基于视频AI识别的智能变电站检测系统设计与实现

变电站作为电力系统的核心枢纽,其安全稳定运行至关重要。传统的人工巡检方式效率低下,难以满足日益复杂的运维需求。本文提出基于视频AI识别的智能变电站检测系统,融合深度学习、计算机视觉等技术,对变电站进行智能化监控,包括视频采集与预处理、AI识别、智能决策和可视化展示等模块,可实现设备故障诊断、人员行为识别和异常事件检测等功能。实验结果表明,该系统性能优越,能为变电站安全运行提供可靠保障。

变电站地网故障分析与安装改造注意事项

无故障的接地网是电力系统稳定运行及变电站中的电气设备和工作人员安全的重要保证。因为部分变电站年代久远,或建立在多岩石土质不佳的山坡上,或埋在地下的接地装置被长期腐蚀,成为各类接地故障的重要原因,站内地网导通性能不断劣化,严重影响变电站安全运行。针对此情况,结合案例,对变电站的地网安装和改造提出了适当建议。

链式串供网架结构中的变电站备自投实现方案

引言为了增强电网供电可靠性,许多地区开始推广链式串供网架结构,在该结构下,常规备自投方案无法满足要求。本文分析对比多进线备自投、自愈系统两种方案,为链式串供网架中的变电站备自投提出应用指导。电网中110kV终端变电站通常从上级220kV变电站的110kV侧引接2回电源进线,电源容量以满足本站负荷供电为主,通常不需要再对邻近110kV变电站进行电源转供[1]。

基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场计算

准确计算户内变电站大型、复杂的噪声场分布,进而评价可采用降噪措施的减噪效果,是解决户内变电站噪声污染的关键问题。为此,综合声学有限元法(finite element method,FEM)求解复杂声场收敛性好及精度高的优点,及声学边界元法(boundary element method,BEM)降维求解大型声场的优势,提出了一种基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场求解算法。首先,建立变电站内部声源声固耦合模型,采用声学FEM求解混响噪声作用下的声固耦合响应;然后,基于声学FEM-BEM耦合理论,求解内、外耦合边界处结构单元受声固耦合激励产生的位移及应力载荷;最后,根据声压及应力载荷激发的外场声波扩散模型,基于常规Gauss数值积分法,建立外部空间声域2维BEM声学积分方程,求解外部声场。该算法在湖南某110 kV户内变电站噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值的相对误差为3.61%~4.87%。

基于建筑设计的非金属模块化预制舱式变电站节能

以四川省乐山市龙口110 kV非金属模块化预制舱式智能变电站为研究对象,依托现有的建筑设计标准,借鉴建筑节能设计和使用经验,对非金属预制舱式变电站的预制舱式建筑形态设计和预制舱围护结构节能设计等节能技术进行了研究分析,提出了针对非金属模块化预制舱式变电站的节能综合设计策略。

一种应用于智能变电站的系统配置描述文件配置方法

变电站配置描述(SCD)文件的正确性是智能变电站安全可靠运行的基础。针对SCD文件配置工作量大、人工参与度过高的问题,提出一种SCD文件配置方法,包含智能化二次设备站控层、过程层通信地址自动配置、过程层虚端子装置级配置及SCD文件远景配置三个方面,可减少SCD文件配置工作量,提高SCD文件配置的自动化水平,缩小变电站改扩建过程中SCD文件频繁修改对二次设备的影响范围,从而保证智能变电站的安全可靠运行。

基于异步整形机制的智能变电站通信队列调度策略

时间敏感网络(TSN)因能为智能变电站关键通信业务提供确定性低延时传输服务而得到广泛关注。针对现有变电站工业以太网交换机通信队列调度策略难以从理论上保证关键通信业务的实时性和可靠性的问题,该文提出了基于TSN异步整形机制(ATS)的智能变电站通信队列调度策略。首先,基于智能变电站业务流服务质量需求及传输特点,提出了智能变电站业务流的优先级划分及整形队列分配方案;其次,建立了以业务流端到端时延最小化为目标的整形器参数最优化模型,并通过内点优化算法求解;最后,整形器采用基于令牌桶的流量整形方法对划分后的业务流进行整形,整形后的流量基于严格优先级算法调度传输。基于OMNet++进行了仿真实验,实验结果表明,该文所提方法能够保障关键通信业务的确定性低时延传输。

