高精度管线测量机器人多传感器集成方法

针对现有地下管道探测方法适用性差、易受环境干扰、测量精度低等问题,提出了一种基于管道测量小车,多传感器数据融合的高精度管线测量机器人集成方案。系统以管道测量小车为平台,FPGA为控制核心,挂载惯性测量单元、里程测算单元,通过实时测量管道小车的姿态信息,同时融合里程数据及起止位置坐标推算地下管道的埋深、走向等信息。测试结果表明,本系统的适用性好、抗干扰性强,实现了对地下管道三维航迹参数的实时测量,以及测量数据的同步传输和存储;数据解算达到了95 m横向重复性±40 mm,高程重复性优于±20 mm的高精度曲线测量指标。     

压气式SF_6断路器空载和负载下压力测量试验研究

笔者采用压阻式压力传感器和光纤压力传感器对252 kV压气式断路器空载和10 kA开断电流条件下灭弧室内的暂态气压进行了测量,得到了灭弧室内压气缸、喷口上游、喷口喉部、喷口下游4个测点的暂态气压,并对试验方法和测试系统进行了介绍。试验证明,压阻式压力传感器和光纤压力传感器均可以有效测量断路器灭弧室的暂态气压,导压管长度对测量结果的影响不容忽视。     

基于光纤消逝场的电场测量技术研究综述

电场测量对于电力设备绝缘设计优化、高压系统电磁环境分析、屏蔽装置防护效果评估等领域具有重要意义。消逝场式电场传感器是近年来新兴的一类光纤电场传感器,测量上限高达24 MV/m、封装尺寸低至1.2mm×0.2mm×0.2mm,可同步测量多场点、多方向电场,在电缆故障诊断、特快速暂态过电压监测、电磁武器改良等方面具有广阔应用前景。目前,关于光学电场传感器原理和结构方面的研究综述较多,但缺乏对新型消逝场式电场传感器的相关总结,以及对各类光纤电场传感器技术参数的分析比较。为此,首先总结了消逝场式电场传感器的测量机理、典型结构、研究进展、应用场景、温度补偿方法和关键技术问题。在此基础上,重点分析、比较了各类光纤电场传感器的测量指标、封装尺寸和性能特点,并结合相关标准对其实用化过程中存在的问题进行了讨论。最后,指出消逝场式电场传感器在材料改性、加工工艺优化、微观尺度电场仿真和耦合影响因素分析等方面值得做进一步深入研究。对于消逝场式电场传感器的设计、研制与性能改进具有一定意义。     

利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行,在现有力学测量线路荷载的基础上,建立了基于光纤光栅(FBG)传感器的输电线路覆冰在线监测系统。该系统利用光纤光栅作为传感载体,通过感知传感器金具的微应变,测量输电线路荷载;光纤作为传感信息传输载体,可在现有的光纤复合架空地线(OPGW)和光纤复合相线(OPPC)上实现。为验证系统测量输电线路覆冰后荷载变化的性能及可靠性,在±800 kV直流输电工程输电线段直线塔上进行了光纤光栅传感器测量输电线路模拟覆冰试验,试验结果表明:相较于电子式传感器,光纤传感器精度更高;测量灵敏度与金具的材料和截面积相关;光纤光栅温度补偿的精度直接影响测量精度。     

应用液晶及色彩调制器的光纤电流测量系统

应用液晶及色彩调制器的光纤电流测量系统光纤测量系统可分为两类。第一类，传感器直接改变传送光的性能。如对应一个被测的量来改变光的强度。第二类，采用惯常的传感器对电子电路提供输入信号，电子电路轮流地将输入信号送给光电传感器，光电传感器产生一个包含有被测量...     

