云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法研究

针对云端单一集中数据处理时效性低、架空线路上鸟巢检测精度不高、模型对边缘计算设备算力高消耗以及目标定位不准确的问题,提出了一种基于云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法。该算法通过云、终、边缘3端的协作,解决了云端集中处理效率低的问题,并通过云边数据可视化协作解决由于角度及光线引起的图像不清晰问题。为了提高架空线路鸟巢检测的精度,该算法在YOLOv5x模型基础上进行了优化。首先,通过将主干特征提取网络中的C3模块替换为C2f模块,并在最后一层加入SE(squeeze and excitation)注意力模块,以提升模型对小目标的检测能力。其次,将激活函数替换为Mish函数,解决训练梯度饱和导致神经元停止学习的问题。为了降低模型对边缘计算设备算力的消耗,对改进后的模型进行剪枝微调以降低模型参数规模。基于此优化模型,提出了三维目标定位算法,结合GIS(geographic information system)系统对定位结果进行修正,实现了对检测目标的精准定位。实验数据显示,改进后的模型平均精度均值达到93.25%,比原YOLOv5x模型提升了3.44%,优化后的模型剪枝率达到45%。检测目标经过三维空间建模计算并通过位置修正能够定位到相应的杆塔,有效指导工作人员快速准确排除隐患。

基于电磁时间反演的VSC-HVDC系统架空线-电缆混合线路故障定位方法

针对传统故障定位方法无法应用于架空线-电缆混合直流线路的问题,提出了一种架空线-电缆混合直流线路的故障定位方法,该方法采用先确定故障点所在区段、后在区段中定位的原理。利用故障附加网络的直流分量定义了故障区段判别函数,通过该判别函数在不同区段发生故障时数值不同实现故障区段的判定。然后,分析了电磁时间反演理论在故障定位中的可行性,分析确定了故障特征谐波。利用线路两端特征谐波的电流行进波作为时间反演电路的电流源,设置与原线路拓扑结构镜像的线路,利用时间反演电流源与镜像线路构建时间反演电路。在此基础上,根据时间反演的能量聚焦特性列写故障区段内的故障定位方程并实现区段内故障定位。利用PSCAD/EMTDC搭建的电压源型换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统仿真证明了所提方法能实现线缆混合直流输电线路的故障定位。

基于绝对节点坐标法的架空线断线工况动力学计算

为了计算架空线断线工况下的动力学变化特性,考虑架空线的绞制几何结构及其初始构型的布置特点,以绝对节点坐标法为基础,建立了架空线单元,推导了架空线单元的质量矩阵和弹性力矩阵,给出了架空线的系统动力学方程。针对钢芯铝绞线的绞制几何结构,给出了其对应的轴向、弯曲刚度计算公式。通过仿真计算得到线缆的运动图像,设计试验验证了算法模型的可靠性。结合实际架空线初始位形和初始应力特点,对不同初始应力下的架空线断线工况动力学问题进行仿真分析,绘制了悬挂点处的受力时程曲线并对曲线进行了频谱分析,研究了初始应力对断裂架空线运动过程以及悬挂点受力的影响规律。

柔性直流架空线路差模波特征优化方法

随着柔性直流输电系统向高电压、大容量方向发展,采用架空线路成为工程选择的必然趋势。本文基于工程化应用场景,结合行波模型和计算量,运用离散小波变换和多分辨率解析方法分别对差模行波、直流电流、直流电压等电气量进行处理,得到其特征值,在远端区内故障和远端区外故障时对比三者的差异。针对差模行波特征值,对远端区内经过渡电阻的故障工况进行测试。结果表明,本文所述计算方法具有较好的选择性和灵敏性,且计算量小,能够满足实际工程需求。

用于电力架空线径快速测量的智能测量仪

本文设计的智能测量仪在测量线径时可通过绝缘杆将自收紧架空线挂钩自收紧挂在架空线上,操作人员在地面通过蓝牙手机启动智能测量仪启动,控制下卡尺抵触架空线,并通过蓝牙手机读取架空线的线径测量数据。本文设计的智能测量仪无需操作人员爬上电架亲自测量线径,操作人员站在地面上就可以安全地测量架空线径。这既保障了人们的生命财产安全和配电设备的运行安全,又快速有效地解决了高空带电架空线的线径测量问题,具有一定的推广应用价值。

低压架空线线路电流无线测量装置的研制

随着时代的进步和科学技术的发展,电力系统主要向网络化、自动化、大容量、智能化等方向发展,我国电力系统也逐渐向着大机组、高压、高自动化方向发展,对电力系统中的测量和保护设备的级别要求也更严格。目前,我国电力工业正处在一个发展的黄金时期,在这个期间以电力行业为支柱的各行各业飞速发展,智能电网的智能化越来越先进,电力系统的自动化程度越来越深,相应的与电力有关的各行各业都面临着对技术的发展和突破,尤其是在对配网的安全测量还有实时监控上面。因此,设计精确可靠的电力数据监测系统具有相当重要的实际意义。

