激光雷达探测输电走廊安全风险研究现状

输电走廊环境监测和风险预警是电网防灾抗灾的重要研究内容。在激光雷达、物联网、无人机及计算机技术的发展与推动下,利用各种新型遥感监测与巡检手段进行输电走廊大范围、智能化巡检成为重要发展趋势。综合多种监测数据的线路安全风险评估与灾害预警,成为智能电网建设工作的研究热点之一。本文系统论述了应用激光雷达技术进行输电走廊安全风险探测的研究现状与发展趋势,分析了激光雷达在输电线路安全风险探测中的优缺点,讨论了激光雷达输电线路巡检和监测数据在输电线路安全风险评估预警中所面对的问题与挑战。

750 kV超高压输电线路对共用走廊并行配电线路三相电压不平衡的影响分析及治理措施

受750 kV输电线路电磁感应影响,35 kV配电线路并行接近共用走廊的750 kV输电线路时,35 kV配电线路会出现三相电压不平衡问题,严重时会引起35 kV输电线路继电保护装置动作,影响该线路的运行可靠性,目前国内外针对该问题的治理措施报道较少。分析了并行段内不同电压等级导线间的距离、高度、并行长度等参数对35 kV线路三相电压的影响程度,提出了降低35 kV配电线路对地高度并加装屏蔽地线,在35 kV配电线路上加装并联电容器,在35 kV配电线路上加装并联电抗器等保护措施,研究结果表明,采用上述措施可有效改善35 kV配电线路三相电压不平衡问题,提升了配电线路运行可靠性和抵御电磁影响的能力,为750 kV和35 kV线路共用走廊段线路的设计标准制定提供参考方案。

输电走廊场景激光点云LOD生成方法研究

为适应输电走廊海量点云高效实时三维显示需求,提出一种改进的多层次细节结构高效生成方法。首先对点云划分格网并计数,利用格网特征识别关键要素,将点云快速分成小块文件以利于并行处理;然后采用自适应采样方法对电力线塔等关键要素块进行泊松碟采样,对非电力要素块进行随机格网采样,实现多层次细节高效生成。实验结果表明,该方法在显示电力走廊关键要素时表现出了优秀的蓝噪声视觉效果,对比全局泊松碟采样速度提高了20%以上,满足海量点云电力巡检中实时高效显示需求。

高比例柔性负荷接入下的风电场集电线路方法

为保证风电场集电线路输送潮流时的稳定性,在高比例柔性负荷接入下提出了风电场集电线路入廊规划方法。调度接入工业高载能负荷与柔性负荷2种高比例柔性负荷,并将其作为风电场集电线路入廊规划方法的目标函数;构建风电场集电线路潮流约束,限制线路输送潮流,设计高比例柔性负荷约束,结合潮流约束与高比例柔性负荷约束构建线路入廊规划方法,并使用蚁群算法获取全局最优解,得到最佳规划线路。经实验验证:该方法接入高比例柔性负荷后,具备明显的削峰填谷能力。

输电走廊高杆植物生长高度预测可行性分析

本文首先研究了输电走廊植物生长周期性规律,确定了树高生长主导的影响因素,获得了大量树木生长的历史数据,包括生长过程中各种影响因素和相应的各时期树高值。其次,根据这些海量增长的历史数据,运用数据挖掘算法分析树高增长与不同影响因素之间的相关度量指标,识别树高增长与存在的强关联关系因素,为树高增长预测模型的建立提供理论依据。

黔桂铁路广西段动力集中型动车组开行方案研究

黔桂铁路为西部陆海新通道铁路主通道的重要组成部分,其中广西段(南丹—柳州)受路网规划等因素影响,暂缺高质量客运产品,无法满足沿线旅客美好出行需求,而利用既有线开行动力集中型动车组作为本通道客货分流格局形成前的“过渡”方案具有重要意义。根据运量预测结果,考虑采用短编组(9辆编组)CR200J动力集中型动车组,并结合2045年柳(州)河(池)城际铁路建成及干线普速列车部分带流等因素,确定了本线动力集中型动车组的开行径路、对数与停站方案,分析了时间节省效益与能力适应性情况。基于西部陆海新通道内各线主要技术标准及运营特征,提出了沿线动力集中型动车组开行的初步建议。

输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑设计

为了研究无人机在输电线路走廊巡检的应用,以小型固定翼无人机为研究对象,根据巡检任务要求,提出了一种基于全球定位系统(global positioning system,GPS)导航的输电线路走廊自主巡检无人机控制逻辑。首先结合输电线路走廊巡检环境,搭建无人机的6自由度非线性模型,并对其控制律进行研究;然后使用Stateflow模块仿真模拟巡检阶段和返航复检阶段的控制逻辑,实现巡检过程中无人机多模态之间的转换。仿真结果显示,无人机能够跟随巡检管理器给出的指令并完成指定的巡检任务,验证了无人机控制逻辑的合理性和有效性。

输电铁塔SAR图像检测的先验驱动恒虚警算法

提出一种基于先验驱动的恒虚警目标检测算法,用于高分辨率输电线走廊电力塔SAR图像的检测.根据压缩感知的方法对背景杂波进行重建,采用矩估计的方法对分布参数进行估计并计算出CFAR阈值,通过OS-CFAR的方法进行检测,以输电线走廊的遥感特征为先验对检测结果进行后处理,消除虚警现象的影响从而获得最终的检测结果.试验结果表明,该算法可以很好地实现对输电线走廊电力塔目标的检测.

