基于GPRS的低功耗输电线路覆冰翻转监测装置的设计与实现

输电线路覆冰后可能发生导线的翻转现象,从而造成线路的损伤。本文研究了基于GPRS通信技术的新型、低功耗的输电线路覆冰翻转监测装置。首先给出了监测装置的整体设计方案,然后给出了考虑低功耗要求的监控装置的硬件电路实现,并对其中的倾角传感器选型、GPRS通信模块的设计等关键环节进行了详细的介绍,最后讨论了软件的开发环境及程序的流程图。测试结果表明,该装置可以长时间、稳定的运行,准确地测量导线的翻转角度,满足设计精度要求。

基于多维参量分布式光纤传感的架空输电线路覆冰监测技术

对比总结了典型DOFS技术的基本原理与系统结构,对现有输电线路覆冰监测技术发展现状进行介绍。在此基础上提出了一种多维参量分布式光纤传感技术,能够实现对线路的应变、温度、振动、衰耗等状态参数进行分布式的实时监测。与现有的单参量、双参量传感监测方案相比,使用多维参量方案对线路进行融合感知,可以有效提高监测的准确度,降低误判率、误报率,为输电线路的安全稳定运行提供重要保障。

输电线路覆冰在线监测研究进展与发展趋势

本文在对比传统覆冰在线监测方法的基础上,系统地总结了光纤传感技术在输电线路覆冰在线监测领域的应用现状。通过对准分布式和分布式光纤传感监测原理的论述,分析了光纤传感系统相对于传统电子式传感器所具有的独特优势。但目前光纤传感系统还存在监测范围受限、监测成本高等一系列问题。为促进输电线路覆冰在线监测技术的发展,提出了基于光纤传感覆冰监测技术的研究方向,亟须解决多维数据融合和人工智能算法修正等关键技术,旨在进一步推动光纤传感技术在覆冰监测领域的实际应用。

基于超声波的输电线路覆冰厚度监测预警和防除冰方法

为解决输电线路覆冰问题对电力系统运行安全的影响,文章基于输电线路可视化移动式覆冰监测装置,设计了一套基于超声波的输电线路覆冰厚度监测预警系统。利用实验室模拟华北地区的输电线路覆冰情况,开展了覆冰厚度监测预警试验,试验结果表明,该系统具有精准的检测预警效果。该系统不仅可以提高输电线路在极端天气条件下的安全稳定性,还可为输电线路的智能化管理和维护提供新的技术手段,对于保障电网的可靠运行,减少因覆冰引发的电力事故具有重要的现实意义和应用价值。

基于倾角及导线温度的输电线路覆冰在线监测研究

首先给出导线温度、绝缘子串倾角一体化观测设计模式,其次采用小波变换算法降低覆冰期大风速工况下导线振动倾角实时采集误差,最后结合人工观冰资料,研究导线温度、倾角及观冰资料相关性关系,并建立线性表达式。研究表明经小波变换处理后,倾角误差保持在0.035°范围内。倾角与导线温度、覆冰厚度均呈较好的线性关系,相关系数分别为0.9412、0.918。利用所建立的线性关系表达式,能够根据传感器采集的变量数据较好地计算出覆冰厚度。

高压输电线路覆冰状态监测技术研究与应用

高压输电线路由于暴露在外界自然环境中,在极端雨雪低温气象条件中容易发生覆冰灾害。线路一旦覆冰,易引起闪络接地等事故,若导线张力与塔架金属支撑载荷超出设计范围,甚至导致杆塔倒塔、折断,导线断线等事故发生。所以,目前国内部分地区都在针对高压输电线路展开抗冰灾技术体系建设,监测线路覆冰状态,研发并应用具体除冰技术。在本文中,重点讨论了高压输电线路覆冰状态监测技术的研究与应用情况,然后围绕麻黄山风电场为背景展开研究与应用,分析麻黄山风电场的基本生产情况与存在问题,为风电场建设监测预警系统方案,从软硬件部分、设备装置设计与安装部分等多方面的技术设计应用深入研讨,最后总结得出监测结论,证明新技术应用的科学合理性,为麻黄山风电场减灾、安全生产提供技术保障。