配网架空线小动物攀爬及异物搭接跳闸故障的防治研究

上海中心城区10kV配网架空线路通道内,经常存在景观树木繁盛和小松鼠等小动物活动频繁情况。极易发生小动物攀爬配网设备、啃咬配网设备绝缘罩和树枝、鸟窝等异物搭接,造成配网故障跳闸,严重影响了供电公司的供电可靠性和服务水平。文章针对该类问题进行现状调研和原因分析,结合实际工作制订了防治措施,即通过配网架空线设备全绝缘化改造和加强配网精细化运行进行维护管理。经过实际运行,两个措施综合治理可以有效降低小动物侵入及异物搭接引发的跳闸次数,具有参考和推广价值。

基于档端位移激励的架空线舞动实验装置设计

在超高压输电线路中,分裂导线扮演着重要的角色,但是由此也带来一些难题,架空线舞动频率急剧增加,故障次数变多就是一个突出的问题。我国是世界上架空输电线路舞动多发地区之一,认真研究导线舞动机理是正确防护的关键,目前主流的舞动理论无法合理解释无覆冰舞动事件。文中对舞动理论进行深入研究,着重分析了无覆冰圆截面架空线舞动现象,提出了一种基于档端位移激励的新设想。

煤矿井下架空线式电机车运营系统设计方案研究

为了有效解决煤矿井下车辆污染和长坡架空线运营问题,提出了架空线式电机车辅助架空线运营系统,分析了各子系统的关键技术指标,并详细阐述了三种运行模式。在此基础上,提出了辅助架空线运营系统的3个关键技术及相应的解决方案,包括功率容量与架空线运营臂匹配技术、架空变线技术、动力电池选择与匹配技术,为今后小车辅助架空线运营系统的实现提供技术支持。

电缆–架空线混合线路故障测距方法综述

针对电缆–架空线混合线路的结构和特点,介绍了几种适用于混合线路的故障测距方法,包括基于分布参数模型的区段故障定位法、基于波速度归一算法的双端行波故障测距法、三相母线外加同一电压脉冲式单端行波故障测距法等。分析了各种方法的适用范围及其优缺点,最后对各种方法的应用前景作了初步评价。

基于双端故障信息的高压电缆-架空线混合线路故障测距方法

提出了一种基于双端故障信息的高压混合线路测距算法,利用输电线路首、末端电压、电流工频量分段递推,通过搜索两端线路沿线电压曲线的交点来确定故障点位置,并讨论了伪根的鉴别方法,进而针对双端数据不同步、不同采样频率、不同过渡电阻等各种情况进行了全面的仿真计算。仿真结果表明,该方法测距精度高,且不要求线路两端数据同步,不受线路两端系统阻抗和故障点过渡电阻的影响,具备较高的实用价值。

架空线柔性直流电网的直流短路电流限制研究

建立了±500 kV架空线柔性直流电网的电磁暂态仿真模型,较为详细地计算、分析、比较了极间短路等严重故障下的短路电流与换流站闭锁时间。研究结果表明,合理地配置限流电抗器是限制短路电流、防止多个换流站闭锁的有效手段。研究了限流电抗器的配置方案以及改进的限流措施,使得站外直流线路故障不会造成任何换流站闭锁,满足设计与运行的要求。

架空线柔性直流电网构建方案

国家电网为配合绿色奥运的理念,计划在北京、河北建设柔性直流电网。从拓扑结构、关键设备、控制保护等方面对架空线柔性直流电网构建方案进行了研究。直流电网网架结构采用口字型结构,换流站采用对称单极结构;关于子模块拓扑的选择,存在半桥子模块结合高压大电流直流断路器以及故障自清除子模块结合快速机械直流开关2种方法。半桥子模块方案技术简单成熟,但是需要超快速保护装置,而且有可能存在直流断路器不能全面保护换流站的问题,需要配置大量的换流器限流电抗器与直流线路限流电抗器;故障自清除子模块方案不需要超快速保护装置,然而存在直流线路故障后所有站短暂闭锁的问题,但是不会造成整个电网的失稳。关键设备和控制保护目前来看不存在不可逾越的难题。

