电力智能巡检机器人研究综述

电力智能巡检机器人搭载高清可见光相机,红外热成像仪、拾音设备等智能化检测装置以及智能分析算法软件,完成全天候数据快速采集、实时信息传输、智能分析预警到快速决策反馈的管控闭环,从而代替人工巡检实现电力设备状态的自动检测和智能分析,提高了电网和电力设备运行的可靠性。使用电力智能巡检机器人是电网智能化得以实现的重要手段,是智能电网未来发展的重要方向。文中针对目前国内外研究现状和不足,分别从电力智能巡检机器人的主要技术、前沿科技、功能定位及标准体系等方面展开讨论,对电力智能巡检机器人研究现状进行了综述性探讨,并在此基础上对未来的研究和发展方向提出了展望。该文章对电力智能巡检机器人研究具有指导作用和参考价值。

基于证据理论的小电流选线装置在北京市电力公司的应用

讨论了一种基于证据理论的小电流综合选线方法,该方法主要利用当系统发生小电流接地时提取的信号进行比幅比相法、小波法、首半波法等方法进行连续的计算和判断,通过证据合成规则进行信息融合,最终判断故障所在的线路,大大提高了选线的准确度,内嵌此选线方法的小电流选线装置在北京市电力公司试运行一段时间后证明此选线方法有效。

北京地区输电线路覆冰影响因素研究

近年来,北京地区输电线路覆冰事故呈现多发趋势,为降低覆冰灾害损失,收集整理了北京地区最近10年线路覆冰情况,掌握了北京地区覆冰时的气象和地形地貌特点,并对影响原因进行了分析,最后提出了北京地区覆冰监测气象参数注意值以及重点关注区域。

综合能源微网运行优化调度方法研究

含多种能源集成的综合能源微网是能源互联网发展的重要基础。本文针对典型综合能源微网,分析了各分布式电源(DG)和储能装置的基本出力特性,建立了可再生能源型DG的随机性出力模型、可控型DG的燃耗模型以及储能装置的充放电模型等,在此基础上,以系统运行的综合费用最低为目标,综合考虑各DG的运行约束、系统安全约束以及多能源之间的耦合特性,建立了综合能源微网的优化调度模型。针对模型求解属于固定始终点的复杂多阶段决策问题,且模型中相关约束条件在时间上具有耦合关联的特点,采用逆序动态规划与序列二次规划结合对模型进行求解;最后,基于算例对比分析了系统在不同交互电价类型、不同运行模式下的优化运行调度情况,证明了模型和求解方法的有效性。

基于接地电流的交叉互联箱故障诊断技术研究

为有效评判交叉互联箱内同轴电缆断裂、三相换位失败、进水三种故障,文中以实际运行线路为参考建立电缆线路模型。通过计算首端接地电流,提出了评判交叉互联箱内典型故障的诊断参数,分别为电流系数K和不平衡系数J。结果表明,箱内同轴电缆断裂时,故障相K值为0,非故障相K值小于1;三相换位失败时,两个K值大小几乎相等且接近正常工况标准值1,一个K值增加为正常情况下的2倍左右;箱内进水时,一箱、两箱进水时的K值较正常情况无明显变化,但J值差别较大,一箱进水的J值要显著大于两箱进水情况。该评判准则的建立以监测电缆系统首端接地线电流为基础,准则中采用的两个参数能够有效诊断全线交叉互联箱内典型故障,且两个参数避免了因负载电流、接地电阻等因素变化的影响。文中提出的方法简单、易操作、准确度高,可推广至长线路。

