实践和市场是科技企业创新的催化剂——北京国网富达科技有限责任公司承担防冰减灾重点科技项目研发纪实

2008年年初,南方一场罕见的低温雨雪冰冻灾害,给我国电力行业带来巨大的经济损失。能不能研发一种装置代替人工除冰?为此,国家电网公司迅速立项《输电线路机械除冰技术研究》项目,开展输电线路机械除冰装置的研制工作。其直属企业中国电力科学研究院所属的全资子公司北京国网富达科技发展有限责任公司(以下简称国网富达公司)承担了国家电网公司防冰减灾重点科技项目——输电线路机械除冰技术研究。2009年初样机研制成功,并通过实验室验证其除冰效果。国内第一台输电线路机械除冰装置的研制成功,标志着我国在利用科技手段防灾减灾方面取得了一个重大突破。

分公司使用总公司资质投标的合规性分析

分公司使用总公司资质投标,可能被认定为“使用通过受让或者租借等方式获取的资格、资质证书投标”,致使投标被否决。分公司使用总公司资质投标存在合规风险,招标工作中应鼓励总公司直接投标。

低碳智慧园区综合评价指标体系构建研究

双碳形势下,各地纷纷制定园区建设标准和运营规范,引导和激励有条件的园区向低碳智慧转型。国内园区低碳智慧评价存在体系框架不够清晰、评价指标覆盖面欠缺、低碳技术研发和应用整体水平有待提升等薄弱环节。本文提出构建低碳智慧园区综合评价指标体系的标准化需求,围绕“综合能源管理”“工业智慧化”“交通运输”“建筑物管理”“生活服务及效益”五大维度提出“5-9-40”指标体系,设立9类二级指标、40个三级指标,支撑智慧园区绿色低碳发展,助力低碳智慧园区工程标准化输出和可复制性落地。

计及柔性负荷和碳流的园区综合能源系统优化运行模型研究

为了抑制碳排放总量的上升,同时平抑负荷波动并提升能源设备之间的耦合程度,提出计及柔性负荷和碳流的园区综合能源系统优化调度模型,探究其在不同运行条件下的优劣状况。首先,建立以运行成本和碳交易成本最优为目标的调度函数。然后,在能源供给单元侧,将耦合设备进行协同配置以优化能源之间的互补效益;在负荷需求单元侧,纳入柔性需求响应模型平滑负荷曲线。最后,结合分时电价利用混合整数规划软件对所建系统运行模型进行调度。仿真实验结果显示,计及园区综合能源系统的源荷供需双向联合优化不仅可以有效遏止碳排放量的水平,而且还能进一步提升系统的整体经济效益。

基于改进YOLOv7的光伏组件红外图像热斑目标检测方法

太阳能是新能源领域的一个重要方向。热斑效应是光伏组件发生故障的主要原因之一,如何快速、准确地检测出光伏组件的热斑区域是目前的研究重点。针对光伏组件热斑红外图像数据集稀少、检测热斑时算法特征提取不充分以及定位不准确等问题,提出一种基于改进YOLOv7的光伏组件红外图像热斑目标检测方法。首先采用网格掩码和图像弹性变形的混合数据增强方式对现有的少量热斑数据集进行数据的有效扩充;同时在算法中加入注意力机制,使提取特征过程中可以进行跨维度信息交互来获取热斑图像的关键权重。相较于YOLOv7算法,改进后算法的检测精度(AP50)由原本的97.11%提升至98.12%,并且推理速度在GPU为RTX 4000的设备上达到31.4 frame/s。实验结果表明,所提方法提升了光伏组件热斑的检测精度与推理速度,能够基本满足光伏电场的实际应用需求。

隧道环境下基于深度学习的轻量级安全帽检测方法

隧道施工现场人员不按规定佩戴安全帽是事故发生的主要原因之一,使用安全帽检测算法能有效监督作业平台上所有人员安全帽佩戴的情况,及时作出风险预警,降低安全事故发生的可能。然而,工业上常用的安全帽检测算法计算复杂度较高,很难适用于隧道环境中的嵌入式移动设备,已有轻量级算法又很难在隧道光线差、背景复杂的条件下保持检测精确度。针对上述问题,文中提出一种基于改进YOLO_v3的轻量级安全帽检测算法,构建运算量较低的卷积模块LW_Conv,并以此改造主干网和特征金字塔。实验结果表明,改进算法的FLOPs约为YOLO_v3的10%,平均正确率(AP)比Tiny_YOLOv3高2%。

