基于3D-MEMS光子开关技术在电网通信的应用

本课题开展基于3D-MEMS技术的光子开关应用技术研究,针对传统管线故障时人工在ODF架调线的不可靠、不及时等问题,采用先进的3D-MEMS技术的光子开关及其智能化控制技术,实现故障联动、应急预案化、自动快速自愈光通路。丰富了配光纤光缆故障及时处理手段,提升了电力光通信网络的可靠性,提高了眼睛及处理的效率和准确性,对电网通信的稳定可靠运行具有重大意义。

电网二三维融合画面的多终端展示研究

随着各种新型输变电设备特别是直流输电设备发展,设备种类越来越多,复杂度越来越高,传统二维画面难以满足电网设备监控的要求,二三维融合的监视方式在设备全面监视方面得到越来越多的应用。然而,限于二维和三维的技术差异以及传统开发技术路线转型难度大,此类融合监视画面存在Web发布难的问题,难以做到“一端维护、多端展示”的目标,给工程实施带来较大难度。针对这个难点,研究一套电网二三维融合画面的多终端展示框架,以HTML5页面为三维模型渲染载体,消除不同终端三维渲染方式的差异,实现二三维融合画面“一端维护、多端展示”的目标,保证了多终端画面内容的一致性,有利于融合画面的推广应用。

基于多视图前景分割的电网设施三维数字化重建

电网设施高保真数字化建模和可视化是构建数字孪生电网,推动新型电力系统建设的重要步骤。为解决手工建模方式的诸多弊端,满足数字孪生电网设施三维可视化需求,提出了一种基于多视图前景分割的电网设施三维数字化重建方法。基于深度学习网络结合前景分割算法,构建电网设施检测定位与前景分割模型,将相机原始多视图转化为待建设施前景图像,减少图像复杂背景带来的特征误匹配、模型体外噪声增多等问题的影响,提高重建视觉效果。以运动恢复结构为基础原理,提出基于改进加速稳健特征–随机抽样一致性(speeded-up robust features-random sample consensus,SURF-RANSAC)算法的高质量相机位姿估计方法与稀疏点云稠密化方案,最终形成了一种面向分布式电网设施的统一结构化静态模型重建方式。通过实拍图像构建设施重建数据集,分别对电力变压器、变压器绕组、高压真空交流断路器3种典型电网设施进行仿真重建,均取得良好重建视觉效果和较低的重投影误差,验证了方法的通用性和有效性。所提方法不仅为分布式设施在虚拟空间的统一表征、状态监测提供三维模型支撑,也为供需侧电网设施的跨时空互动及供需平衡调节实现提供可能。

基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法

因工作环境的复杂性,变电设备成为智能电网中故障频率最高的装置之一,易发生设备接地故障、保险熔断故障、绝缘材料老化等问题,为提高电网变电设备三维自动化运检精度,提出基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法研究。采集电网变电设备三维图像,获取电网变电设备三维图像初始轮廓点,筛选变电设备轮廓点,依照顺序连接提取出的关键轮廓点,得到变电设备三维图像轮廓线,结合形态学滤波算法,对图像进行开、闭运算,依据轮廓线的闭合情况,分割出目标图像与背景图像,提取包括HOG特征与LBP特征的变电设备目标图像特征,经过特征融合后,构造最优分类超平面,制定电网变电设备三维自动化运检规则,判定变电设备运维情况,最终实现变电设备的三维自动化运检。实验数据显示:该方法识别出变电设备的正常与异常状态,在不同实验工况背景下,应用提出方法获得的变电设备运检精度达到了96%。提高了变电设备的自动化运检的识别及运检精度,满足现今变电设备的运检需求。

某500 kV输变电工程三维数字化技术应用研究

在社会经济与科技飞速进步的背景下,城市的发展与电力资源的支撑之间有密不可分的联系,必须做好电力生产和变电管理工作。三维数字化设计技术可通过构建电力系统三维模型,通过“电网一张图、数据一个源、业务一条线”的工作模式,及时发现、甚至提前预判并解决电力设计期间存在的各类问题。在提升电力供应的稳定性与安全性的同时,愈发注重环境友好,有效克服了现有电力工程体系专业多、周期长、过程管控难度大等诸多困难。本文以北京市核心区某500 kV变电站工程三维设计工作入手,分析三维设计技术在电力设计中的应用要点及应用优势,以期为相关工程项目提供参考。