皮秒脉冲电场抑制肿瘤生长的初步研究

皮秒脉冲电场(picosecond pulsed electric field,ps PEF)可以一定程度上抑制Hela细胞生长,然而其能否有效杀伤在体肿瘤组织目前尚不得而知。为此,采用脉宽800 ps,重复频率3 Hz,脉冲个数2 000,50、60、70 k V/cm不同场强的皮秒脉冲电场处理裸鼠皮下宫颈癌组织,通过组织学观察、Western Blotting检测人体抑癌基因P53蛋白表达及抑瘤效应和生存时间观察,初步探讨了ps PEF对在体肿瘤的体内效应。实验结果表明:ps PEF对肿瘤组织有一定杀伤效果,且存在明显剂量依赖正相关关系;P53的表达随皮秒脉冲电场强度的增加逐渐增强,脉冲处理后表达水平最高可以提升74.70%(70 k V/cm),初步推测ps PEF通过上调P53表达促进肿瘤细胞凋亡,从而达到抑制肿瘤生长的目的;ps PEF对在体宫颈癌肿瘤的生长有一定抑制作用,但远期抑制效果不明显。与此同时,ps PEF处理肿瘤组织的过程中,裸鼠生命体征平稳,50 k V/cm组裸鼠无抽搐现象,60 k V/cm、70 k V/cm组裸鼠四肢出现肌肉收缩,初步证实了皮秒脉冲电场的安全性,为实现皮秒脉冲靶向聚焦消融肿瘤奠定了基础。

基于实体试验的电缆隧道中间接头区域防火措施研究

为测试实际隧道中的中间接头区域的防火措施效果,进一步优化配置,设计点火装置和数据采集系统,利用一条待投运的电缆隧道开展实体火灾试验,通过监测图像和数据分析中间接头区域燃烧的火灾发展情况,然后对不同配置下的防灭火效果进行测试分析。结果表明:模拟中间接头击穿破裂故障下的燃烧,温度高且容易产生滴落熔融物,现有防护措施下故障接头周边电缆仍可能受到损伤。优化配置措施为:在中间接头区域上下层都加装防火隔板;在中间接头所在的最上一层支架距电缆接头中心线两侧1 m处各安装一个4 kg的超细干粉灭火装置;对电缆中间接头两侧4 m范围内电缆绕包防火包带,可有效防护中间接头区域火灾。

电缆隧道不同材质防火隔板的防火效果研究

为对比电缆隧道不同材质防火隔板的防火隔热效果和为防火隔板选型提供参考依据,首先对隧道内应用的4种典型防火隔板进行燃烧性能和力学性能测试,然后搭建模拟电缆隧道火灾的真型试验平台,对不同隔板进行防火效果对比试验。结果表明:无机硅酸钙板不可燃,但其力学性能最差,在真型试验中,3种火源功率下隔板均发生断裂现象,断裂后无法起到防火作用;无机玻镁板不可燃,在真型试验中300、400 kW火源功率下力学性能变差,隔板的火源上方处变形,防火效果较差;有机拉挤板可燃,在300、400 kW火源功率下隔板背火面会被引燃,无法起到防火作用;有机模压板难燃,在真型试验中,3种火源功率下,隔热效果均表现良好,背火面不会被引燃,且力学性能良好,能起到很好的防火效果。

交联聚乙烯电缆的老化及其诊断方法研究进展

综述了交联聚乙烯(XLPE)电缆在运行中的老化过程及其诊断方法。首先介绍了XLPE的微观结构,分析了其形态学和能带结构,并在此基础上讨论了XLPE电缆的热、电老化机理。XLPE电缆老化表现出的电气、力学以及理化性能上的变化可以用多种试验方法来检测和诊断。常规方法如测试绝缘电阻、介质损耗角正切值、介电响应等在现场已有了广泛的应用;在实验室中,差示扫描量热、傅里叶红外光谱、微观形貌观测等方法也应用于电缆切片样品的诊断。尽管在现场和实验室中取得了较好的效果,但依然缺乏判断电缆退出运行的直接理化依据,未来应加强实验室与常规诊断方法结合,建立更多老化判据。

基于TDFT非同步采样的首半波法小电流接地故障研究

为使得10 kV分界开关控制器可靠动作隔离故障,文中设计的分界开关控制器在硬件采样和计算上的CPU采用高性能微芯处理器DSP和电能质量计量芯片MCP3903,结合以ARM9200为上层管理处理,软件采用了具有工程实用性的TDFT非同步采样测量方法。分界开关控制器采用小电流接地首半波法算法,按零序电压、零序电流、无功功率方向判断接地故障。分界开关控制器与主站通过4G网络与各个分界开关控制器通讯,对分界开关控制器进行管理维护,便于数据管理。实验结果表明,该设计在分界用户故障判断和隔离方面准确可靠。