云调控与变电站设备监测技术融合应用研究

针对变电站设备仿真以及监测系统,结合云技术,展开了云调控与变电站设备监测技术融合应用研究,为智能变电站提供了能量管理和设备管理,实现了对系统有功、无功功率的实时监测,同时也能满足北京电力公司职业技能培训的要求。

变电站系统抗震冗余性量化方法

为定量评价冗余性对变电站系统抗震性能的影响,提出了基于状态树方法的系统抗震冗余性分析方法.首先,在功能单元层面提出了冗余度、冗余效果指标、冗余系数的定义;其次,给出了系统冗余度的线性加权组合和非线性加权组合计算方法,将功能单元的冗余度和冗余系数进行集成;最后,建立了系统冗余度和冗余效果指标之间的关联模型.结果表明,变电站系统的抗震性能与其冗余度呈正相关性,系统冗余度-冗余效果指标模型可采用过原点直线表达,斜率为系统性能指标最大增量与系统最大冗余度的比值.母线单元具有汇集、分配电能的作用,对进线单元、变压器单元的冗余作用具有提升效果.采用线性加权和非线性加权组合计算方法时,变电站系统的最大冗余度分别为0.870和0.980,系统冗余度-冗余效果指标模型的斜率分别为0.698 9和0.618 1.

变电站铅酸电池的失效及综合修复

铅酸电池是直流(DC)系统的重要储能设备,对变电站的安全稳定运行至关重要。站用铅酸电池寿命普遍低于理论寿命,大量电池的提前失效给电网企业带来巨大的经济和环境压力。针对变电站铅酸电池的特殊运行环境,对失效电池复杂的失效模式进行分析。采用化学和物理相结合的技术手段,针对性地选择合适的活化剂,同时使用“大电流-恒流-恒压”的充电方式,达到修复活化失效铅酸电池的目的,修复后的铅酸电池容量可达额定容量的80%以上。

基于多目标优化的变电站消防资源配置算法

针对变电站消防资源分配与分布不均匀的问题,提出了一种基于多目标优化的变电站消防资源配置算法。该算法采用电力生产场所的道路网作为变电站消防责任区划分的依据,并结合各划分区域的消防需求构建消防资源配置模型。根据该模型的特点,在帕累托最优解的约束下提出了一种基于模拟退火的多目标优化算法,来求解该消防资源配置模型。仿真与实验结果表明,所提出的消防资源配置模型更符合实际变电站各场所分布的特点,且所提出的多目标优化算法得到的消防资源分配结果能在消防资源有限的条件下,实现最大的配置效益和快速的消防响应。

基于GOOSE反馈机制的智能变电站过程层网络备用方法

智能变电站过程层光纤网络一旦发生故障,会使二次系统功能失效,故障修复效率低,可靠性降低。为此,提出一种基于GOOSE反馈机制的智能变电站过程层网络备用方法。文章根据二次系统对过程层网络的传输要求,对间隔抖动、丢帧率和光功率等指标建立相应的危害程度量化模型;建立了备用光纤光口单指标和综合指标启动判据;利用GOOSE反馈机制实现对主光纤光口的备用。仿真表明,所提方法可快速完成故障光纤光口的备用切换,提高了过程层网络的可靠性。

变电站巡检机器人室内外无缝定位算法研究

为提高巡检机器人在变电站室内外交互的复杂场景下的定位性能,提出了一种基于传感器精度和多源信息融合的无缝定位方案,通过室外GPS/IMU组合定位和室内AMCL定位的平稳切换,实现了巡检机器人在变电站室内外交互环境下的无缝定位。同时针对定位过程中的机器人绑架问题,利用GPS定位信息辅助AMCL算法重定位,提高了定位算法的鲁棒性。在仿真实验场景下对该算法进行了实验,结果表明,在变电站室内外切换场景下,该算法可以获得稳定连续的定位数据,其均方根误差相比GPS/IMU与AMCL单独定位分别降低了63.4%和54.9%,机器人重定位时间相比原算法降低了47.1%。