500/220kV混压同塔四回线路电磁环境的仿真分析

为评估500/220kV混压同塔四回输电线路电磁环境的影响,用CDEGS软件仿真计算了典型塔型线路对应的工频电场、工频磁场、无线电干扰及可听噪声值,并分析了导线排列方式、导线高度等因素对线路下方电磁环境的影响。计算结果表明,在规程要求的导线最低对地高度下,工频磁场、无线电干扰、可闻噪声值均满足国家环保标准要求,而工频电场是决定线路电磁环境是否达标的关键性因素。按照工频电场4kV/m的限值提出线路走廊宽度的建议值,并对比给出了2典型塔型线路对应的最优导线排列方式。最后,提出改善线路下方工频电场的措施。

±500kV直流线路极导线不同排列方式对电磁环境的影响

目前我国常规的±500 kV直流线路均按极导线水平排列设计,但对于华东这种线路走廊比较拥挤的地区,若采用极导线水平排列,将占用较宽的线路走廊,由此造成的民房拆迁费用会大大增加。结合三峡蔡家冲—白鹤±500 kV直流输电线路(三沪直流线路),提出极导线垂直排列的直流线路架设思想,并通过模拟试验和现场实测的电磁环境数据,比较极导线水平排列和垂直排列情况下线路的电磁环境水平。研究结果表明:在相同的导线高度下,极导线垂直排列与水平排列相比,电磁环境较优,环保线路走廊也小。从电磁环境角度考虑,直流线路架设可采用极导线垂直排列方式。

基于多源遥感数据的输电线走廊树种分类

针对目前树冠提取中受背景影响和易出现过度分割的问题,首先,采用可见光差异植被指数和双边滤波对传统的单木树冠分割方法进行了改进;然后,以单木树冠为对象提取多维特征,并利用XGBoost算法进行特征重要性排序和特征选择;最后,使用随机森林、支持向量机、人工神经网络3种非参数分类器,设计了12种分类方案,进行了单木树种分类和精度评价。结果表明,改进的单木分割方法可以有效提高树冠提取精度,得到的树冠分割精度在80%以上;将Li DAR数据和航空正射影像相结合,采用XGBoost算法进行特征选择后,使用ANN分类器的分类方案精度最高,总体精度为86.19%,说明多源数据协同作用和特征选择可以提高树种分类精度,在单木尺度上ANN分类器对现有树种类型的分类能力最强。

基于矩量法的同走廊并行交流输电线路工频电场求解

同走廊并行交流输电线路工程的电磁环境较单回线路复杂,传统的模拟电荷法及有限元法无法适用于大空间尺度下的同走廊并行线路工频电场计算。为此,文中提出了一种基于矩量法的同走廊并行交流输电线路工频电场的求解算法。该算法考虑了单相导线的弧垂,依据其空间悬链线形状方程,推导出与弧垂相关的单相导线电场积分方程,从而采用矢量叠加原理获得同走廊并行交流线路在空间任意场点处的电场积分方程。采用脉冲函数和狄克拉函数,通过矩量法对该电场积分方程进行离散,最终得到输电线路的工频电场值。以三峡大学220 kV跨沁园并行输电线路为例,根据仿真计算与实验验证结果,认为相比于模拟电荷法,文中算法的计算结果与实情更为符合,适用于同走廊并行交流输电线路的电场研究。

输电线路建设和运行中的制约与技术创新

为了应对目前我国电网在建设和运行中面临的土地资源紧张、运行环境恶劣等制约因素,分析了新型输电线路技术、线路设备的新材料和新工艺、线路设计中的新方法和新措施、线路运行维护新技术等输电线路技术创新的特点和优势,提出提升单位走廊输送能力、增强线路本体抵御自然灾害的能力、提高线路运行维护水平应成为输电线路建设的方向。在电网的建设和运行中,结合工程实际采用技术创新,对建设"资源节约、环境友好的坚强电网"具有重要意义。