考虑负荷特性的XLPE电缆绝缘老化程度研究

为了规避传统介损在线监测法带来的电流传感器测量误差以及环境的影响,建立了基于泄漏电流矢量差的电缆相对绝缘老化程度的判断依据。首先,分析了基于电缆不同连接方式的电缆介损;然后,在考虑电缆所接负荷的负荷特性的基础上,分析了泄漏电流的变化特性,得出了接地电流的变化量与泄漏电流的变化量相同,可以通过接地电流值的变化特性判断电缆绝缘老化程度的结论。最后,利用仿真分析了改变电缆绝缘等效阻抗模拟电缆绝缘老化情况下,电缆泄漏电流与接地电流的变化特性,验证了理论分析的准确性与有效性。

基于小波变换的XLPE电缆介质损耗在线监测研究

本文首先建立了电缆噪声信号的模型,并通过基于动态阈值的小波变换去噪方法对电缆噪声进行了去噪处理。然后,本文分析了电缆的分布阻抗参数,利用首末两端的电流差与首末两端电压平均值相角差的余角作为电缆介质损耗角,进而确定了电缆绝缘老化程度的判断依据。最后,本文建立了基于I/V转换电路的电流传感器的电路模型,分析了在考虑噪声源前后传感器的输出电压特性,并通过Matlab仿真验证了基于动态阈值的小波变换去噪方法的有效性,验证了电缆介质损耗判断方法的准确性。

基于短路比约束的受端电网新能源并网出力优化方法研究

在大规模分布式新能源发电资源接入受端电网的情况下,如何能够在保证受端电网并网点处暂态电压稳定性的同时,优化受端电网新能源发电机组的出力,是须要解决的关键问题。文章研究一种基于短路比约束的受端电网新能源并网出力优化方法。首先,通过构建受端电网等效模型,分析分布式新能源发电机组接入后,受端电网暂态电压稳定性的影响因素;其次,结合短路比的物理含义,建立新能源电网并网短路比模型,并将其作为研究受端电网并网点暂态电压稳定性的关键指标;再次,以受端电网新能源弃电成本、火电机组运行成本最小为优化目标,考虑短路比等其他约束条件,建立受端电网新能源出力优化模型,并进行求解;最后,仿真验证所建立的模型,结果表明,优化模型可在一定程度上提高受端电网中新能源的出力水平。

低浓度SF_6在线监测技术研究与应用

SF_6气体因优良的绝缘灭弧特性广泛应用于高压开关设备中。根据国家相关标准要求,在室内GIS室或变压器室均安装有SF_6泄漏报警监测系统,用于监测环境中SF_6、O_2体积分数以及温湿度。现在市场上常用的SF_6监测系统功能较为单一,不能具体形象的表述监测环境,也不能将数据远传并形成数据报表,更不能记录并查询实时或历史曲线,短信报警功能也无从谈起;而SF_6环境监测模拟系统可形象模拟监测环境景象以及各个监测点位置及数据,各个监测点的状况一目了然,数据查询简便,泄漏曲线清晰,短信报警及时。该环境模拟监测技术不仅涵盖了传统监测系统的功能,而且发展创新,使得环境监测具体形象。

开关柜绝缘缺陷暂态地电压检测技术研究

暂态地电压(transient earth voltage,TEV)方法凭借灵敏度高、抗干扰能力强、非入侵等优点在配网开关柜带电检测中得到越来越多运用。文中在充分分析开关柜实际运行故障案例以及TEV实际检测效果的基础上,设计了绝缘内部气隙放电、沿面放电、悬浮电位放电、针尖电晕放电这4种开关柜典型局部放电缺陷模型。分别进行加压实验并使用TEV传感器连接示波器、手持式TEV测试仪2种方式检测。分析了不同缺陷放电的TEV时域波形及PRPD图谱,研究结果表明:TEV对不同放电故障的灵敏度不同;对4类局放缺陷的放电量、放电波形、TEV时域波形和PRPD图谱具有较好识别性;使用CST软件仿真以及试验方法研究了开关柜检测位置不同对检测结果的影响,TEV时域波形和手持式TEV检测仪结果均呈现一定规律性。研究对开关柜状态检修以及TEV方法理论研究具有较大意义。