基于Cesium的三维电网WebGIS开发与实现

近几年来开源项目在全世界发展迅速,GIS领域的软件也日趋开源化。开源GIS软件在国家电网中的应用还很少,近几年我国正在大力发展智能电网,将开源GIS软件应用于国家电网无疑是为电网GIS的发展开辟了新的研究方向。本文研究了基于Cesium开源的三维WebGIS系统的开发与实现。通过对WebGIS系统结构、实现模式、空间数据库管理模式以及一系列的开源项目与技术,如Tomcat、Geo Server、PostgreSQL、OpenLayers、Cesium等的深入学习与研究,提出了采用这一系列开源技术进行WebGIS的系统开发模式,实现了GIS的基本功能,并完成了大数据平台的计算模型与数据挖掘结果三维展示的任务。

基于SRTM的三维电网走廊高程平滑方法

三维电网走廊是智能数字电网的基础,通过LiDAR(light detection and ranging)系统可以快速获取带状的电网走廊数字高程模型DEM和数字正射影像DOM,但所得的走廊数据宽度有限,不利于电网数据的管理。提出了一种基于全球航天飞机雷达测图计划SRTM(shuttle radar topography mission)背景数据与LiDAR高分辨走廊数据融合构建大范围三维电网走廊地理环境的方法。首先分析了SRTM数据与LiDAR走廊DEM数据融合存在的问题,其次提出了二者融合的处理流程和平滑方法,最后对南方某省电网的高精度LiDAR走廊数据和SRTM背景数据进行融合实验分析。结果表明,走廊高程平滑精度可达1 m以内,平滑处理后的电网走廊数据很好地融入了SRTM数据中。

基于机载LiDAR数据的输电铁塔建模方法研究

输电线路铁塔建模作为电力设备检测和管理的重要基础,具有巨大的实际应用价值。传统的量测与制作手段存在周期长、人力和财力耗费大的不足。机载LiDAR系统的出现使快速高效的铁塔建模成为可能。提出了一种基于机载LiDAR数据的铁塔建模方法,通过检测电力线对的连接点提取铁塔,建立三维空间格网,并利用二值图像轮廓跟踪的思想跟踪三维线结构,由此完成铁塔建模。实验结果证明,该方法基本达到建模需求,取得了较好效果,只需少量人工修饰便可得到高精度的三维模型。

电网工程设计三维地理信息系统应用探讨

电网工程设计三维地理信息系统是电网工程设计的高新技术。从电网工程设计三维地理信息系统的数据构成、功能实现及其在电网工程设计中的应用现状等方面,着重介绍如何建立电网工程设计三维地理系统及其实现的基本功能。

机载LiDAR数据的电力塔建模方法研究

电力塔作为电力传输中的重要设备,以及电力设备检测和管理的重要支持,其提取与可视化建模具有巨大的实际应用价值。在此方面,传统的量测与制作手段存在周期长、人力和财力耗费大的不足。机载LiDAR系统作为一种主动式的测量传感器在近十几年来取了快速的发展,其获取的高精度、高密度的三维点云使得快速高效的电力塔建模成为可能。提出了一种基于机载LiDAR点云数据的电力塔建模方法,其通过检测电力线对的连接点定位和提取电力塔,通过建立三维空间格网、利用二值图像轮廓跟踪的方法跟踪三维线结构,并由三维空间线特征建成电力塔三维模型。实验证明:此方法所建立的模型完整度高,能够保留点云所描述的三维空间位置以及拓扑特征,是可行和有效的。该成果可以有效地应用于电力设备管理与监测以及数字城市等可视化系统。

基于三维地理信息技术的特高压电网工程建设管理方法研究及应用

三维地理信息技术以其数据承载能力强、可视化效果好,以及能够充分表达各种复杂的空间关系等特点已经成为多个行业应用的关键技术。特高压电网工程具有电压等级高、输送容量大、输送距离远等特点,工程建设面临时间紧、任务重等诸多问题,对工程建设管理创新也提出了更高的要求。本文通过对三维地理信息技术和特高压电网工程进行分析,提出了利用三维地理信息技术对特高压电网工程建设进行工程全数字化表达的方法,通过模型实体三维可视化和工程建设数据可视化表现电网工程建设情况,为特高压电网工程建设管理创新提供了一种思路。

三维数字化电网技术辅助特高压工程施工管理

本论文研究了三维数字化电网技术辅助特高压工程施工应用的原理和主要内容,重点介绍了它在施工招投标、施工线路调查、工程组织管理中的应用,以及随着施工建设工程中逐步构建和完善特高压数字化档案的过程,并通过在1000kV晋东南—南阳—荆门交流输电线路中的应用实例说明了具体的实施方式和应用情况。

基于三维数据共享技术的电网资源数字化集成系统设计

受电网资源信息维度的限制,传统电网资源数字化集成系统存在集成丢包率高、资源查询速度慢的问题,为此,利用三维数据共享技术,从硬件、数据库和软件三个方面实现电网资源数字化集成系统的优化设计.在传统硬件系统的基础上,扩大无线局域网,安装A/D转换器、中介器、三维视图合成器和集成器等硬件设备.在此基础上,收集电网资源及三维数据,按照数据类型存储在系统数据库中.利用硬件设备和数据库调取电网资源信息,在A/D转换器内实现对初始数据的数字化处理,利用三维数据共享技术传输电网资源数据,扩大集成数据的维度,从而实现电网资源的数字化集成.实验结果表明:与传统集成系统相比,设计系统的集成丢包率降低了约11.7%,应用所设计系统可以有效地提高电网资源的查询速度.

