YOLO网络配电网故障选线方法

针对现有的配电网故障选线困难的问题,提出一种基于YOLO网络的配电网故障选线方法。首先,使用三相电流构建极坐标二维图像,充分提取特征信息;之后,对各线路三相电流的极坐标图像进行像素级融合,并以不同颜色区分,在进一步加强图像特征的同时,降低原始图像的冗余度;最后,使用YOLO神经网络对融合图像进行特征提取,训练得到最优的模型文件,利用该模型实现故障选线。将该方法与现有的故障选线结果进行对比,结果表明,该方法选线准确率可以达到99.95%,选线时间12.9 ms,明显优于其他故障选线方案,且该方案不受故障时刻、故障类型和过渡电阻等因素的影响,可满足配电网故障选线的准确度和可靠性需求。

基于信号图像化和CNN-ResNet的配电网单相接地故障选线方法

配电网发生单相接地故障时,零序电流呈现较强的非线性与非平稳性,故障选线较为困难,针对此问题,提出一种基于信号图像化和卷积神经网络-残差网络的配电网单相接地故障选线方法。首先,利用排列熵优化变分模态分解算法的参数,将零序电流信号分解成一系列固有模态函数;其次,引入新的数据预处理方式,将固有模态函数转成二维图像,获得零序电流信号的时频特征图;最后,利用一维卷积神经网络提取零序电流信号的相关性和特征,利用残差网络提取时频特征图的特征,将两个网络融合,构建混合卷积神经网络结构,实现故障选线。仿真与实验结果表明,该方法能够在高阻接地、采样时间不同步、强噪声等情况下准确地选择出故障线路,可满足配电网对故障选线准确性和可靠性的需求。

基于IHHT‑RF的配电网单相接地故障选线方法

小电流系统发生单相接地故障时故障特征易受高接地过渡电阻、小初相角等弱故障条件影响而导致选线准确率低。为此,提出一种基于改进希尔伯特黄变换—随机森林(improved Hilbert⁃Huang transform⁃random forest,IHHT⁃RF)的配电网单相接地故障选线方法。首先,提取每条线路在故障发生时的电流暂态信号,通过IHHT提取纯净的暂态电气量,构造标准差、能量熵和幅值畸变度3类特征向量;然后,将特征向量输入RF分类器建立故障选线模型,把故障选线问题转化为二分类问题;最后,将测量数据输入RF分类器中得出分类结果,实现故障线路的自动识别。仿真结果表明,该选线方法综合利用暂态信号的幅值、频率和能量等特征信息,不受弱故障条件、馈线结构等因素的影响,能有效提高故障选线的准确率,具有较强的适应性和可靠性。

典型神经网络串联型电弧故障检测及选线方法研究

为解决传统特征分析加机器学习的电弧故障检测方法的准确率和实时性受到特征参数选取的主观性及特征分析过程的影响问题,搭建了三相多负载并联的串联型电弧故障实验系统,对不同支路、不同相发生电弧故障时的干路电流信号时间序列进行分析。将电流信号进行分类、分段、标准化处理并作为检测模型样本;对深度卷积神经网络模型、长短期记忆网络模型、普通神经网络模型进行架构及训练;通过差分处理对网络模型在线分类结果进行优化分析;以准确度和损失函数值、在线测试速度、优化后多分类识别准确率为评价指标,对比分析了3种模型故障检测及选线效果。研究结果表明:基于深度卷积神经网络的串联型电弧故障检测及选线模型对电机类负载故障检测及选线准确率可达96.77%,对变频器类负载故障检测及选线准确率可到98%,准确率高于近几年其他三相回路电弧故障检测模型。