气固复合绝缘变压器聚酯材料老化特性研究

为了研究长时间运行下SF6气固复合绝缘变压器的老化状态,建立了变压器内部聚酯绝缘材料老化评估模型。首先对6020型PET薄膜进行加速热老化实验,然后采用频域介电谱、差示扫描量热、拉伸以及近红外光谱检测PET材料的老化特性。实验发现,PET薄膜介电损耗随老化呈现先减小后增大趋势,采用Havriliak-Negami介电弛豫模型处理后选取了典型特征参量τ1和τ2,并拟合得到了老化时间与τ1和τ2的经验公式;PET薄膜的结晶度和断裂伸长率随着老化呈现先增大后减小趋势,拉伸强度呈现减小趋势;PET薄膜近红外吸光度随着老化呈现减小趋势,采用线性判别分析算法进行降维处理后获得了较好的分类结果。综合分析可得,频域介电谱弛豫时间常数τ1和τ2、拉伸强度和近红外光谱吸光度特征参量可以较好的表征聚酯材料的老化程度。

北京城市轨道交通供电系统分析

北京城市轨道交通已经发展成为北京城市重要的交通运输工具之一，是北京市配电网的重要负荷。其结构与运行特点如何？存在什么风险隐患？又有哪些改造措施？

模拟火灾条件下高压电缆绝缘击穿试验研究与失效时间分析

高压电力电缆结构复杂,在火灾情况下绝缘的失效时间与低压线缆有较大差异。本文首先搭建模拟火灾试验平台,对110,10 kV阻燃电缆开展模拟火灾情况下的绝缘耐压击穿试验,记录绝缘失效时间、解剖分析内部情况;然后建立三维仿真模型分析火灾情况下电缆内部绝缘层温度变化;参考绝缘层材料高温下的击穿场强,结合仿真和试验分析高压电缆在火灾情况下的绝缘失效机理。结果表明:火灾情况下高压电缆绝缘层在击穿前软化熔融,金属护套发生破裂有熔融物滴落,110、10 kV电力电缆在200 kW火源功率下的绝缘失效时间分别约为130 min和60 min。仿真得到110 kV电力电缆绝缘层的熔融时间约为25 min,击穿时刻均温约为378℃。放电在熔融的绝缘层内部逐步发展最终形成击穿,绝缘失效时间不能以单一的绝缘材料失效温度确定,与绝缘结构和温升变化相关。

电动汽车充电桩自动化渗透测试系统的研究和设计

信息物理系统(cyber physical systems,CPS)是集计算、通信与控制于一体的智能系统。电动汽车充电设施是一种典型的信息物理系统,但当前大量部署在现场的充电桩终端存在着用户入侵充电桩系统导致系统异常等安全隐患,亟须研究设计一套针对充电桩的自动化渗透测试系统。从指纹扫描、漏洞检测和漏洞挖掘3个方面对充电桩自动化渗透测试系统进行研究与设计,旨在检测已知漏洞和挖掘未知漏洞,有效地对电动汽车充电桩进行全方位的自动化安全检测,提高充电桩的安全防护等级,加强充电桩的安全防护能力,减少针对充电桩安全攻击所造成的信息泄露和经济损失。

全断路器配网自愈控制策略研究

自愈作为提高配电网供电可靠性,提供优质供电的关键功能,实现高可靠性配网快速隔离故障及非故障区域恢复供电成为可能。主要介绍在高可靠性配网地区,关键节点全部采用断路器时的配电网自愈功能的实现方式,对配电自动化自愈技术提出一些建议。