省域电网布局规划三维大数据平台开发与应用研究

本文阐述了省域电网布局规划三维大数据平台的技术路线、功能要点及主要创新点,该平台以全省电网大数据为媒介,对网架建设信息进行一体化整合,将规划、可研、初设、建设、调度等多元核心业务进行融合应用,建成在省域范围内实行电网合理布局的规划业务工作平台。

基于WindowsCE的电网大型设备运输状态实时监测系统设计

针对大型电力设备运输过程状态监测不直观、不全面、实时性差的问题,以WindowsCE操作平台为基础,构建了大型电力设备车载运输状态实时监测系统。该监测系统具有对移动状态下数据的可靠存储与分析、自动预警、实时传输等功能,可以对设备运输进度、速度、状态及操作合规性等涉及到运输质量安全的信息进行实时监控与综合预警。同时,系统能够对电力设备运行途中的状态实时监测,包括设备的双轴倾角、车辆运输速度、设备冲击振动、位移大小及固定支架稳定性等。通过4G移动信号将运输途中设备的影像数据与主要参数实时采集并传输。实验测试结果表明,系统能够及时识别运输风险,预防事故发生,也可以进行事故原因的追溯与排查。

三维地形可视化技术在铁路电力设计中的应用

三维地形可视化技术一直是地理信息系统、数字摄影测量、虚拟现实等领域的研究热点。铁路电力线路设计过程中,通过三维地形可视化技术,可以使设计人员对地形有较直观的认识,提高贯通线路设计的效率和质量。根据数字高程模型(DEM)数据,利用VC++6.0和OpenGL作为平台,重点讨论建立地形三维可视化系统的关键技术和实现过程。

基于三维GIS平台的电网数据资产可视化系统设计及其应用研究

电网具有极为丰富的数据资源,同时电网本身具有天然的地理空间分布特性,电网空间信息的表达,及其与业务数据资产的深度融合及可视化展现,是电网大数据及智能电网建设的一项重要课题。电力三维GIS技术,以空间信息表达和多源数据异构融合为特点,能有效的辅助电网建设管理及宏观决策。文章以西南电网数据资产的梳理及可视化展示应用为研究目标,论述了基于三维GIS平台下电网数据资产可视化系统的设计及实现过程,并在此基础上,分析探讨了电网数据资产三维可视化系统,在工程数字化、规划建设、运行检修、应急调配等领域的应用场景。

基于数字化虚拟推演的电网建设过程三维可视化研究

为提高对电网建设过程的管控效果,基于数字化虚拟推演过程设计一种三维可视化方法。以Torque引擎为基础设计数字化虚拟推演系统,依据该系统推演电网建设过程的三维可视化流程。采用金字塔层级架构对电网建设地区的空间数据信息分层分块处理,提升三维可视化场景绘制的准确度与效率。利用ContextCapture软件通过三维实景建模技术创建电网建设过程的场景模型,通过创建数据中心的方法对电网业务数据进行一体化整合处理,并高度融合业务数据和电网空间信息,实现电网建设过程的场景直观管控与三维可视化。实验结果表明,该方法构建的电网建设过程模型纹理数与帧速较高,画质与流畅性好,场景建模过程用时少且逼真度高,证明该方法具有较高的应用价值。

三维数字地理信息系统在电网规划设计中的应用

2012年,"三集五大"体系建设将在国家电网公司深入实施,其中"大规划"对电网规划设计提出了更高的要求,电力企业市级电力设计院作为"三集五大"的技术支撑部门,在新形势下应更好地发挥自身作用。文中介绍了三维数字地理信息系统,论述了更直观、更有效、更精确的电网规划设计和三维数字地理信息系统在电网规划设计中的应用。

智能电网地区无功电压优化控制关键技术研究

智能电网建设对无功电压优化控制提出了更高的要求。结合东莞地区电网调度的特点,对智能电网环境下无功电压优化控制及管理策略和方案进行了研究,介绍了智能电网无功电压优化控制系统的构架,对无功电压优化控制的主要关键技术进行了分析研究。