基于GBDT和SVM的光伏发电出力预测研究

梯度提升决策树(GBDT)和支持向量机(SVM)是预测光伏出力的两种常用算法。分析了光伏发电出力的影响因素,介绍了GBDT算法和SVM算法的原理,以及基于两种算法的光伏出力预测模型的流程,并进行对比分析。实验结果表明,基于GBDT算法的光伏出力预测模型的平均绝对相对误差和均方根误差都较小,预测效果更好。

光伏组件智能化故障检测综述

由于人工巡检及传统的故障检测存在各种弊端,对于智能化的光伏组件故障检测研究变得越来越迫切。首先,阐述了国内外现有的传统光伏组件故障诊断技术;其次,详细研究了结合智能化的光伏组件故障检测技术,包括基于电气特性和多类别图像的智能故障检测;然后,总结了光伏组件智能化故障检测优缺点;最后,对此领域的未来进行了展望。

基于物联网技术的电力电缆智能监测系统研究

针对现有电力电缆本体及环境状态监测存在的监测手段单一、通信协议不统一、数据准确率低等难题,基于物联网技术构建电力电缆智能监测系统,依靠多传感器融合、边缘计算、智能识别、Docker容器等技术应用,实现了电缆局部放电、护套环流、温度以及管廊环境的深度感知与实时监测,提升了电缆的智能化在线监测水平,降低了管廊的建设、运维成本。

基于物联网技术的覆冰舞动综合监测装置设计

研制了一种基于物联网技术的覆冰舞动综合监测装置,采用在线取电方式解决覆冰期间监测系统供能不足的难题,通过有机薄膜加热技术对镜头加热的方式防止覆冰期间镜头被冰覆盖,应用双目摄像头及覆冰舞动图像识别算法精确计算覆冰厚度和舞动强度,结合4G信号和北斗短报文双通信模块传输监测数据,并利用物联网管理平台实现输电线路覆冰舞动现象的实时监测预警。

基于433 MHz通讯模组的微风振动监测仪设计

为有效监测输电线路导线的微风振动情况,设计了一种基于433 MHz通讯模组的微风振动监测仪。搭建微风振动监测仪的系统框架,设计以433 MHz通讯模组为核心的硬件电路与软件架构,对微风振动监测仪进行准确度实验与现场应用实验。结果表明,本文设计的微风振动监测仪满足设计需求与现场应用要求。

基于物联网技术的覆冰舞动综合监测装置研究

针对覆冰舞动监测设备使用过程中出现的难题,研制了一种基于物联网技术的覆冰舞动综合监测装置,采用在线取电方式,有效解决了覆冰期间监测系统供能不足的难题。为防止覆冰期镜头被冰覆盖,采用有机薄膜加热技术对镜头加热。采用双目摄像头采集导线正常状态与覆冰舞动状态照片,通过覆冰舞动图像识别算法,精确计算出覆冰厚度和舞动强度。为保证无人或偏远地区的监测数据能够及时、稳定地传输,监测数据采用4G信号和北斗短报文双通信模块进行传输,设备监测数据经过安全接入平台与物联网管理平台连接,实现输电线路覆冰舞动现象的实时监测预警。

输电线路微风振动监测与分析系统设计

微风振动是导致线路损伤的主要原因,分析微风振动以及进行有效监测对于保障输电线路安全稳定运行尤为重要。为此,基于反装振幅法设计了一种输电线路微风振动监测与分析系统,能够有效分析导线疲劳损伤程度和剩余寿命,现已成功投运于多条输电线路。

基于图像的换流站用避雷器仪表识别

针对电力系统中的换流站用避雷器仪表的特点,提出了一种基于图像的站用避雷器动作次数和泄露电流的识别方法。首先,采用基于透视变换的方法对采集到的避雷器泄漏电流仪表图像进行畸变矫正。其次,通过图像预处理进行图像增强获得相对比较清晰的表盘信息。再次,利用垂直投影法和基于运动项的改进BP神经网络完成避雷器动作次数数字式仪表的识别,采用减影法和改进的Hough(霍夫)变换完成换流站用避雷器泄漏电流指针式仪表的识别。最后,采用现场拍摄的型号为3EX5 050的西门子避雷器仪表对本文所提算法进行了验证。结果表明该算法能够快速、自动、准确的识别出避雷器仪表读数。该方法避免了人工读取效率低和精度差的问题,而且只需要很少的改动便可应用于换流站中其他仪表的智能识别。