融合稳态和暂态特征量的接地故障选线方法研究

单相接地故障是配电网运行时发生概率最高的故障,但接地时存在电气故障特征弱、外界干扰大的情况,使得配电网存在接地选线困难的问题。对此,提出基于稳态和暂态故障特征量相融合的配电网接地选线方法,分析单相接地时接地故障线路与非故障线路对地电容电流突变量五次谐波分量在幅值和相位上的差异性,利用经验小波变换提取故障零序电流的低频分量综合相关系数和高频分量相对权重系数,并利用模糊神经网络实现融合特征量与故障的非线性映射诊断。建立配电网接地故障仿真模型,通过多重干扰下的选线对比分析,验证了本文方法的有效性和优越性。

基于GIS技术的复杂山区道路选线优化方法探讨

针对复杂山区道路选线的优化问题,提出以地理信息系统技术为基础,综合考虑地形特征和环境约束等因素,进行道路选线优化的方法,对道路网络模型进行地形参数的获取与处理,对道路节点及其连通性进行分析;在此基础上,设计多条件权衡算法并有效处理约束条件,以达到道路选线优化的目的。此种方法在实际应用中得到验证并取得了较好的效果。

复杂山区铁路安全选线研究

复杂山区铁路具有地质灾害频繁、环境保护要求高、安全风险源多等特点,以瑞金至梅州铁路平远至热柘段局部方案为例开展铁路安全选线研究。针对项目的环境敏感点、不良地质、危险源等因素,从建设安全和工程投资两方面开展安全选线初步研究;从工程地质条件、线路顺直度、工程实施难易程度、建设运营安全性、工程投资等六方面开展安全选线深化研究,优选对线路建设运营无显著安全影响且投资省方案,达到了科学选线的目的,为复杂山区铁路安全选线提供了案例参考。

覆盖型岩溶区高速铁路综合选线研究

南玉高铁沿线覆盖型岩溶和膨胀岩(土)广泛发育,岩溶发育程度强烈,膨胀岩(土)多呈弱—中等膨胀性,给高速铁路勘察设计、施工运营全生命周期均带来较大风险和挑战。通过分析沿线地形地貌、特殊的岩溶地质特征和工程环境特点,提出针对性的勘察方法和选线原则,前期选线贯彻“短距通过,傍山绕避”原则,针对确实无法绕避的岩溶强烈发育区,提出“双向跨越”思路,安全、经济地跨越深溶槽,以期为覆盖型岩溶区高速铁路勘察设计及工程建设提供借鉴。

国道219温泉至霍尔果斯越岭段公路雪害选线研究

基于横穿西天山山脉的G219线温泉至霍尔果斯公路建设项目,通过沿线气象资料的收集分析,得到气温、降水、风速的时空分布情况;采用积雪环境信息遥感调查的方法,分析影响路线及路基设计的积雪类型、分布范围、厚度和成因,模拟分析雪崩堆积区的形态、面积、位置、堆积体特征、雪崩量、雪崩裂点位置,并对风吹雪灾害进行分级评估。根据雪害分布及发育情况,结合地形地质条件,对克孜勒隧道两处进口和两处出口方案进行组合比选,推荐采用路线绕避、抬高路基、设置挡雪墙、明洞、防雪棚洞等处置措施,在雪害整体可控、预留升级改造条件、造价合理的前提下,推荐采用K线方案。

基于主客观组合权重-FCE的高速公路选线决策方法

为解决传统选线效果评价方法主观性强、客观性不足等问题,以贵阳至平塘(黔桂界)高速公路为例,对复杂环境下的山区高速公路选线决策方法进行了研究。结果表明:1)构建的山区高速公路选线决策评价指标体系能够有效客观反映山区复杂的环境特征,具有地域适用性;2)Delphi+CRITIC的主客观赋权法既保留了专家成熟经验,又降低了赋权的主观性,提高了权重分配的客观性;3)基于主客观组合权重-FCE的高速公路选线决策方法,综合考虑经济、技术、地理等多方面指标,通过模糊综合评价和主客观组合权重,提高了选线决策方案的客观性和科学性,能够有效指导山区高速公路的选线决策工程实际。

