多链路即时通信干扰信号广域监测系统设计

为了实现多链路即时通信信号实时、可靠传输,针对干扰信号设计了一种广域监测系统。系统硬件主要包括通信发射机、通信接收机和干扰机三部分。接收机通过滤波器将接收的原始信号转换成中频信号,利用扩频器完成信号识别,分析数据信息状态,确保信号同步。通信信号发射机利用DSP进行信号处理,采用PCM完成数据编码,减少内部冗余信息,使用干扰检测机内部的减法器,消除模拟信号的相关信息,完成序列匹配,补充各项信号。分析干扰信号的内点方式,完成报文数据编码,在多链路通信信道内部完成鲁棒性优化,识别信号信息,通过参数校验完成识别处理,确定内部的通信干扰信号。实验结果表明,设计的多链路即时通信干扰信号广域监测系统传输精度在95%以上,能够快速完成信号监测,具有较好的实际应用效果。

基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法

输电线路大多架设在野外,受自然灾害影响范围较大、程度较深,而覆冰灾害给电网带来的经济损失尤为严重。在分析现有覆冰监测装置的基础上,提出了基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法。该方法以OPGW光缆内部光纤作为传感器,采用光纤布里渊散射技术,结合覆冰广域监测原理模型,分析覆冰与线缆温度变化关系,利用有限元分析软件对OPGW覆冰与未覆冰状态的缆线温度变化进行了热力学仿真。为验证该方法监测的性能及可靠性,在覆冰实验基地进行了现场模拟挂塔试验,试验结果表明,基于OPGW的输电线路覆冰监测能够准确定位和识别覆冰区段与未覆冰区段,实现输电线路覆冰广域监测。

基于时域有限差分的通信干扰信号广域监测

针对传统通信干扰信号广域监测方法没有变换处理干扰信号,导致方法存在监测稳定性较差等问题,提出基于时域有限差分的通信干扰信号广域监测方法。分析时域有限差分工作原理,引入导数与傅里叶变换方法,实现通信信号的采集与变换,通过支持矢量机构建干扰信号数学模型,根据上述模型识别出干扰信号种类,利用Lagrange函数算法获得干扰信号,完成通信干扰信号广域监测。实验结果表明,上述方法有效提升监测稳定性与准确率,综合有效性更好。

电网广域监测系统的数据库集成方案

提出了综合利用商用关系型数据库和商用时间序列数据库的集成方案,结合广域监测系统(WAMS)的数据特点,分析了WAMS系统对于数据存储的要求,并对比了两类数据库的特点。这一方案可以充分发挥两种数据库的优点,同时满足WAMS系统数据存储实时性、海量性和安全性的要求,从而为调度中心的各个专业部门(调度、运方、保护)提供统一的集成数据平台,有利于WAMS应用功能的扩展应用。该方案的有效性得到了实际工程应用的验证。

高比例风电并网系统次同步振荡的广域监测与分析

现代电网中基于电力电子接口的新能源比例逐年提高,电力电子设备与电网之间相互作用引起的次同步振荡问题也日益突出。广域监测系统可实时获取次同步振荡的数据,为次同步振荡的在线分析和预警提供了重要手段。该文针对基于数据驱动的新能源并网系统中次同步振荡实时分析,构建了次同步振荡广域监测系统的基本构架,该系统主要由次同步相量监测装置和次同步振荡分析中心构成。进一步,基于实时监测数据和聚合阻抗模型相结合的方法,提出次同步振荡稳定性评估指标及振荡溯源方法,能够快速准确地实现次同步振荡的在线监测与预警。通过我国实际电网的电磁暂态仿真模型,验证了所提次同步振荡广域监测系统的有效性。

架空输电线路山火同步卫星广域监测与杆塔定位

为克服现有极轨卫星输电线路山火监测系统存在卫星过境时间间隔长、扫描覆盖范围有限等不足,研究一种同步卫星输电线路山火广域监测方法。为精确捕捉卫星漂移信号,提出了一种卫星信号馈源阵列模块结构,求取了结构最优半径;提出了一种天线精准定位控制算法,实时自动补偿跟踪接收卫星信号,显著提高了同步卫星信号的跟踪精度;开发了同步卫星遥感弱信号高精度接收装置。应用表明,系统监测时间分辨率达10 min、监测范围广。为实现同步卫星弱信号火点准确判识与杆塔快速定位,研究了分区动态阈值火点判识及改进型火点杆塔定位算法。应用表明,该算法火点判识准确、杆塔定位速度快。研究结果适用于架空输电线路山火广域监测,显著提高了山火监控水平。

中尼公路聂拉木至樟木段InSAR广域地灾隐患识别与特征分析

基于2017-04~2019-06共130景Sentinel-1A卫星升降轨影像,采用StaMPS-SBAS InSAR方法,并融合GACOS大气校正,对中尼公路聂拉木至樟木段进行大范围地质灾害隐患点探测和识别。结果表明,研究区内共发现54处隐患点,组成多处滑坡群,升轨最大形变速率达114 mm/a,降轨最大形变速率达122 mm/a。结合研究区降水数据统计分析可知,有35处隐患点形变与降水有关,形变季节性特征明显。本文研究结果有助于了解该路段地表形变趋势及成因,丰富该地区地灾隐患点历史记录,为该地区地质灾害隐患的持续监测提供参考。