集中质量法模拟覆冰在架空线脱冰动张力实验中的适用性研究

覆冰架空线的脱冰动张力会对输电线路造成严重的破坏,研究架空线脱冰动张力的规律对冰灾区线路设计具有指导意义。目前架空线脱冰振动实验研究,对覆冰的处理主要采用悬挂或附着等效集中质量法。该文研究了等效集中质量方法对架空线脱冰动张力的影响规律,以确定悬挂或附着集中质量的模拟方法的合理性和适应范围。在实验室分别采用架空线真实覆冰和集中质量法来模拟覆冰,对孤立档架空线的脱冰振动进行了实验分析,对比研究了具有真实覆冰和等效集中质量模拟覆冰的架空线的脱冰振动特性。结果表明:两种实验方法得到的架空线脱冰振动张力时程曲线形状,在脱冰后初期阶段基本吻合;由于真实覆冰使架空线的刚度增大、阻尼增大,因此与集中质量法相比,真实覆冰法的动态张力峰峰值大、振动频率高、衰减速度快。

超高压电缆-架空线混合线路故障测寻方法

提出一种超高压电缆架空线混合线路故障测寻的新方法。首先利用有效的判据确定故障发生在电缆侧或架空线侧,然后利用故障区域首末端电压、电流突变量值递推算出故障点。经过简单的改进,该方法同样适用于更复杂的超高压架空线电缆架空线混合线路。新方法不要求双端数据同步,不受线路两端系统阻抗和过渡电阻的影响,不存在伪根判别问题,易于实现。仿真结果显示这种算法具有较高的测距精度和实用价值。

有限元法分析高压架空线路附近电场分布

为准确得到实际建筑物及其周围场强分布,应用三维有限元法分析高压架空线路附近建筑物及其邻近区域中的电场分布。采用的模型考虑了高压架空线和实际建筑物(即建筑物墙壁、楼层间钢筋等)结构,并用六面体单元剖分整体模型以减少三维模型单元数量和提高计算精度。再应用子模型法校核计算结果的准确性,然后分别计算空间中有建筑物时房屋顶部和内部和无建筑物时同样位置的电场分布。最后讨论建筑物对其外部电场的畸变作用及对其内部电场的屏蔽作用。结果表明:架空线路附近的建筑物会改变空间电场分布,且建筑物附近电场强度的最大值出现在建筑物外廓尖角处。

电缆-架空线混合输电线路故障测距方法研究

针对电网城市化而带来的电网继电保护问题,提出了一种电缆—架空线混合输电线路故障测距方法。根据线路参数计算假设故障发生在两段线路连接处时,暂态行波传播到线路两端所用时间,求取时间差作为基准值;当故障发生时,用线路两端测得的行波到达时刻做差,与基准值比较判断故障发生区段;利用单端行波故障测距法求取故障位置。该方法不受过渡电阻、故障类型影响,通过仿真验证了方法的有效性。

基于组合行波原理的高压架空线—电缆混合线路故障测距方法

分析了架空线-电缆混合线路故障后的行波的传播过程以及行波折、反射的现象。在此基础上,针对35kV及以上的高压架空线-电缆混合线路提出了一种基于两种行波原理相组合的故障测距方法。利用双端原理根据混合线路故障初始行波到达两端的时间差进行故障区段的选择,用单端原理进行初步故障测距,结合故障初始行波到达线路两侧的时间差由单端原理给出准确结果。本方法的优点在于得到的测距结果是单端测距原理的结果,消除了双端原理测距中混合线路长度误差及线路两侧准确时间同步问题对测距精度的影响,进而提高了测距准确性与可靠性。ATP仿真表明,所提出的混合线路组合行波故障测距方法是可行的,并且故障测距精度得到明显提高。

±500kV架空线柔性直流电网操作过电压研究

首先介绍了±500 k V架空线柔性直流电网的结构、主要设备的详细参数以及计算所采用的典型故障类型及保护动作时序;其次研究了影响柔性直流电网操作过电压水平的各种关键因素。直流断路器方面,其MOV的额定电压选择为550 k V,从而使直流断路器断口过电压基本处于1.6 pu的水平;直流电网结构方面,"C"字型链式结构下阀底及中性线操作过电压水平较高,而"O"字型结构下直流极线等位置操作过电压水平相对较高,"O-C"字型结构下各处的操作过电压都比较低;直流限流电抗(平抗)的取值会影响直流阀顶或者极母线区域的操作过电压,但是主要功能还是抑制直流故障电流。最后针对±500 k V架空线柔性直流电网的典型故障进行了仿真,总结了柔性直流电网操作过电压水平的初步计算结果,并基于此给出了±500 k V架空线柔性直流电网的换流站设备保护水平的推荐值。

一种高压电缆-架空线混合线路智能重合闸方案

提出了一种基于双端故障信息的高压混合线路智能重合闸方案,利用输电线路首末端电压、电流工频量分段递推,通过搜索两端线路沿线电压曲线交点来确定故障点位置,进而确定重合闸动作逻辑;讨论了架空线和电缆接头处发生故障的处理方法,提出了伪根问题的解决方案。仿真结果表明该方案精度高,不要求线路两端数据同步,不受故障点过渡电阻、伪根、混合线路多分段的影响,重合闸动作正确。