基于深度学习的北斗伪卫星与视频融合定位方法

室内定位服务是电网系统运行的关键环节之一,提供基于位置的服务可以有效帮助运检、安监和基建等电力系统运作流程。提出一种基于深度学习的视频定位系统,采用YOLO目标检测算法和深度简单在线实时跟踪算法,实现了对于室内人员的精准定位。在YOLO主干网络部分中加入了CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制模块以及GhostBottleneck轻量化模块,验证了不同模型类型下的检测效果并实现了性能的优化。提出了一种基于无损卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)的北斗伪卫星系统与视频定位的融合方法,可以实现2种定位结果的融合。实验表明,基于深度学习的视频定位与北斗伪卫星的融合室内定位方法解算精度较高、稳定性较强,可以满足电力系统的室内定位需求。

高压直流绝缘子积污特性数值模拟与预测

为探讨高压直流线路复合绝缘子在不同环境下的积污特性,建立了基于流体力学原理的高压直流绝缘子积污仿真模型。通过自然积污试验验证了仿真模型的可行性,根据仿真数据建立了基于神经网络算法的粒子撞击率预测模型,使模型更具有实用性。结果表明:雾霾环境下,风速低时电场力作用明显,风速大于1 m/s时电场力影响较小;大风环境下,粒径小于80μm时风速对上表面积污影响不大,粒径大于80μm时上表面粒子撞击率随风速的增大而减小,下表面粒子撞击率几乎为0,粒径对整体粒子撞击率的影响比风速大;风向不水平时,气流向上使下表面粒子撞击率增加,气流向下使上表面粒子撞击率增加。研究成果可用于高压直流绝缘子积污机理研究,并为外绝缘设计及线路运行维护提供依据。

沿面介质阻挡放电等离子体特性参数的仿真计算

为了深入理解沿面介质阻挡放电(SDBD)的放电机理,揭示其产生等离子体的特性参数的演化规律,基于放电的物理过程和实验结果,以非对称结构SDBD发生器为研究对象,建立了其集总参数等效电路模型。首先参照高速相机拍摄的放电图像,估测了等离子体几何尺寸与电压幅值的关系曲线,借助Matlab/Simulink软件,联立Boltzmann方程求解器,求解基尔霍夫电压方程、电子连续性方程,得到电流、电子数密度、电子温度、等离子体电阻、气隙电压、介质表面电压等等离子体特性参数随时间的变化关系,并进一步计算了电子数密度、电子温度、电阻、容抗随电流密度的变化规律。结果表明:随着电流密度的增加,电子数密度和电子温度增大,等离子体电阻和容抗则非线性减小。研究结果可供深入分析激励器放电特性、实现阻抗匹配、提高等离子体发生器效率参考。

典型表面状态下的绝缘子空间电场特性研究

目前通常依靠监测绝缘子表面泄漏电流来实现污闪预警,该方法作为一种接触式在线监测手段,在可靠性、便捷性等方面仍有很大的提升空间,且已有研究指出可通过非接触方式进行有效监测。因此,文中研究典型表面状态下绝缘子空间电场分布特性,利用有限元仿真软件建立了普通支柱绝缘子的静电场仿真模型,对比分析了干燥、湿润、放电情况下的绝缘子周围空间电场的幅值大小及变化规律;利用人工污秽试验验证仿真结果。研究结果表明,不同表面状态下的绝缘子空间电场所反映的幅值大小差异明显,在表面湿润及有电弧爬电的情况下,空间电场垂直分量分别增长近50%和20%。研究结果可为输配电外绝缘的状态监测提供新思路。

±660kV银东线绝缘子串的自然积污特性研究

为分析±660 k V银东线绝缘子的自然积污规律,在山东德州设置污秽测量点,进行为期一年的自然积污试验。测量了绝缘子的等值盐密(ESDD)和等值灰密(NSDD),对比研究了瓷绝缘子和复合绝缘子表面污秽不均匀度、绝缘子串不同位置积污规律及灰盐比。结果表明:瓷钟罩绝缘子表面污秽不均匀度远高于复合绝缘子;绝缘子串高压端和接地端均比中间部分积污严重;复合绝缘子的伞裙直径越小,积污越严重;瓷绝缘子、复合绝缘子的灰盐比均值分别为12.44、5.86,下表面的灰盐比均大于上表面的灰盐比。