改进的Hough变换在覆冰厚度测量中的应用

讨论了基于图像处理的输电线路导线覆冰厚度测量原理,针对现有利用图像处理技术检测输电线路覆冰厚度的不足,提出一种新的输电线路导线覆冰厚度测量方法。该方法对采集到的输电线路导线图像进行实时处理,采用中值滤波对覆冰图像进行处理,既较好地去除了噪声,又避免了边界的模糊;在边缘检测上采用Canny算法,能够尽可能多地标识出图像中的实际边缘;将分类器和等矩取点配对机制融合到Hough变换算法中,减少了Hough变换的存储量,提高了Hough变换的可靠性及算法的准确率;提取边缘轮廓测量输电导线的覆冰厚度。通过实验分析,该方法提高了边缘测量的准确度,具有一定的应用前景。

空间用GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的抗辐照性能及退化机制研究

利用TFC光学膜系设计软件,设计出空间用GaInP/(In)GaAs/Ge三结太阳电池的分布式布拉格反射器(DBR)。由15对Al0.2Ga0.8As/Al0.9Ga0.1As组成的布拉格反射器在中心波长850 nm处反射率高达96%,可以使800~900 nm波段内红外光有效反射后被二次吸收,提高了Ga As子电池的抗辐照能力。通过对两种电池结构A、B地面模拟辐照试验获得1 Me V电子辐照下Ga In P/Ga As/Ge太阳电池电学参数随辐照注量退化的基本规律。在此基础上应用PC1D模拟程序分析太阳电池内部的载流子输运机理,建立1 Me V电子辐照下两种电池结构中多数载流子浓度和少数载流子扩散长度随辐照电子注量变化的基本规律。研究结果表明,多数载流子浓度和少数载流子扩散长度均随入射电子注量的增大而减小,同时原电池结构A中多数载流子去除率和少数载流子扩散长度损伤系数明显高于新电池结构B,由此表明包含布拉格反射器的新电池结构具有更强的抗辐照能力。

海缆巡检机器人脐带缆收放系统设计与研究

针对近海遥控操作水下机器人(ROV)系统的收放系统需求,初步研究设计了适合中小型船舶的ROV收放系统,该系统包括A架、绞车、排缆器、液压动力单元等ROV专用收放系统,并进行了初步的载荷分析。

基于遥感和气象数据的线路山火跳闸风险分析

山火导致的输电线路跳闸故障给电网的安全稳定运行带来了严重威胁。为了有效评估输电线路山火跳闸风险,文章基于中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)卫星和美国国家海洋大气局(National Oceanic and Atmosphere Administration,NOAA)卫星遥感数据以及气象预报数据提取了火点、阻隔物、风速等信息,提出了考虑季节因素对植被可燃性影响的火头蔓延速度修正模型,给出了山火蔓延范围估算方法,建立了考虑植被平均高度与三分之二处杆塔高度差的线路跳闸风险评估模型,为评估山火跳闸风险奠定了理论基础,对提高电网抵御山火灾害能力具有重要意义。

便携式载人登塔设备在输电线路铁塔上的应用

便携式载人登塔设备主要用于攀登特高压、超高压输电铁塔和大量高度为50～150m的输电铁塔。在宁夏地区的750kV和±660kV输电线路中的两基铁塔上安装使用了该设备，设备运行效果良好，各项技术性能指标满足设计要求。该设备的成功应用为我国特高压、超高压线路的检修工作提供专业化的作业机具，可提高检修作业的工作效率和登塔作业的安全性，降低劳动强度。

电线覆冰预报模型研究综述

我国地域广阔、地形复杂、气候多变,输电系统面临相当严重的覆冰灾害威胁。导线覆冰导致的电力系统事故,严重影响了正常的国民经济生活。为了保证电网系统安全可靠的运行,有必要对输电线路导线覆冰的预测模型进行深入研究。首先总结了电线覆冰的相关气象因素,然后列举了一些比较典型的经验和半经验模型,综合阐述了覆冰物理过程的流体力学和热力学理论,最后对国内的覆冰预测模型研究现状做了简要介绍。