架空输电线路覆冰监测技术标准进展及展望

随着气候变化导致极端天气事件频发,输电线路覆冰问题日益严峻,对电网安全运行构成重大威胁。因此,建立和完善覆冰监测技术的标准体系,对于提升电网抗灾能力和智能化管理水平至关重要。本文探讨了架空输电线路覆冰监测技术标准规范的进展,首先对该技术进行了详细介绍,接着梳理了其相关规范和标准的发展现状,包括历史沿革、国际标准与指南以及国内在国家标准、电力行业和企业标准方面的具体情况,强调了各层面标准在实际应用中的互补性和协同作用,并阐述了它们之间的逻辑关系,为标准使用者提供了清晰的指导框架。最后,本文针对现有标准体系存在的不足,提出了改进建议,并对未来发展趋势进行了展望,旨在为该领域的技术进步和标准完善提供有益参考。

基于无人机低空摄影的输电线路覆冰监测预警方法

随着电力网络的日益扩大和复杂化,输电线路的安全运行对于电力系统的稳定性至关重要。然而,覆冰现象作为输电线路面临的主要自然灾害之一,常导致线路故障、断线甚至杆塔倒塌,给电力系统的正常运行带来严重威胁。因此,对输电线路的覆冰状况进行实时监测和预警,对预防线路故障、保障电力系统的稳定运行具有重要意义。文章提出了一种基于无人机低空摄影的输电线路覆冰监测预警方法,研究表明,该方法具有较高的实用性,可为电力系统的稳定运行提供有力保障。

基于分布式光纤传感的架空输电线路覆冰监测技术研究

文章针对输电线路覆冰监测的技术需求,提出一种基于分布式光纤传感的创新解决方案。通过布拉格光栅和布里渊散射光纤的互补配置,实现了覆冰过程的高精度、大范围分布式监测。同时,采用自适应权重支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和长短期记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)模型,构建覆冰事件的智能识别和预测功能。仿真结果表明,该系统在测量精度、响应速度、空间分辨率等方面具有显著优势,为输电线路的安全运维提供了有力支撑。

北斗卫星定位系统在输电线路覆冰厚度监测中的应用研究

本文深入研究了北斗卫星定位系统在输电线路覆冰厚度监测中的应用。通过开发导线位移监测装置、搭建云数据中心平台和算法平台,以及研究基于北斗定位终端数据的输电线路覆冰厚度计算算法,在工程样机实际应用与验证中,将导线位移监测装置和云数据平台应用到实际输电线路中,展示了实时监测和预警功能,同时深入探索了北斗卫星定位系统在输电线路覆冰厚度监测中的应用,通过技术研究和工程实践,为电力输电领域提供了一种创新的解决方案,具有重要的工程应用前景。

基于LCPSO与异构集成学习模型的输电线路覆冰等级预警方法

基于Φ-OTDR的分布式光纤传感技术,通过分析OPGW中光纤的振动特征,可以实现输电线路全线路、全天候的在线健康监测。采用Φ-OTDR采集了无覆冰、1级覆冰和2级覆冰3种工况下的振动信号,充分挖掘了相位和幅值信号的时域、频域、时频域特征及其对应的统计学特性。为提升覆冰工况的识别准确率,提出基于LCPSO-AdaBoost-MCG的最优特征子集选择算法,以AdaBoost-MCG的分类错误率为适应度函数,采用LCPSO算法迭代计算最优特征子集。采用AdaBoost集成SCN、KNN、PNN、SVM 4种弱分类器,构成了异构强分类器,利用每种弱分类器的优势,提高了模型泛化性能和识别准确率。经现场数据集验证,本文方法对覆冰等级的识别准确率达到了98.7%。根据本文确定的最优特征子集,可以构建覆冰等级预警特征库,为输电线路智能巡检提供有益参考。

