输电线路走廊三维可视化技术和系统设计

结合输电线路巡视需求,利用携带激光扫描仪的无人直升机进行巡线,获得输电线路走廊的海量激光扫描数据,根据激光扫描数据对电力线走廊进行三维建模,开发了输电线路走廊三维可视化系统,实现输电线路走廊三维可视化。该系统以无人直升机的高精度三维激光点为基础获取云数据源,对云数据进行分析和处理并生成相关地形模型、铁塔/输电线模型后集成开发,能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物,并可进行三维操作,同时还能够实现无人直升机飞行过程三维实时可视化。通过无人机巡线的实际数据验证了输电线路走廊三维可视化系统的可行性和有效性。     

基于改进模糊层次综合评判法的输电线路舞动预警

输电线路舞动严重影响电网的安全运行。文中从造成输电线路舞动的影响因素出发,将模糊数学理论运用到输电线路舞动预警研究中,构建基于改进模糊层次综合评判法的输电线路舞动预警模型。文中首先筛选出垂直风速、雨量、相对湿度、气温、导线张力5个主要影响指标,构建预警评判因素集以及Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级4种评判目标集。然后,将监测数据代入模型计算,根据模糊综合评判结果发布预警信息,为工作人员感知线路风险、做好防灾准备提供指引。最后,开发基于ArcGIS Engine的输电线路舞动预警辅助决策系统,可视化展示预警信息,并选取实际线路数据验证所提方法的有效性,结果表明所提预警方法与技术可为输电线路安全运行提供决策支撑。     

融合机载高分辨率InSAR数据的DEM生成方法

机载高分辨率干涉合成孔径雷达(InSAR)获取的高程数据是数字表面模型(DSM),需要进行编辑才能生成数字高程模型(DEM)。在分析机载高分辨率InSAR原始DSM数据特点的基础上,融合相干系数和SAR幅度图,对基于曲面拟合生成DEM的方法进行改进。通过实验表明,融合InSAR数据生成的DEM更加贴近实际地形。     

基于Internet的虚拟DSM评估系统

在电力市场中，交易中心和用户互相传输和共享数据信息，制定运行策略。交易中心由用户上报信息预测实时负荷，制定电价策略，进行DSM评估。用户根据实时信息部署实施DSM措施，并对其经济可行性进行分析。而传统数据传输方式由于安全可靠性问题给实施评估带来隐患，影响评估结果的准确性。Internet和网络技术的发展使数据及时可靠传输成为可能，为DSM实施评估提供帮助。文中对DSM的规划、负荷特性和经济特性进行了评估，并给出相应的评估模型。     

基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。     

机载多角度多光谱成像技术在电力系统中的应用

高压线路走廊经常跨越无人区、交通死区和通讯盲区．线路运行维护和突发故障查找异常困难，传统的人工巡线方式已不能适应，直升飞机巡线日益成为电力系统的迫切需求。在国家863计划的支持下开展了“机载多角度多光谱成像技术在电力系统应用的研究”，针对直升飞机巡线，研究利用多角度图像数据获取导线与周围物体距离的可行性，开发相应的多角度成像技术。介绍了机载多角度直升机巡线系统的硬件组成及软件功能．给出了部分实验结果。线路现场飞行实验表明物线距离测量达到巡线需要的0.5m精度要求。所开发的预警软件也可以很好地显示和定位危险区域。     

不同地形对高压架空线周围电场分布影响的仿真分析

使用Ansoft仿真软件对500 k V超高压输电线路下方不同障碍物进行三维仿真,分析其对基于电磁场测距的无人机巡线的影响。阐述了架空线路斜上方和斜下方的电场分布情况,给出了房屋模型、山坡模型、水面模型和考虑弧垂情况下跨越江河的输电线路模型及其仿真结果,为检修人员开展基于电场测距的无人机巡线提供了参考。     