流场与电场耦合作用下特高压复合绝缘子串的积污特性研究

利用流体力学的相关理论与方法,建立了流场和电场耦合条件下复合绝缘子串的积污仿真数值模型,研究了污秽颗粒粒径、风速、风倾角对复合绝缘子表面积污特性的影响。结果表明:复合绝缘子串表面对污秽颗粒的吸附能力随场强的增加而提高,随风速的提高而降低;一定范围内污秽颗粒粒径增大会增加绝缘子对污秽颗粒的吸附量;风倾角向上时增加了下表面对污秽粒子的吸附,风倾角向下时增加了上表面对污秽粒子的吸附。

特殊工业粉尘地区复合绝缘子蚀损老化特性研究

在特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子,由于粉尘中含有金属微粒、酸性腐蚀性物质、糖类等吸水性物质等成分,容易在运行过程中出现绝缘子伞裙蚀损与烧蚀的情况。为研究特殊工业粉尘环境下复合绝缘子长期运行中的伞裙蚀损与烧蚀对绝缘子老化的影响,文中对某特殊工业地区退出运行的复合绝缘子进行取样,选取具有典型形貌特征的复合绝缘子伞裙,分别对试品的表层和内部进行采样及对比分析,同时选取外观完整的绝缘子与烧蚀严重的绝缘子样品进行对比分析。文中通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析等微观分析手段研究了高温硫化硅橡胶烧蚀老化前后的有机官能团、元素比例和价态等方面的变化,得到了特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子蚀损特性及其对绝缘子自身老化性能的影响,为特殊地区运行的复合绝缘子的运行状况预测提供了一种可行的参考。

利用地基太阳光度计分类识别气溶胶类型

该文利用AERONET北京站201309-201408的气溶胶产品,分析了北京地区气溶胶光学特性和气溶胶类型变化特征。研究发现该地气溶胶光学特性的变化主要由人为排放的污染物和从远处输送来的沙尘气溶胶引起。该文利用550 nm时的气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数,采用阈值法,识别了北京地区主要来源、不同组分、不同光学特性的4种主要气溶胶类型:城市污染气溶胶、煤烟型气溶胶、沙尘气溶胶、混合型气溶胶。通过反演光谱曲率进一步分析了气溶胶粒子尺度与类型的分布特征。进而统计分析了各种类型气溶胶的季节变化特征。结果发现:北京地区春季沙尘和城市污染气溶胶共存,光学厚度最高,且粗粒子占主导地位;夏季以城市污染气溶胶为主,光学厚度较高,且具细粒子特征;秋冬季平均气溶胶光学厚度相对较低,秋季4种类型气溶胶所占比例相当,冬季以煤烟型气溶胶为主。

基于深度学习的悬式瓷绝缘子红外图像识别方法

通过提取单帧红外图像中盘形悬式瓷绝缘子串铁帽和盘面温度信息,以相对温差作为判据来诊断其劣化状态,是实现绝缘子串状态在线自动监测的有效方法。为准确提取温度信息,提出一种结合绝缘子图像特征与深度学习的算法,针对红外图像中瓷绝缘子串的铁帽和盘面区域进行精确的自动识别。该算法以大量绝缘子不同部件图像作为样本数据集,经过自构建的卷积神经网络训练形成3个分类器;然后利用分类器在校正后的绝缘子串区域图像中进行识别;最后在原红外图像中用不同颜色进行标识。结果表明该算法对不同电压等级、不同伞裙形态的绝缘子串铁帽与盘面区域均能取得优异的识别结果。

特殊工业粉尘地区复合绝缘子自然积污特性研究

硅橡胶复合绝缘子具备机械强度高、防污闪性能优异、质量轻、运行维护方便等优点,在电网建设中应用广泛。在部分工业化工区,存在特殊工业粉尘污染,该类地区运行的复合绝缘子表面更容易积污,绝缘子表面在积污后憎水性显著降低,绝缘性能明显减弱。为研究特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子自然积污特性,文中对江苏某工业园区运行的复合绝缘子进行取样,使用污秽度与微观分析结合的方法对积污特性进行研究。结果表明,该地区运行的复合绝缘子普遍表面污秽度较重,污秽可溶物等值盐密(ESDD)数值较高,且污秽中存在的不溶灰分主要元素为碳(C)、氧(O)、硅(Si),含碳粉、二氧化硅(SiO 2)、氧化钙(CaO)等影响绝缘子表面导电性及吸水性的物质。文中所提方法能较好地揭示特殊工业粉尘地区的污秽特性。

