架空线路绝缘喷涂异物检测识别及机器人运动轨迹规划

异物侵入不仅影响输配电线网绝缘漆喷涂,更会影响电网安全运行。为此,需要开展输电架空线路绝缘喷涂异物检测、识别与清除的智能化方案研究。文中构建了基于分段映射直方图图像增强预处理、基于光流法图像区域特征分离提取、基于改进Camshift算法动态异物跟踪识别的异物检测、识别、跟踪方案;构建了基于关节空间的机械臂D-H运动学模型,采用五项式插值法进行机械臂空间运动轨迹规划;构建了基于双层结构模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的异物高精度控制视觉伺服控制方案,实现异物抓取的高精度控制。试验结果表明异物检测、识别、跟踪算法具有高鲁棒性,能够有效增强图像,提取复杂环境下的特征矩形区域,实现有遮挡情况下的动态异物跟踪;多关节机械臂空间运动轨迹算法具有良好连续平稳性,有效满足机械臂始终指向待抓取异物中心点;基于MPC的视觉伺服控制能够满足机械臂异物抓取的高精度控制。

基于指数型下垂控制的氢电混合储能微网协调控制策略研究

随着多能源混合储能技术的快速发展,氢电混合储能系统将成为解决可再生能源并网发电间歇性、波动性问题的重要途径。运用热力学原理推导了质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢的输出电压,建立了符合制氢电压输出特性的电化学模型;然后,分析了氢电混合储能微网的典型架构,提出了考虑蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)的指数型下垂控制策略,在维持微网母线电压稳定的同时,解决了蓄电池并联充放电的SOC均衡问题;最后,结合光伏和电解制氢单元的适应性控制方法,根据蓄电池充放电状态将微网划分为4种工作模式,并进行了仿真分析。结果表明考虑蓄电池SOC的指数型下垂控制策略能够控制微网实现工作模式之间平滑过渡,当光伏发电供能产生变化时,可进行适应性功率分配,有效提升了系统经济性与能源利用效率。

PEM电解槽流场的多物理场耦合建模与分析

基于传热、传质和电化学动力学等多物理场耦合理论,建立PEMWE单电池三维模型,研究流场结构对PEMWE性能的影响。对比分析了4种流场结构电解槽内流体流速、物质分布和极化曲线的情况。研究结果表明:在相同的操作条件下,叶栅形流场PEMWE的槽内物质流速和压力分布更加均匀,电化学反应更加充分,而传统的平行流场结构电化学性能较差;在80℃、0.1 MPa的工作条件下,叶栅形流场PEMWE的极化电压更低,当电流密度为2 A/cm^(2)时,单电池极化电压仅为1.686 V,表明采用叶栅形流场结构相较其余几种方式能更有效地提升PEMWE单电池的性能。

电力系统中信息物理安全风险传播机制

在电力信息物理融合系统(cyber physical system,CPS)中,信息空间中的风险有可能传递到电力空间中并导致电力设备故障。为此,有必要研究信息安全风险在电力CPS中的传播机制。首先,阐述了电力CPS中信息安全风险跨空间传播的基本形式,指出智能终端设备是安全风险跨空间传播的必经之路;之后,根据电力CPS的特点和细胞自动机理论的特征,建立了电力CPS中信息物理安全风险的传播模型。最后,以MATPOWER中自带的三机九节点系统为例,通过仿真计算分析了风险跨空间传递概率、故障细胞治愈概率等因素对风险传播的影响,也讨论了仿真时间间隔对仿真结果的影响。

基于邻接矩阵的电力信息系统脆弱性定量评估

随着智能电网的发展,未来电力系统将更加依赖于强大的信息系统,这样如何定量评估电力信息系统的脆弱性就成为一个值得研究的重要课题。在此背景下,提出了基于邻接矩阵的电力信息系统脆弱性的定量评估方法,从攻击者的角度出发,将针对电力信息系统的攻击过程分为2个阶段:首先选择攻击接入点,然后从被选中的接入点出发对网络中其他节点进行攻击。此外,采用节点间转移可能性指标来描述攻击者对攻击节点的智能选择能力。之后,建立了一个配电子站的信息模型作为算例进行了计算分析,证明了所提方法的有效性。