兰州供电公司完成GPS准确定位巡检

截至2013年8月22日,兰州供电公司已经完成了10条10 kV线路的GPS准确定位,标志着兰州电网线路巡检步入智能化。实现电力线路GPS卫星定位,首先要进行电力设施相关数据信息普查。完成信息数据普查后,再将所有数据与地图信息相结合建立定位系统,最终通过GPS定位。该公司引进的卫星定位巡检系统,能将巡线人员所巡线路     

电网可视化技术

电力系统互联区域的扩大和市场竞争的引入，使电力系统的运行日趋复杂，关心系统运行特性的机构也有所变化和增加。如何生动、明了地显示系统运行信息并予以共享，就是电网可视化技术要解决的问题。文中详细介绍美国北美电力可靠性委员会(NERC)所辖区域采用电网可视化技术的思路，涉及线路潮流可视化、电网特性数值轮廊线的绘制及三维空间表示法、输电线路数据图等内容。     

高压输电线路巡检数据库及其管理系统

通过高压巡线机器人巡检获得的红外图像和可见光图像与线路部件的对应关系,建立了图像库;根据线路的实际布局实现了对线路部件及对应图像的分类管理。该管理系统作为高压输电线路故障红外诊断系统的一个重要组成部分,为红外诊断提供了后台数据支持,能将诊断结果快速定位到线路部件,以指导线路的检修与维护,并能为巡线机器人自动过障提供辅助导航信息。     

冰区分布图绘制技术研究

分析总结了电力系统覆冰雪灾害事故形成机理,调研了大量电力系统历史运行数据、气象数据和地形数据,以此为依据提出了冰区分布图的绘制依据,并绘制了京津唐冰区分布图。根据覆冰雪事故形成机理的不同,创新性地将冰区分布图区分为倒塔断线冰区图、覆冰雪闪络冰区图、线路舞动冰区图,所绘制的冰区图冰区划分合理,适应了规划、设计、运行等不同单位、部门对电网的建设和运行维护工作的不同需求。     

基于光纤复合架空地线通信的输电线路在线巡视系统

研发基于光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire,OPGW）通信的输电线路在线巡视系统。该系统按照电力部门输电巡维类标准化作业指导书的要求,基于各个杆塔的可视监控、红外成像等功能和光纤通信的信息集成,实现可替代人工巡视的输电线路在线巡视。该系统由杆塔终端系统、后台监控主机系统以及光纤通信系统组成。为保证每杆塔终端采集的可见光视频图像、红外图像等海量监测数据的可靠实时传输,系统结合OPGW光单元的接续引下新技术并基于以太网无源光网络实现每杆塔终端与后台主机系统的光纤通信。该系统作为线路巡视的新手段,可满足电力生产部门对输电线路及其设备日常巡视和安全预警的要求。     

高压巡线机器人电磁导航系统研究与设计

为提高架空高压线路故障检测效率,研究并实现了高压巡线机器人自主巡检作业新方法,即巡线机器人在PC104硬件系统和嵌入式软件系统平台上分析处理输电线图像数据对其进行故障检测。基于电磁检测的导航系统由横竖两方向多方位的电磁传感器阵列组成;PC104采用相对值检测方法,根据高压输电线路周围磁场的感应电压跟半径的反比例关系原理,比较传感器阵列输出的系列模拟电压值来判断机器人相对输电线路的姿势并识别线上障碍;针对电磁导航系统信号特点,研究MATLAB数字滤波器优化设计方法;设计出IIR滤波器对经过放大的信号进行处理,研究并实现了PC104的IIR优化算法。仿真结果和现场试验证明,基于IIR滤波的巡线机器人电磁导航系统结构简单、效果显著。     

融合单目深度和RTK定位的电力线弧垂测量方法

现有电力线路弧垂测量方法操作繁琐且智能化程度低,提出一种融合单目深度和RTK定位的电力线弧垂测量方法。首先,无人机拍摄电力线路关键点图像,将其输入构建的单目深度估计模型EleDep-Net生成对应深度图,该模型嵌入带状金字塔模块和边界融合注意力模块,使模型能精准地捕捉导线上下文语义信息;其次,引入深度矫正算法进一步修正深度图中的深度值,根据修正后的深度值得到关键点深度信息;最后,结合无人机RTK定位和关键点深度信息,在参考坐标系中生成关键点空间坐标进而拟合出导线抛物线公式,通过该公式计算出导线弧垂。在配网线路真实环境中进行测试,结果表明本方法在保证测量相对误差小于5%的前提下,作业效率明显提高,有较高的工程应用价值。     