基于国产GIS+BIM图形引擎的大场景铁路选线系统研发

针对铁路工程大场景选线设计中的地理地质信息即时服务支撑不足与软件平台“卡脖子”等难题,亟需研发具备国产自主可控性的大场景铁路选线系统。首先,结合铁路工程大场景选线设计的工作特点,构建含地理地质环境和选线设计一体化协同业务架构,从系统运行需要具备高扩展、高可用、可弹性伸缩的要求出发,选择并应用Kubernetes+Istio+gRPC微服务系统架构,构建包含数据资源层、基础设施层、数据服务层、核心组件层、应用服务层等基础支撑的技术架构。其次,选用广联达国产BIM几何造型和渲染引擎,并针对铁路线性工程大场景特点突破网格造型轻量化技术和GIS数据融合技术。然后,基于系统架构设计国产图形引擎,研发包含公共能力、地理地质数据动态加载、选线设计工程造价、协同设计等模块的大场景铁路选线系统。最后,系统在长赣、宜涪等约1440 km的铁路选线设计中成功应用,提高线路方案优化决策的质量和效率。系统研发结果表明,大场景铁路选线系统基于自主国产图形引擎,并整合最新的BIM和GIS技术,为用户提供一站式的选线设计服务,系统实现地理地质场景的高效构建及协同选线设计的高效实施,通过在长赣、宜涪等铁路选线设计中应用这些研究成果,进一步验证了其实用性和有效性,这些应用不仅为铁路工程带来了显著的经济效益,还为社会和生态环境带来了积极的影响。

基于变压器故障量的分布式小电流接地选线方法

提出并分析了一种基于变压器工频故障量的分布式选线方法和一种基于变压器暂态故障量的分布式选线方法。分析表明,工频故障量选线方法可用于中性点经消弧线圈接地系统欠补偿状态的一部分场景;暂态故障量选线方法比较的是变压器负荷侧暂态故障参考量与被保护线路暂态故障量,这两个暂态故障量具有近距离串行的电流关系,两者的幅值与波形变化都很小,因此具有受干扰小和可靠性高的优点。

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明:所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。

基于二次谐波分量的10 kV单相接地脉冲选线的研究

受电力系统结构、运行工况等因素的影响,现有选线方法均存在不足之处。为保证选线准确性,提出一种脉冲电流选线方法,该脉冲电流流过故障线路,结合二次谐波分量检测技术进行检测。对中性点非有效接地系统进行建模与仿真,结合高压试验室现场试验,以验证该方法的有效性。

基于GA优化BP神经网络的小电流接地故障选线方法

将GA优化BP神经网络的算法引入到小电流接地故障选线方法中。文中基于MATLAB进行仿真试验,通过小波包法、五次谐波法、基波比幅比相法及零序有功功率法等传统选线方法,将零序电流信号的各种特征量进行提取,经过故障测度函数计算得到故障测度数据,将数据分别输入到GA-BP神经网络与单一BP神经网络进行训练和测试,讨论GA-BP神经网络算法与单一BP神经网络算法选线性能的差异,输出故障选线结果并与基于各选线方法的故障测度数据进行对比。结果表明,综合多种传统选线方法的GA-BP神经网络准确率明显高于传统选线方法,且其选线速度与精度优于单一BP神经网络,能够更快速、有效地进行故障选线,满足配电网故障选线要求。

基于PCA和EEMD的柔性直流配电网故障选线算法

柔性直流故障选线技术的发展对直流配电网有着至关重要的作用。本文针对现有柔性直流故障存在的可利用的故障信息较少等问题,提出了一种新算法,该算法有效利用了集合经验模态分解EEMD(ensemble empirical mode decomposition)算法、主成分分析PCA(principal component analysis)和相关系数各自的优势。首先,提取暂态电流样本信号,采用EEMD得到以正交基函数表示的数据矩阵;接着,基于PCA进行该矩阵元素特征向量到主成分的转换,将样本信号投影到主元空间实现坐标变换,从而得到对样本数据的聚类和识别结果;最后,基于相关系数进行故障线路判别。本文算法的EEMD揭露了原始历史数据的内在变化规律,PCA能够有效选择故障有效特征。大量实验表明,该新算法准确有效,与现有其他方法相比,在故障信息不明显、不同过渡电阻方面具有优势。