基于OPNET的智能变电站通信网络仿真建模与性能分析

智能变电站的自动化程度与其通信网络的性能密切相关,良好的网络性能是其实现信息主动分析、智能调节、协同互动等高级应用的前提。为此,对智能变电站中的数据特征与通信网络性能进行了深入研究。首先,对智能变电站的数据特征进行了分析和建模;而后在OPNET中实现了对MMS协议的自定义搭建;最后,对一个典型结构的智能变电站通信网络进行了建模,仿真和分析结果验证了所提仿真建模方法的有效性。

电缆沟作业安全防护技术和装置研究

21世纪以来,中国的社会和经济得到了快速的发展,一些人口稠密的城市对用电的需求日益增加。不过,随着城市电网越来越多,路灯和电线也越来越多,这让城市的电力系统变得越来越复杂。本文的装置技术能保证电缆沟、电缆井内作业人员的安全,符合密闭空间、有限空间作业的安全防范要求,具有推广应用的价值,为今后的工作提供借鉴。

主动配电网FTU配置优化方法探讨

主动配电网中的自动化配电终端直接影响到状态估计精度和电网可靠性。分析配电网量测配置特点,利用状态估计灵敏度矩阵确定量测估计方差的表达,构成平均估计方差指标,依照新量测对平均估计方差指标贡献系数的大小确定新量测设备的安装次序。以配电终端经济性指标和状态估计方差指标加权形成目标函数,配网可靠性和电压合格率等为约束条件,迭代求解最优FTU配置。考虑了配电网量测配置的经济性、可靠性和对状态估计误差的影响。通过118节点算例,分析了"三遥"、"二遥"两个优化阶段的优化过程和结果,说明算法的可行性。

一种变压器外壳用防腐导热涂层体系的制备及性能

以导热填料氮化硼和氟碳树脂制备了耐候散热面漆,再与环氧富锌底漆配套作为变压器用涂层体系。考察了氮化硼的粒径及用量对氟碳涂层导热系数的影响。通过电化学阻抗谱、盐雾腐蚀试验、导热系数测量和人工加速老化试验来评价涂层体系的综合性能。结果表明,涂层体系(底漆80μm+面漆30μm)的导热系数为2.147 W/(m·K),耐盐雾时间为1000 h,耐老化时间达1500 h,对碳钢基材有优异的防护性能。

一种改进的模块化多电平换流器模型预测控制策略

模块化多电平换流器以其高效率、低谐波、开关频率低的特点在高压高功率输配电领域得到了日益广泛的应用。模型预测控制可以控制多个被控变量。传统模型预测控制应用于具有大量子模块的模块化多电平换流器系统时,计算量巨大,无法实现实时控制。本文提出一种基于桶排序的双层模型预测控制方法。对电容电压进行桶排序,将电压排序后的子模块按次序等分为若干组,通过第一层模型预测控制确定需要插入桥臂的组数,再通过第二层模型预测控制进一步确定需要插入的子模块。在PSCAD/EMTDC下搭建模块化多电平换流器仿真系统,验证了所提方法的有效性。

基于风险分析的配电网络设备终端安全检测方法

为有效保障配电网络设备终端安全,提出一种基于风险分析的配电网络设备终端安全检测方法。在分析历年配电网络设备终端安全事故影响因素间的关联关系及隶属关系后,构建风险评价指标体系,采用层次分析法将相同层次的指标依次两两比较,获取各指标重要度并求解相应权值。经一致性校验后,结合信息熵求解各评价指标风险值,实现设备终端安全检测。实验结果表明:应用该方法后,配电网络设备终端安全风险控制稳妥,仅有2天检测到1次离线;设备终端的平均能耗始终稳定在20 mW内;遭受突发性重大业务时终端丢包率稳定在3%左右且无大幅度波动。