一种结合OPPC光缆实现布里渊应变分离技术的研究

基于布里渊散射原理实现的光纤传感系统实现环境温度/应变物理量独立测量技术是该技术实用化研究的热点。结合电力光缆研究提出一种利用拉曼分布式测温与布里渊分布式应变测量实现的、在线实时计算待测环境应变信息的实用化应变分离技术。该技术中,光纤传感器测量通道是OPPC电力光缆,光单元敷设了测量温度的多模光纤和测量应变的单模光纤。在系统组网实现上,以布里渊数据处理器为主处理器,利用以太网接口连接辅处理器拉曼数据处理器,组网完成测量温度数据上传与应变数据的实时分离计算。在数据处理上,通过插值、滤波、特征点对齐和奇异点预测等算法实现高采样率、高精度温度数据与应变数据的联合解耦计算。研制的温度应变同时测量系统在试验室测量与试点线路运行中,均验证了系统的有效性与可靠性,在电力系统中具有较大的应用价值。     

两轴光纤陀螺连续测斜仪姿态解算方法研究

针对小直径光纤陀螺连续测斜仪的应用需求,提出了一种基于改进航向姿态参考系统的连续测斜姿态解算方法。该算法融合航空惯性导航模型和石油测井工程参数,采用2个单自由度光纤陀螺和3个加速度计组成惯性测量单元（IMU）,由惯性单元输出数据经该算法计算出动态连续测井的实时姿态角。通过仿真研究表明：该算法解算出的实时姿态角的误差均在1°以内,符合石油测井的技术需求。该算法的优势在于,在实现连续测量功能的同时相对普通惯性测量单元减少了一个光纤陀螺,从而减小了测斜仪的体积、重量,降低了成本。     

变压器绕组测温光纤光栅传感器设计及性能测试

为实现油浸式变压器绕组温度的直接测量,设计并制作了预埋光纤光栅传感器的绕组电磁线,对电磁线结构及绕组制作工艺进行了适当的改进,对绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程中的应力状态进行了监测,并对其测温性能进行了测试。结果表明:绕组电磁线预埋光纤光栅传感器制作过程及线圈绕制过程中光纤光栅传感器受到的应力较小,光纤光栅传感器保持了良好的机械强度和测温性能,其测温线性度>0.99,灵敏度约为10pm/°C,与理论值接近,测量准确度可达到±0.5°C,可满足变压器绕组温度精确测量的要求。     

光纤式电压电流组合测试系统的研制

介绍了光纤式电压电流组合测量系统的设计参数、结构特点及试验情况.光纤式电压电流组合测量系统采用宽频带电压和电流传感器,一体化结构设计及数字光纤技术,实现电力暂态过程的电压和电流的同时测量记录.采用倒置式电容分压器原理测量电压,具有测量电压范围宽、测量准确性和稳定性好的特点,可实现50Hz～250MHz的宽频带电压测量;采用宽频罗氏线圈电流传感器,实现0.4Hz～0MHz宽频带电流测量.     

光纤式湿度测量系统的设计与实现

实现了基于光纤式湿度测量设计的嵌入式系统的开发。在WinCE系统下,详细论述了通过从光纤光谱仪得到的测量数据,运用光纤湿度传感器普遍使用的波长解调方法得到相对湿度值。运用了多层的小波变换和比较精确的曲线插值方法来提高计算的湿度值的精确度,而且为了减少仪器测量产生的偏差在计算前进行校准。系统还加入了多种显示方法和数据的处理存储等人性化功能,具有准确度高、稳定性强、易于携带、能在恶劣环境使用等优点。并且,测试结果已达到比较高的精度,可以用来实际测量。     

基于扩展卡尔曼滤波的风速估计算法研究

风场信息是机载大气数据系统故障情况下重构大气数据的基础,飞机对所处的风场的感知对飞行器的安全飞行具有重要意义。目前机载风速测量通常是基于惯性导航系统或GPS提供的地速与大气数据系统提供的真空速计算法,由于真空速的测量滞后以及测量误差,直接计算的风速不能满足飞机使用要求。利用高空风场以水平风为主的大气特点,建立风场估计模型,以水平风速的东向及北向分量作为状态向量,以机载大气数据系统压力传感器提供的动压为量测量,通过构建扩展卡尔曼滤波器的方法实现外部风场的精确估算。在此基础上对虚拟大气数据系统提供的风场信息进行分析,验证此估计算法的可行性和有效性。仿真结果表明,该方法可获得较高的风速估算精度,并具有良好的稳定性,为飞机高空飞行提供精确的外部风场信息备份。     

多智能体技术在高级量测体系信息集成中的应用

为解决智能电网高级量测体系（AMI）的多源异质信息融合问题,结合其高度分布和异构的特点,基于多智能体（MAS）技术,构建了开放的AMI信息集成平台。在分析了AMI系统对信息集成需求的基础上,构建了基于MAS的AMI信息集成框架,提出了包括数据层、业务层、接口层的三层多智能体协调组织逻辑结构。研究了各构件智能体功能,并给出了基于CORBA技术的软件实现方案。CORBA平台可使AMI系统中的异质信息有效地融合,实现信息的高度共享。     

