三维自动化运检。实验数据显示：该方法识别出变电设备的正常与异常状态,在不同实验工况背景下,应用提出方法获得的变电设备运检精度达到了96%。提高了变电设备的自动化运检的识别及运检精度,满足现今变电设备的运检需求。     

铁氧体元件在电磁兼容设计中的应用

智能化仪表在变电站强电磁干扰环境中实现可靠地工作是一个急待解决的问题,利用铁氧体元件独特的电磁特性来改善系统的电磁兼容性能是在这个方面的一个非常有效的措施之一,讨论了铁氧体器件在进行抗干扰设计方面的工作,在智能仪表中合理利用这种器件的可以有效的抑制雷击浪涌,瞬变脉冲,静电骚扰等电磁干扰因素,降低系统的EMI发射强度,提高总体的电磁兼容特性。     

雨天变电站设备智能视觉检测算法与实时实现技术

视频的变电站户外设备监控是保障电力系统安全运维的重要手段,但传统的目视监控效率低、人力成本高,因此无人化智能视觉检测得到广泛关注。变电站户外监控设备在采集图像时,不可避免会遭受雨天等恶劣天气影响,导致设备检测性能严重下降。针对雨天场景下的变电站设备检测给出了软硬件系统解决方案,主要围绕雨天变电站设备视觉检测算法和嵌入式AI实时部署展开研究。首先,提出一种基于细节增强的图像去雨网络（DERN）,利用雨条的高频特性作为注意力权重指导去雨,进一步将其与YOLOv4目标检测算法进行联合优化,从而实现对雨天稳健的变电站设备检测算法;基于昇腾310 AI处理器构建嵌入式边缘端智能计算系统,从算子优化、多线程并行等方面提升计算性能。实验表明,在雨天场景下变电站设施设备目标检测精度从实施前的53.4%提高到82.1%,1080P视频运行速率达到30 f/s,验证了所提算法和系统的有效性,有效提升了变电站设备全天候视觉智能监控能力。     

高压巡线机器人穿越耐张杆塔的控制算法

通过对高压输电线路中耐张杆塔的电磁场进行理论和试验分析,根据电磁场的分布规律对导航电磁传感器的布置进行试验研究,提出了采用传感器补偿算法的控制对策。试验表明:采用传感器补偿算法的控制对策,巡线机器人自主穿越耐张杆塔障碍是可行的。     

基于HFSS-MATLB-API的天线布局优化仿真

随着用于车载平台的天线数量日益增多, 汽车的电磁兼容问题日益严重. 针对天线布局缺少统一合理模型和理论方法指导的现状,利用HFSS-Matlab-Api脚本库在Matlab中调用HFSS建模进行天线布局的电磁兼容性仿真, 采用遗传算法对布局进行优化. 此方法省去人为数学模型推导过程, 减少用户反复绘制模型、修改参数的重复工作. 不仅充分利用HFSS仿真的高精度、可靠性和便捷性, 而且采用遗传算法减少盲目的试探带来的时间和成本的浪费. 最后, 得到与理论相符合的实验结果, 从而验证了布局与优化方法的可行性.     

一种基于Multi Agent的高效路径规划系统研究

基于MultiAgent系统规划,综合采用了传统两点之间最短路算法、自行设计的点聚合算法和邻近点融入算法,并根据路况的变化和GPS系统计算新的路线以调整生成路线,从而形成了一种高效的智能路径规划系统。系统在大连市烟草专卖局ERP基于GIS的烟草配送系统中的运行表明：采用这套路径规划系统,减少了每天出车数量,平均降低了行车里程,降低了配送的成本。