基于IHHO-HKELM输电线路覆冰预测模型

为了进一步提高输电线路覆冰预测精度,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(improved harris hawk optimiza-tion,IHHO)优化混合核极限学习机(hybrid kernel extreme learning machine,HKELM)的输电线路覆冰预测模型。在核极限学习机(KELM)中引入混合核函数,形成HKELM,利用黄金正弦、非线性递减能量指数和高斯随机游走等策略对IHHO算法进行改进;以IHHO算法的优化性能采用其对HKELM的权值向量和核参数进行优化,建立基于IHHO-HKELM的输电线路覆冰预测模型,并通过计算气象因素与覆冰厚度之间的灰色关联度确定覆冰预测模型的输入量。算例分析结果表明,IHHO-HKELM模型预测结果的均方误差、最大误差和平均相对误差分别为0.285、0.860 mm和2.83%,预测效果好于其他模型,将本文覆冰预测模型应用于其他覆冰线路,可获得良好的应用效果并验证模型的优越性和实用性。

基于IDBO-LSSVM的输电线路覆冰厚度预测模型

针对输电线路受多种气象因素影响导致覆冰厚度预测精度低的问题,提出基于改进蜣螂优化(improved dung beetle optimizer,IDBO)算法优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)的输电线路覆冰厚度预测模型。首先,使用皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient,PCC)计算输电线路覆冰厚度与不同气象因素之间的相关性,选择具有高相关性的气象因素以确定输入变量;其次,通过引入Halton序列、Levy飞行策略和T分布扰动来改进蜣螂优化(dung beetle optimizer,DBO)算法;最后,使用IDBO算法寻优LSSVM参数:调节因子、核函数宽度,提高模型预测精度。以某地输电线路历史监测数据为样本,将IDBO-LSSVM的输电线路预测结果与其他7种预测模型进行比较,发现平均绝对误差分别降低了约27%、36%、25%、23%、24%、44%和39%。该研究证实了基于IDBO-LSSVM的输电线路覆冰厚度预测模型可以有效提高预测精度。

架空输电线路在线监测覆冰力学计算模型

架空输电线路覆冰在线监测系统要求准确监测输电线路覆冰状况。为准确计算覆冰,提出了以绝缘子串悬挂点拉力和倾斜角为基本参量,考虑风偏因素,将导线力学参量归算到风偏平面,并通过风偏平面内竖直方向上的静力学受力平衡计算覆冰厚度的力学计算模型。针对贵州电网覆冰在线监测系统运行数据,利用该模型计算的导线覆冰结果与监测系统采集的现场微气象和监测照片数据均吻合较好,验证了该计算模型的准确性和灵敏性。

基于力学测量的架空输电线路覆冰监测系统

对输电线路覆冰载荷进行了力学分析,讨论了覆冰厚度的计算方法。开发了基于架空输电线路轴向张力、二维倾角和风速风向、温湿度等气象信息测量的覆冰监测系统。利用全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电业务(GPRS)网络,线路监测终端与中心监控主站进行数据传输,由主站专家系统软件利用相关覆冰理论模型分析导线覆冰状况,及时给出除冰信息,有效预防冰害事故发生。