应用高分辨率在线大气与气溶胶检测系统监测分析南京北郊PM_(2.5)中水溶性离子特征

利用在线大气与气溶胶检测系统(MARGA)仪器在线观测资料,分析了南京北郊春季大气水溶性离子浓度时间变化特征、水溶性离子之间相关性及其影响因子,为外绝缘设备污秽放电现象和放电机理研究、防污闪措施的制定提供有效参考。结果表明:(1)水溶性离子浓度顺序为NO_3^->SO_4^(2-)>NH_4^+>K^+>Cl^->Mg^(2+)>Na^+>Ca^(2+),NO_3^-、SO_4^(2-)、NH_4^+是水溶性离子的主要成分;白天水溶性离子浓度大于夜间离子浓度,且白天离子浓度变幅大于夜间离子浓度变幅。(2)主要水溶性离子之间具有较好的同源性,水溶性离子中阴离子主要与NH_4^+结合;水溶性离子主要为细粒子,且NO_3^-、SO_4^(2-)、NH_4^+、Cl^-对空气污染影响较大。(3)风速和风频越大,风对水溶性离子的稀释作用越强,离子浓度下降越快;降水对水溶性离子具有清除作用,沉降率随降水量、持续时间的增大而增大;二次离子的主要生成方式是液相氧化反应;湿润空气有利于Cl^-、Na^+、K^+、Mg^(2+)溶解,增大离子浓度,但使Ca^(2+)浓度减小;温度升高有利于离子扩散。

含加氢站运行的微能源网优化调度方法

微能源网内含电、气、热、冷等多种能源类型,可实现能源的梯级利用,有效促进风、光等多种新能源的消纳。相比电动汽车,氢燃料电池车具有加注时间短、续航能力强的优势,近年来得到快速发展。提出一种考虑加氢站渗透的微能源网优化调度方法,在满足用能区域内的电、气、热、冷等多种用能需求的前提下,制定加氢站的最优调度策略,有效促进氢能的发展与利用。算例中将微能源网与加氢站独自运行与含加氢站的微能源网集中运行进行对比,验证了所提模型及方法的优越性和有效性。

配电侧复杂场景无线传播模型研究

配电系统是电力系统的重要组成部分,在积极稳妥推进“碳达峰、碳中和”和建设新型电力系统的背景下,配电系统将接入越来越多的分布式资源,形态特征将发生很大改变。准确地掌握配电场景的电磁环境和无线传播特性,对高效实现配电系统的无线专网和行业现场网系统规划、物理层设计和算法优化、点位部署,进而实现可靠实时通信,将起到至关重要的作用。针对配电场景下无线信道的大小尺度衰落特性进行了测量分析和传播模型建模,并且经验证该模型与实测吻合,对今后类似场景的电力无线专网等网络的系统规划、工程设计等有一定参考意义。

一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障分析

分析了一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障的原因。对故障杆塔及其相邻塔绝缘子进行实验室检测,开展了电气、机械、材料、污秽成分等多项试验,分析认为事故的主要原因是重金属粉尘环境中复合绝缘子表面受潮时易产生局部放电,绝缘子耐电弧能力不足导致硅橡胶材料加速老化,运行不到两年即出现伞裙烧蚀穿洞、护套大面积蚀损等问题,防污闪性能丧失,在雨水天气下发生闪络。针对此次复合绝缘子闪络故障原因,提出如下建议:加强对重金属粉尘污染源地区挂网复合绝缘子的巡视力度;对于重金属粉尘污染源地区建议慎用复合绝缘子,可采用玻璃或瓷绝缘子并喷涂RTV涂料、增大绝缘配置;增加重金属粉尘污染源地区运行线路污秽监测布点数量。