基于广域测量技术的电网实时动态监测系统应用

基于同步相量技术的广域动态监测系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有SCADA系统和故障录波系统的不足,为实现全网实时控制、提高大电网安全稳定性和传输能力提供了新的途径。文中较详细地介绍了江苏电网广域实时动态监测系统的基本原理、体系结构、功能设计及工程应用情况。

基于频率监测网中广域电压相角的区域间振荡分析

区域间振荡会严重影响系统的正常运行,一旦线路发生连锁故障,将引发更大的系统扰动。通过频率监测网捕捉到了美国东部互联电力网发生的6例典型的区域间振荡现象并使用矩阵束方法对电压相角相对值多路数据进行了模态分析,计算了相应的振型参数,提出了每一个振荡现象案例的主模的振型,分析其结果并给出了东部互联电网的区域间振型的分布情况。

“双高”电力系统宽频振荡广域监测与预警系统

高比例可再生能源和高比例电力电子设备(简称"双高")接入电网引起的宽频振荡问题严重影响电力设备正常工作和电力系统安全运行。面对宽频振荡的多模态及振荡频率时变等新特征,如何实现宽频振荡的在线监测与分析是"双高"电力系统面临的重要问题之一。现有广域监测系统可实时监测和分析电网的低频振荡动态特性,但无法涵盖宽频电磁振荡。为解决该问题,该文提出了"双高"电力系统宽频振荡广域监测与预警系统框架。该系统兼顾现有广域监测系统的功能,同时具备监测和分析"双高"背景下宽频电磁振荡的能力。基于该系统提出了宽频状态估计、宽频振荡溯源及宽频振荡安全风险评估的方法,并通过模拟振荡场景验证了该系统的有效性。最后,分析了该系统在"双高"电力系统中的应用前景。

电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验

介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验。该系统由 3 部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统。PMU 在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;主站系统对来自子站的相量数据进行再同步处理、存储管理以及转发,为高级分析功能提供实时的或历史的相量数据;分析中心站集成了用于实时在线监视与事后分析的软件。在清华大学电力系统大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室用 3 机 9 节点的试验系统,对该系统的性能进行了全面测试,进行了精度测试以及短路故障、线路无故障跳开和断线等多种扰动下的模拟试验。试验结果表明,该系统具备了对实际电网动态过程进行广域实时监测与分析的能力。

无人机核辐射航测技术在日本广域辐射监测中的应用研究

福岛事故中大量的放射性物质被释放到环境中。日本政府、地方政府、当地居民等要求获得直观易懂的辐射剂量率分布和放射性铯累积状况等信息。并且,剂量率会随着放射性物质的衰减、降雨、去污等导致大幅度的变化,所以广域的放射性物质过渡评价日益受到人们关注。但是,测量仪等的固定点监测和车载移动监测对污染程度整体把握和研究防护措施是不够的。论文介绍了日本的无人机核辐射航测在广域辐射剂量率分布监测、放射性铯的扩散抑制等方面的技术应用状况,以期为我国的核安全监测和防护提供参考。

固体潮位移InSAR相位模拟及对广域地表形变监测的影响初探

固体地球潮汐(Solid earth tide,SET)在地表产生的径向位移可达40~50 cm,形变梯度可达2 cm/100 km,是各种精密大地测量和地球物理观测必须考虑的因素之一.随着星载合成孔径雷达干涉测量(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)地表形变监测范围的不断增大以及对精度要求不断提高,固体潮位移对InSAR观测的影响不容忽视.本文利用固体潮位移理论模型,根据InSAR测量基本原理和Sentinel-1卫星成像参数,模拟了固体潮位移InSAR相位,定量分析了其时空分布特征,并以我国江汉平原和北美大平原的Sentinel-1数据为例,探讨了固体潮位移InSAR相位对广域地表形变监测的影响.结果表明:(1)固体潮位移对InSAR广域地表形变监测存在较大影响,在250 km×250 km范围中,以C波段为例,其相位变化可达12 rad(对应52 mm视线向形变);(2)固体潮位移相位在中低纬度(60°S—60°N)地区变化较大,两极地区较小,且在时间上具有明显的周期性;(3)在Sentinel-1 InSAR观测中,通过固体潮位移相位改正去除了干涉图中的部分低频相位偏差,相比原始干涉图,改正后的解缠相位标准差减小了约29%.本研究对于认识固体潮位移InSAR相位的时空分布特征以及提高星载InSAR广域地表形变监测的准确度与可靠性均具有重要意义.