基于在线监测系统的输电线路覆冰数据统计与分析

输电线路覆冰在线监测系统可以实现对架空输电线路覆冰状况的实时在线监测。为此,基于输电线路覆冰在线监测系统的监测数据,统计得到了数据特征和覆冰数据聚集类型;发现测量终端普遍仅记录厚度>2mm的线路覆冰,且在覆冰期间无法测得风速及风向;有效覆冰数据主要以短期振荡、中短期维持、较长期维持以及完整发展过程4种方式聚集,其中具有明显增长和消融阶段的完整过程覆冰对线路威胁最大。此外,在风速和风向等微气象监测参量缺失的情况下,对长期低温高湿环境下的覆冰发展趋势进行了整体和局部的分析,发现单位时间覆冰增长质量基本满足均值为0、过峰度、正偏离的类正态分布,且覆冰增长阶段呈线性增长态势,一次函数模型拟合效果较指数模型更好。结果表明:只有持续时间较长的低温雨雪冰冻天气环境下形成的覆冰才可能对线路安全运行造成威胁;单位时间覆冰增长质量近似服从正态分布;覆冰稳定增长时期,覆冰质量序列与时间呈相关度很高的一次线性函数关系,可考虑建立简单的线性增长模型应用于线路覆冰预警。

应用图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度研究

讨论了用基于小波的图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度的原理,提出了一种新的输电线路导线与绝缘子覆冰厚度的在线监测方法,即通过对安装在高压铁塔上的摄像机和图像采集卡获得的导线与绝缘子覆冰图像进行实时处理,提取其边界轮廓来测量导线与绝缘子上的覆冰厚度。主要对测量系统中的图像处理过程步骤作了说明,重点论述了通过提取边界轮廓来测量覆冰厚度的算法的实现,并在实验室的人工气候室中进行了试验验证。试验结果表明,该输电线路覆冰厚度在线监测方法测量精度高,监测可靠,可应用于高压输电线路覆冰厚度的在线监测。

输电线路覆冰在线监测动态预警模型

为提高输电线路覆冰预警能力,在全面分析国内外覆冰监测、预警模型的基础上,提出了应用层次分析法(AHP)提炼影响输电线路覆冰的关键风险因子。通过线路现场运行维护数据分析,提出以温度、湿度、风速、风向为关键风险影响因子。根据对关键因子机理及成灾条件分析,构建了输电线路覆冰在线监测实时预警及趋势预警双动态预警模型,并对模型关键技术进行了深入研究分析。线路实际案例研究证明,该预警机制能够实现覆冰的动态实时监测,跟踪线路覆冰变化趋势,反映输电线路现场覆冰所处预警级别,方便用户了解线路覆冰信息,为输电线路覆冰预警提供了良好的基础,能有效提升线路运行维护管理水平。

输电线路覆冰在线监测系统国内外研究综述

输电线路覆冰会影响电网的安全稳定运行,国内外对于输电线路覆冰在线监测进行了很多研究,笔者旨在分析当前覆冰在线监测系统的研究成果。首先,讲述了国内外关于输电线路覆冰过程预测的模型,包括基于热力学机理、流体力学机理和实测数据模拟等建立起的数学模型,并分析对比了其优缺点;其次,介绍了目前覆冰导线在线监测技术,包括视频监测技术、力学载荷计算监测覆冰厚度、倾角变化监测弧垂等技术;最后,指出了现有覆冰监测技术的一些不足之处,并提出了一些改进意见。

架空输电线路覆冰监测光纤光栅拉力倾角传感器的研制

输电线路覆冰危害电网安全稳定运行。为解决现有输电线路覆冰在线监测系统需要现场电源,易受电磁干扰,不能分布式测量,使用寿命短等缺点,开发基于光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感技术的输电线路覆冰在线监测系统。基于光纤光栅传感技术,提出一种抗电磁干扰的光纤光栅拉力倾角一体化传感器。在该传感器中,通过设计双闭环U型槽结构形成了高精度抗偏载能力强的拉力传感单元;基于等强度梁易形变的特点研制了高分辨率小型化的倾角传感单元;采用增设不受力光纤光栅的方法解决了温度与应变交叉敏感问题。实验表明,所研制的光纤光栅传感器拉力倾角测量单元线性度高,传感器的灵敏度和分辨率较好,测量误差较小。基于该传感器的监测系统可实现准分布式测量,其测量范围可达100 km。