基于改进Faster R-CNN的变电站设备外部缺陷检测

针对变电站设备外部缺陷目标检测任务中目标形状多样,周围环境复杂,当前代表性算法识别准确度低,错检漏检严重的问题,对比了众多目标检测算法在变电站设备缺陷数据集上的检测结果,检测精度较高的是添加了特征融合金字塔结构的Faster R-CNN(faster region-based convolutional network)算法,但其对小目标物体和设备渗漏油的检测精度仍有提升空间,为此设计一种基于Faster R-CNN的改进算法。改进算法通过对输入图像进行数据增强,在网络中添加SPP(spatial pyramid pooling)结构以及改进特征融合方式,对分类以及边界框回归损失函数进行改进的方式来提高缺陷的检测精度。与原Faster R-CNN算法进行对比,改进算法在变电站设备缺陷目标检测数据集的检测结果中AP(average precision)(0.5∶0.95)提高了2.7个百分点,AP(0.5)提高了4.3个百分点,对小目标物体的检测精度也提高了1.8个百分点,试验结果验证了该方法的有效性。

监控系统在变电站高压专线用户中的应用

电力系统变电站高压专线经常发生用户用电后电费难收的现象,严重影响供电企业的生产经营。对此,研制了监控系统。介绍了监控系统的原理,分析了监控系统中的数据采集器,并给出了应用效果。监控系统在变电站高压专线用户中应用,能有效避免用户拖欠电费的现象。

集中式光伏电站并网对变电站负荷的影响

集中式光伏电站接入电网后,电力系统运行安全性、稳定性及电能质量均受到影响,为适应高比例集中式光伏电站并网接入,应积极开展集中式光伏电站对电网变电站运行影响的研究。本文现对某地区35kV集中式光伏站接入110kV变电站实例进行分析,探讨不同季节、典型日光伏电站对变电站负荷特性的影响,以对光伏电站接入提供建议。

基于虚拟现实的变电站实验教学平台设计与应用

传统变电站仿真系统的不完善导致变电站实践教学一直存在着局限性,该文基于虚拟现实技术开发了新型的变电站虚拟仿真实验教学平台。构建的虚拟仿真实验环境以国内220 kV变电站为基础,优化了系统的设计架构。为了让学生能更好地理解掌握变电站相关知识,并将理论知识和实践操作结合起来,加入了理论知识解答、故障模拟及处理等功能。实验结果表明,相较于传统的虚拟教学系统,操作更加便利,沉浸感更强,在培养学生的创新思维能力方面具有较大的优势。

电炉变电站集控中心告警信息远程聚合方法研究

电炉变电站集控中心的告警信息远程聚合可以帮助集中监控和管理多个电炉变电站的设备,识别潜在风险或故障,及时采取预防或修复措施。由于不同类型的电炉变电站设备采用的远程监控系统存在较大差异,产生的告警信息具有不同的格式、结构和语义,导致告警信息具有异构性,缺少衡量异构性信息的统一特征。为此,提出一种基于关联度特征的电炉变电站集控告警信息远程聚合方法。根据关联关系度量标准计算异构数据之间的直接关联关系度。通过计算不同告警信息的关联度,联合时间变异系数分析告警信息时间波动特征,根据告警数据的这两种属性将其划分为时间约束属性和相似度约束属性,实现电炉变电站集控告警信息远程聚合。实验结果表明:所提方法能够有效提升告警信息量,且能够显著优化远程获取告警信息的聚合率。

变电站高压断路器合闸控制回路的改进

我公司变电站微机化保护改造后,由于6 kV设备微机化保护模块与原控制回路配件参数不匹配,造成部分高压断路器微机后台操作拒合,其他高压断路器经常发生合闸熔断器、合闸线圈烧毁的现象,严重影响设备正常操作与运行。1 存在的问题变电站微机化改造,只是对二次保护回路进行了更新换代,而一次设备及合闸回路元件如断路器、合闸接触器等,仍采用原来的旧设备。

变电站站控系统改造镜像闭环测试技术研究

针对变电站站控系统改造停电难、停电调试验收时间短、人工验收慢且信息核对不全面等问题,设计了一种变电站站控系统改造镜像闭环测试系统。针对现场运行设备搭建镜像系统,采用横向镜像比对、纵向闭环验证的机制,以功能模块化的思路完成变电站站控系统改造的自动测试,并自动生成标准化的测试结果报告。将现场人工验证环节提前移到所设计的镜像闭环测试系统中高效进行,可有效缩短现场停电时间,提前消除验证隐患,提高变电站的改造效率和质量。