多元数据支持下福州市乡村风景道选线规划研究

全域旅游背景下,乡村风景道对于推动交旅融合发展、国土空间优化和区域高质量协同发展具有重要意义。乡村区域自然与人文资源丰富,为乡村风景道的规划与构建提供重要支持和机遇。以福州市路网数据、自驾游客数字足迹点和158个乡村旅游地数据为基础,利用缓冲区分析、核密度分析等ArcGIS空间分析技术进行叠加分析,筛选出乡村风景道节点;结合福州市多元数据,从5个维度构建乡村风景道选线适宜性评价指标体系并绘制选线适宜区;通过综合分析提出福州市乡村风景道规划方案与具体发展策略。研究结果表明:1)福州市乡村区域共筛选出20个乡村风景道节点;2)福州市乡村风景道选线适宜区以福州市中心城区的边缘区域为核心区,呈现出由核心区向东南沿海和西北内陆区域梯度递减的趋势;3)根据乡村风景道节点和乡村风景道选线适宜性空间分布,最终构建形成“三主二副三支”纵横交错的福州市乡村风景道网络布局。基于多元数据的福州市乡村风景道选线研究对于市域乡村风景道的构建和旅游资源的开发具有重要借鉴意义。

基于变电站高频滤波边界特性的配电网线模行波选线方法

受母线并联电容器对于线模行波的高频滤波作用的启发,该文跳出基于零模行波设计选线方法的视角,提出利用变电站边界特性的配电网线模行波选线方法。首先,研究证实了电子式电压互感器、金属氧化物避雷器与母线其余设备杂散电容共同组成的智能变电站线路边界具备强健的高频滤波特性,其对于线模行波的折射衰减作用为后续选线方法的设计奠定了基础;然后,基于健全线路与故障线路上线模行波高频瞬时能量的差异构造了选线新判据,其在高阻故障与小相角接地故障等工况下具备较高的灵敏度;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提选线方法的有效性、灵敏性与可靠性,该方法以线模行波作为所选模量,为故障选线问题的解决提供了全新的思路。

基于域自适应迁移学习的有源配电网故障选线方法

基于数据驱动的人工智能模型,特别是卷积神经网络在配电网故障诊断领域取得了优异的表现。然而卷积神经网络严重依赖海量数据,模型性能会因数据量的减少而严重下降。为此,提出了一种基于域自适应迁移学习的有源配电网故障选线方法。首先,构造了一种嵌套注意力机制的卷积神经网络,提取有源配电网暂态零序电流的故障特征。然后,采用域自适应迁移学习方法,利用最大均值差异函数降低源域和目标域数据之间的分布差异,有效解决少样本故障选线问题。最后,在Matlab/Simulink中搭建不同运行方式的有源配电网对所提方法进行测试验证。结果表明,所提方法可在少样本情况下实现高精度、鲁棒性的有源配电网故障馈线识别。

新建高速铁路与既有线并行区段精细化选线

在用地紧张、拆迁成本高昂的城区,当新建铁路与既有铁路共用车站和走廊带时,会极大地增加线路设计的难度。针对这一问题,本文提出了一种在人工线路方案的基础上进行铁路线路精细优化设计的方法。通过改进现有动态规划算法,对线路平、纵断面的线形参数进行精细化调整,以线路工程总造价为目标函数,在特定的约束、搜索范围和精度等条件下获取全局最优解,并将提出的线形优化模型框架应用在山东省某高速铁路项目路段。结果表明,该优化方法能够有效地优化铁路设计线形参数,使得房屋拆迁面积和新建线路与既有线间用地面积分别降低了4.61%、3.39%,节省了2.75%的工程总造价。