面向智能电网的GIS空间信息服务平台的研究与构建

电网GIS空间信息服务平台针对建设坚强智能电网的需求设计了全新的系统构架。文章阐述了电网GIS空间信息服务平台的关键技术和典型应用,并描述了其在坚强智能电网中的广阔应用前景。     

新一代智能变电站顶层设计技术

为提高变电站整体设计水平与整体性能,支撑管理方式变革,满足未来电网智能、可靠、环保的发展要求,新一代智能变电站在吸收现有智能变电站试点工程设计、建设及运行等经验的基础上,从整体方案的顶层设计优化人手,建立了一种结合质量功能展开法（qualityfunctiondeployment,QFD）与全生命周期管理（1ifecyclecosts,LCC）的顶层设计模式。该模式既吸收了QFD与LCC的优点,又克服了彼此的不足,不仅实现变电站可研、初设阶段从总体设计到分工设计的整体集成设计模式,还可用于指导新一代智能变电站技术发展。     

山西电力数据通信网容灾设计与实现

山西电力数据通信网是山西省电力公司信息通信业务的网络承载平台,是数据业务正常传输的重要保障。为了加快建设统一坚强智能电网,提高电力通信系统的可靠性和稳定性,文章结合落实“十二五”通信网规划,对山西省电力公司数据通信网网络结构、通道组织、设备配置等现状进行了分析,对数据通信网系统进行了容灾设计,构建了双汇聚、双上联的高可靠网络容灾体系架构。最终实现了主调发生各类事故、自然灾害和社会突发事件发生时,数据通信网路由能够无隙切换至备调,不影响所承载的业务。     

基于SG-CIM的电力信息通信系统监控模型

国家电网公司公共信息模型（State Grid-Common Information Model,SG-CIM）是标准的、开放的公共信息模型及应用规范,以满足国家电网公司＂三集五大＂、坚强智能电网建设的数据需求,现阶段SG-CIM对信息通信系统自身描述方面亟需补充完善。文章结合信息通信系统监控的需求,遵循SG-CIM设计规范,针对电力信息通信专业、信息通信调度的组织、管控业务范围以及信息安全等方面实现标准模型设计。该模型提供信息通信系统监控的数据模型标准,统一信息通信调度业务的管理和监控范围,为今后信息通信调度的工作提供依据和指导,并发展和完善了SG-CIM。     

基于 MIMU/ 磁传感器 / 双天线 RTK 的姿态测量方法研究

现今，惯性传感器加双天线RTK的组合测姿方法被广泛的应用于车载测姿领域，该方法集中了惯性传感器的快速更新速率特点和双天线RTK的高精确度的优点。针对当遇到高楼或者树林阻挡时卫星信号会丢失，导致双天线RTK(real time kinematic)无法提供可用的航向角，而惯性传感器又无法长时间保持航向角精度问题。本文尝试采用了一种基于微惯性测量单元(miniature inertial measurement unit, MIMU)与磁传感器与双天线RTK的信息融合方法。开展了实际跑车实验分析。得出了在卫星信号丢失的条件下本方法通过引入磁传感器提供航向信息，能够保证高精度车辆姿态数据的稳定输出。     

基于形态学滤波的惯导里程定位方法研究

针对于捷联惯导系统(SINS)测量过程中异常数据对测试精度影响的问题,文中提出了一种基于形态学滤波的高精度惯导里程定位方法。系统利用所提出的三角形形态学滤波的方法对惯性测量单元(IMU)的测量数据进行修正,减少测量数据中的异常值,利用基于里程计校准的惯导定位方法对经过形态学滤波预处理的数据进行计算,实现对被测管道路径的精确定位。为了了解经三角形形态学滤波后的惯性导航定位效果,对104 m的管道进行了模拟对比试验。由试验结果分析表明,经三角形形态学滤波预处理后,系统水平方向的测量精度由原来的0.58%提高到0.29%,增长了1倍;高度方向的测量精度由原来的0.096%提高到0.077%,提高了24.6%,取得了良好的效果。