基于TABLEAU的居民电量可视化监测

现阶段,国家电网公司大力推行营配贯通,打造地理信息系统。该系统目前仍存在查询电量信息慢、无法监测大电量用户等问题。提出的模型以营配贯通的思想为立足点,基于国家电网公司推广使用的数据分析软件Tableau,以业务营销系统与GIS系统为数据来源,运用函数将用电量信息与地图相结合,搭建可视化交互界面。解决了GIS系统目前存在的查询用电信息难的问题,不仅为工作人员的日常工作提供了数据上的支持,且做到了对大电量用户的监测报警。     

基于离线高斯模型的输电线路无人机巡检缺陷智能识别方法研究

高压架空输电线路是沟通我国清洁能源中心与负荷中心的关键基础设施,保障其安全稳定运行对"双碳"目标按期达成至关重要.基于无人机巡检的电网输电线路缺陷检测具有很强的实用价值.由于缺陷种类众多,各类别分布不均衡而导致了长尾分布效应.文中介绍了一种基于离线高斯模型的缺陷检测方案,该方案通过离线高斯模型去增强Mask R-CNN...     

基于CIM接口的配电网理论线损在线计算

加强线损管理对于电力企业降低运行成本具有重要意义。随着智能电网及高级配电自动化的发展,对自动化系统的实时性和自我分析能力要求越来越高,对在线计算配电网理论线损也提出了迫切的需求。设计一种配电网理论线损在线计算方案,从配电GIS及DSM系统中导入计算所需的数据,计算方便、准确、高效。该系统提高了配电生产的管理水平,并符合智能配电网的发展要求。     

数字仿真在电网控制保护装置入网检测中的应用

为了研究电力系统全数字实时仿真装置(Advanced Digital Power System Simulator,ADPSS)在宁夏电网控制保护装置入网检测方面的应用效果,以2套典型线路保护为检测样例,搭建系统模型进行仿真后,通过外接物理接口与保护装置连接,从而检验其动作特性。测试结果显示2套线路保护在所有类型的模拟故障中均动作合格。结果表明:利用ADPSS进行的控制保护装置检测试验,仿真度高、实时性强,可为装置入网提供可靠的试验依据,为系统的安全稳定运行提供良好的技术保障。     

南方电网直升机巡检管理系统研究与应用

南方电网超高压输电公司目前使用直升机进行输电线路巡检,为了提高对直升机和直升机输电线路巡检数据的信息化和规范化管理,设计并开发了直升机巡检管理系统。首先提出了基于J2EE技术的系统体系结构,设计了系统的功能模块,论述了基于Google地图的输电线路和飞行路线的动态交互可视化原理与实现方法,开发了与其他应用系统的数据接口,采用了多种信息安全技术保证系统具有高可靠性。目前该系统已在南方电网所辖各局推广应用,运行稳定,提高了线路的运行和管理水平,并为下一步直升机智能巡检和带电作业构建了网络信息基础平台。     

电力巡线机载多角度成像多源数据的采集和记录

提出了一套应用于电力巡线领域的数据采集实施方案,介绍了数据采集、记录系统的组成及工作原理,设计实现了如何同步存储图像信息及相关的姿态测量装置(POS)数据的方法,即主要利用统一的外触发信号、多线程技术实现3台电荷耦合器件（CCD）相机图像及POS数据的高速采集和存储,并通过采集卡开发工具——软件开发套件（SDK）开发的动态链接库实现图像数据与POS数据的实时对应。最后给出了整个采集和记录系统获取的部分电力线沿线的处理结果。