江苏地区不同年限绝缘子RTV涂层运行性能分析

RTV绝缘子凭借其优良的憎水性能和防污闪特性,广泛应用于我国电力系统输电线路中。选取江苏地区输电线路RTV绝缘子进行试验,从外观检查、厚度测试、附着力、憎水性、憎水迁移性、傅里叶红外光谱等方面分析了不同年限RTV绝缘子涂层的运行性能。结果表明:运行绝缘子RTV涂层喷涂不良率较高,喷涂工艺有待提高;运行4年以内的RTV涂层总体情况良好;运行8~10年的RTV涂层憎水性出现明显下降;运行10年以上的RTV涂层老化程度明显。

边缘检测在盘形悬式瓷绝缘子串红外图像上的应用

针对盘形悬式瓷绝缘子串红外图像边缘缺失导致铁帽和伞盘误分割的问题,提出一种基于边缘检测的绝缘子串图像分割方法。首先对红外图像进行灰度化、中值滤波和去噪等图像预处理,然后通过比较多种边缘检测算法,采用PSNR方法确定了多尺度形态学梯度算法是对绝缘子串边缘提取中准确性和完整性最高的方法。接着对二值化后的图像确定最大连通区域,对其进行边缘分割得到绝缘子串区域。最后结合边缘检测确定面积阈值,采取区域提取方法对其进行铁帽和伞盘区域分割,得到铁帽和伞盘区域。通过大量样本训练,正确率达到90%以上,在实际应用中取得十分良好的效果,对提高绝缘子红外智能检测准确率有重要指导意义。

板片空间结构初始缺陷的动力稳定性影响分析

对板片空间结构体系的研究大都局限于静力载荷工况,结构在动力载荷作用下的稳定性及失效特征研究仍相对缺乏.板片空间钢结构先天存在各样缺陷,而缺陷对结构稳定性的影响不可忽略.本文引入拉丁超立方法,结合Budiansky-Roth准则,提出适用于求解含初始缺陷结构动力临界荷载的方法,对板片空间结构初始缺陷的动力稳定性开展研究.研究表明,相比于其它抽样方法,拉丁超立方法能显著减少样本数,有效提高计算效率.针对典型的板片空间结构,施加不同方向的阶跃荷载,分析了节点位置偏差缺陷、杆件截面尺寸缺陷以及板片厚度缺陷对板片空间结构临界承载力的影响.结果显示,节点位置偏差缺陷对该结构临界承载力影响最为显著,其它两类缺陷影响甚微.

不同可溶盐成分下的沿面电弧放电特性研究

输配电外绝缘表面积污会导致其绝缘性能下降,产生局部放电乃至闪络,严重威胁电网安全稳定运行。而表面污秽中的可溶盐成分又对外绝缘设备电气特性有显著影响。本文以玻璃三角板为模型,研究了典型污秽成分下的交流电弧放电特性。本文借助摄像机分析了玻璃表面放电过程,并研究了不同可溶盐成分下交流电弧特性差异。研究结果表明,Ca(NO3)2成分下的沿面交流电弧的E-I特性可以表示为E=129.1·I^-0.651,CaCl2成分下的沿面交流电弧的E-I特性可以表示为E=98.4·I^-0.507,NaCl成分下的沿面交流电弧的E-I特性可以表示为E=92.3·I^-0.44。研究结果对复杂环境下输配电外绝缘的选择有一定的指导作用。

沿海工业地区复合绝缘子老化寿命预测研究

以沿海工业地区运行0~13年复合绝缘子为研究对象,根据以往的研究经验,采用静态接触角法、硬度测试法等方法对复合绝缘子样品寿命预测参数进行测试。基于测试结果通过统计学方法得出与老化年限显著相关的参数,并利用BP神经网络系统对沿海工业地区复合绝缘子的运行寿命进行预测。研究结果表明:寿命预测参数HC级别H_(C)、静态接触角θ、硬度A、拉伸强度T、Si-O-Si与Si(CH_(3))_(2)吸收峰高度比值H、O元素相对含量X_(o)与老化年限具有显著的相关性,可以对复合绝缘子的老化程度进行精准的评价;通过检验,预测的复合绝缘子运行寿命与实际老化年限误差在5%。