具有蓝牙通信功能的不停电换表装置研制

设计了一种具有蓝牙通信功能的不停电换表基座装置。一方面,在电能表箱内安装该装置,通过将导电模块插入到基座上就可实现不停电换表需求;另一方面,工作人员可以通过手机蓝牙连接导电模块,查询导电模块的历史操作记录,包括不停电换表时间、不停电换表时长等信息。

35 kV并联电抗器分闸过电压故障实例分析及防治

针对电网运行中产生的切除并联电抗器的分闸操作过电压问题,以一起35 kV真空断路器切除并联电抗器的分闸操作过电压故障实例为基础,根据故障前后设备运行情况、故障录波实测数据和设备损坏检查情况,得出故障原因为电抗器开关上、下极间绝缘子的绝缘相对薄弱,真空泡内的电弧被拉断后,极间外绝缘无法承受较高的过电压水平,A、B相极间发生绝缘闪络。根据过电压产生机理,提出电抗器侧安装阻容吸收器、增加系统出线等防治建议。

基于全流程管控的电网集中检修模式

随着社会对电网供电持续性、可靠性不断提高,电网设备停电检修时间长、社会影响大的问题日益凸显。为此,宁波供电公司提出基于全流程管控的电网集中检修模式,该模式充分考虑各项工作、各个时间段各部门的工作配合,对集中检修的全流程进度及风险实施管控,极大缩短了停电时间,提高了设备利用率。本文以乐某变大型检修为基础,探索了该模式的实际应用,为未来基于全流程管控的电网集中检修模式的发展与推广提供了积极的借鉴意义。

热耦合条件下变压器防腐涂料的研制和性能研究

通过对临海工业大气环境下变压器的腐蚀与发热情况的调研,有针对性的研制了在工业大气腐蚀环境及热耦合工作条件下,变压器专用石墨烯高导热防腐涂料体系(包括石墨烯防腐底漆和高导热耐候面漆)。并对变压器进行了防护涂装。通过实验室配方体系的优化及示范涂装,最终定型的涂料配方体系,具有良好的防腐及导热性能,其中耐中性盐雾时间达到1500h,导热系数达到1.39W/m·K,能够有效的改善变压器在工业大气环境下的热耦合腐蚀状况。

CT供电系统的构建及不同CT模型取电能力探讨

本文介绍了CT供电系统的基本情况,分析了CT供电系统的可行性,比较分析了不同CT模型取电能力,并作出相应的线路图,CT二次电流是受到一次负荷电流控制的一种电流源,构成新的直流供电电源,可达到使用要求的CT二次供电功率,运用中要求在CT二次负载侧接匹配电容,并结合实际测量情况进行相应调整,为CT供电系统的构建与良好运行提供一定的参考。

考虑子系统特性的分布式电氢耦合系统多时间尺度优化

为了促进新能源的消纳,研究分布式电氢耦合系统的多时间尺度运行优化非常有必要。首先,从不确定性与响应特性2个维度分析了电能、氢能、热能系统的特性;然后构建了日前-日内-实时的多时间尺度运行优化模型;接着采用深度强化学习对优化模型进行求解;最后,以某一区域的分布式电氢耦合系统为例进行算例分析,算例结果不仅验证了深度强化学习的有效性,同时验证了电氢耦合系统在新能源消纳方面的效果。

电力监控设备隐患安全管控探索

在“三集五大”体系背景下，无人值守变电站设备的运行管控主要依托于实时监控、运维巡视和专业评价三种方式。其中，运维巡视这一方式在实际应用过程中普遍存在巡视周期长、巡视手段单一、巡视质量不高等问题，一些潜在的问题缺少足够的力量进行持续的跟踪和预警，导致运维单位对设备的安全管控能力较以往明显下降。