内容中心网络在智能电网广域监测系统中的应用

近年由于可再生能源的加入和市场对电网可靠性要求的增长,国家开始着眼于建设智能化的配电网。我们主要研究了将下一代网络——内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)应用在智能电网配电网的广域监测系统中。基于CCN网络技术我们设计了一个在电网中针对不同数据敏感度转发的可靠、高效的电力监测系统。通过仿真分析结果表明:基于CCN的智能电网与基于传统TCP/IP网络的电网相比,可有效降低数据请求平均时延和网络带宽的消耗。最后分析了部署基于CCN技术的智能电网的优势。

威远页岩气压裂监测技术

威远页岩气藏低孔隙度、极低基质渗透率,开采过程中水力压裂实时监测及解释效果不理想。系统介绍了井下微地震监测、广域电磁监测、地面微地震成像监测、测斜仪裂缝监测、直接近井筒裂缝监测以及光纤压裂工程监测等技术,通过对压裂监测技术进行对比和适应性分析,选择了适用于威远页岩气藏的微地震监测技术和广域电磁监测技术。经过实例验证,微地震监测技术和广域电磁监测技术可有效获取压裂过程裂缝起裂方向、延伸状态以及几何参数和空间展布特征等重要参数,为压裂过程实时调整施工参数、优化暂堵时机、实现套变预警等提供依据,最终提高页岩气采收率。

我国电网雷电监测与防护技术现状及发展趋势

雷电是造成电网故障的首要原因。我国电网防雷工作者经过多年努力,基于"发现问题–分析问题–解决问题"的技术路线已形成一套较为成熟的电网防雷技术体系,该体系主要包含雷电监测、防雷评估和雷电防护措施3个方面研究成果,应用效果显著。近5年来330 kV及以上交、直流线路里程增长超过30%,但雷击跳闸率总体呈下降趋势,雷击跳闸率与故障停运率均处于世界最优水平。随着电网规模的迅速增加和可靠性要求的不断提高,结合重要输电通道、直流线路和配电线路防雷中存在的技术需求,总结迫切需要开展以下3个方面的工作:1)雷电监测方面,亟需研究中小尺度高精度雷电监测技术,输电线路分布式雷击监测的定位精度和经济性需进一步提升;2)防雷评估技术方面,需开展精细化雷电参数挖掘分析,重点关注精细化雷电参数、3维复杂地形下防雷分析模型和评估技术的研究;3)雷电防护措施方面,亟需开展防护措施有效性评价体系的研究,开展并联间隙结构优化设计和新型闪络限制器的研发。

基于同步相量数据幅频特征的次超同步振荡模式辨识

随着可再生能源和高压直流输电的快速发展,次超同步振荡事故频发,对现有电力系统振荡的在线监测提出了更高要求。为此,提出了一种基于同步相量数据幅频特征的次超同步振荡模式辨识方法。首先分析了次同步振荡和超同步振荡对同步相量测量装置(phasor measurement unit, PMU)数据的影响机制,结果表明,PMU数据的正负频谱与次超同步振荡的模态线性相关。其次利用多点PMU数据相干谱判别振荡与噪声,有效减少了噪声引起的误判断。然后对次超同步振荡下的PMU数据开展频谱分析,建立了4个幅频特征量,并将振荡数据的特征集合作为输入训练并优化极限梯度提升树(extreme gradient boosting, XGBoost)模型,建立幅频特征与振荡模式的映射关系。所提方法利用振荡环境下PMU数据的固有幅频特征以及XGBoost算法强大的泛化性与计算效率,实现了噪声环境下次超同步振荡模式的快速、准确辨识。最后,利用仿真数据和实测数据验证了所提方法的有效性和实用性。

蒙西电网广域测量系统PMU配置分析

介绍了广域测量系统的开发应用,PMU布点配置原则,以及采用可观性分析和同调性分析结合的蒙西电网PMU布点方法分析。

沙漠区域输电问题研究现状及展望

我国西北沙漠地区能源丰富,是我国重要的能源基地和电力送端,但是区域内存在的沙尘暴极端环境,给电网建设及运行维护带来了巨大的挑战。为此整理并总结了沙漠区域与输电相关的研究现状,提出了沙漠区域输电亟需解决的关键问题,主要包括:回顾了沙漠区域电力外绝缘的研究进展,分析表明沙漠区域强风和强污秽仍是电力外绝缘的重要影响因素;综述了沙尘暴对输变电设备损伤的研究现状,提出了建立沙漠模拟环境来研究风致振动、风沙侵蚀等对电力设备的可靠性影响;总结了沙尘暴监测的技术发展,建议发展卫星遥感、雷达监测以及光纤传感等技术来建立沙尘暴的电网监测预警机制以及应急防御体系。

复杂产品系统模块化分解模型及应用研究

模块化设计开发技术能够实现复杂产品系统(CoPS)的柔性制造,科学合理的模块化分解将会降低CoPS开发的管理难度和制造成本。在分析产品系统模块化理论的基础上,总结了CoPS的模块化处理流程,列举了CoPS的模块化分解原则,提出了CoPS的模块化分解程度的计算模型,研究并建立了系统模块化与企业绩效的相关性分析模型,并探索了模型的最佳应用实践。以电网广域监测分析控制系统(WARMAP)为例,论述了在影响因素众多的情况下,运用模块化分解模型进行计算后,WARMAP分解为4大功能模块,极大缩短了系统的研发周期,提高了研发质量,充分验证了模块化分解模型的有效性,以期为企业产品模块化设计提供理论指导和决策借鉴。