交直流混合电场旋转式一体化测试仪的研制

研究了一种直流电场、交流电场和交直流混合电场一体化旋转式电场测量仪。首先导出了一体化旋转式电场测量仪的输出电流与直流电场强度、交流电场强度和交直流混合电场强度的关系。在此基础上采用窄带通滤波法设计了感应信号后续处理电路,分离出感应信号中的直流分量与交流分量,并对电场仪进行了标定与现场测试。该电场仪测量精度高,线性度好,可以同时测量同一地点的交流电场、直流电场和交直流混合电场,对于超/特高压交直流同走廊和同塔输电线路混合电场研究和电磁环境监测具有重要意义。

城市电网通道优化利用研究

随着城市化进程的加快,城市输电线路走廊资源日益紧缺。在进行城市电网线路建设时,宜根据近远期城市电网规划对线路走廊进行综合利用。以某城市电网为例,探讨了城市电网通道优化利用的方案设计及其效益,分析结果显示优化设计方案不仅节约了线路走廊,而且避免了重复建设和节省了后续相关工程的费用。

基于上流有限元法的同走廊两回±800kV直流线路地面合成电场计算

为提高单位走廊输电能力,我国向家坝—上海与锦屏—苏南两回±800 kV直流线路采用同走廊架设。两回±800 kV直流线路同走廊架设在世界上无工程应用先例,需要对其地面合成电场进行研究,以满足工程设计和环境保护需求。文中提出了一种基于上流有限元法的同走廊两回直流线路地面合成电场计算方法,模拟试验线段试验结果验证了计算方法的有效性。计算和试验结果都表明:不同的极导线布置方案不会显著影响地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊两回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路的差别不大。最后对向家坝—上海与锦屏—苏南同走廊两回±800 kV直流线路的地面合成电场进行计算分析。

500kV同走廊并行交流输电线路工频电场的仿真计算研究

为掌握同走廊并行交流输电线路工频电场分布状况,建立了基于模拟电荷法的工频电场仿真计算模型,并利用实测数据进行了校验。结合重庆地区拟建的某500 k V同走廊并行交流输电线路,开展了两并行线路间距和相序对线下工频电场影响的仿真分析:ABC/CBA//ABC/CBA相序排列时,并行线路走廊中间两回的电场强度较边上两回有一定程度的降低,降低程度随着间距的增大而减小,当间距增大到一定程度时其影响可以忽略;不同相序对并行线路走廊中间的电场强度影响较为明显,在实际工程中,可以根据线下敏感点的位置选择CBA/ABC//ABC/CBA或ABC/ABC//CBA/CBA相序排列,从而确保其更好地满足环保要求。

交、直流共用超/特高压输电走廊下地面工频电场及最优相序排列方式分析

为减小共用走廊高压输电线路的地面工频电场使其达到最低水平,研究了走廊内输电线路相序排列方式与地面工频电场的关系,得到了使输电线路走廊中部区域地面工频电场最小的最优相序排列方式。通过对地面工频电场空间矢量分布和相导线电压相位关系的分析,给出了此最优相序排列规律的物理解释。采用典型参数建立了各回导线不同布置条件下共用走廊输电线路地面工频电场计算模型,计算了不同相序排列方式下走廊中部区域地面工频电场最大值;找出了中部区域最大值极小时的线路相序排列方式,验证了该最优相序排列方式的正确性与适用性。最后,结合已有相关研究成果,提出的共用走廊高压输电线路最优相序排列方式,为各同杆双回线路均逆相序排列,且在走廊中部区域非同杆各回线路靠近走廊内侧(或距地面最近)的相线间相位应相差120°、中间导线间相位应相同,为实际工程提供指导。

超高压线路走廊管理信息系统的设计与实现

随着近几年国家经济的迅猛发展,用电需求的快速发展,直接导致了电网建设规模的大幅增长,超高压线路建设规模也逐渐增大。激光雷达技术的出现为实现电网维护和监察定量分析提供了一种可行的数据源,文章基于此,完成对超高压线路走廊管理信息系统的设计与实现。该系统具有以下功能:多种数据源的相互关联和集成,如基于地理信息关联实地拍摄情况,视频监控情况,多分辨率遥感影像叠加等;实现电力部门专业应用,如线间距测量、净空距离测量、电线垂度监测、塔位信息提取、交叉电线关系确定、危险区域自动探测、台帐查询关联、报表自动输出等;专业分析结果显示可视化,直观表达在系统中,让用户可以非常方便地分析结果。

输电线路电力走廊LiDAR数据快速提取方法

本文根据500kV超高压输电线路走廊实际特点,应用LiDAR点云数据处理技术,分析LiDAR点云数据中500kV超高压输电线路走廊的主要特征,提出基于高程信息的递进滤波算法,实现了500kV超高压输电线路走廊的快速高效提取。验证实验表明,算法不仅能快速滤除地面点和植被点,实现500kV超高压输电线路走廊提取,而且分类精度高达99.8%,对于后续500kV超高压输电线路走廊三维重建及电力设备测量应用提供了较好的数据源。