基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线优化方法研究

为了提高电力巡检无人机的电磁检测性能,提出了一种基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线优化方法。阵列天线的阵列单元稀布排列,能够在保证阵列天线性能的同时,减少阵列单元的数目,从而减少馈电单元的数目。每个阵列单元等幅馈电,可以有效降低馈电网络设计的复杂程度,这些都能够在一定程度上降低阵列天线的功耗,提高无人机的巡检时间。利用改进智能优化算法,通过优化阵列单元的位置,使方向图的最高旁瓣电平(peak sidelobe level,PSLL)尽量低,因此文中设计的阵列天线具有较低的最高旁瓣电平,从而具有很好的环境抗干扰能力。仿真结果表明,在给定阵列单元数目、最小间距约束和阵列天线尺寸的情况下,提出的方法能够有效降低阵列天线方向图的最高旁瓣电平,对具有41个阵列单元的椭圆阵列天线进行优化,优化后的阵列天线方向图的最高旁瓣电平在-24dB以下。

基于重载荷大跨度桁架机器人的电力物资智能搬运系统研究

随着国家电网“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标的提出,电力物资仓储逐步向数字化、智能化方向迈进。针对重型电力物资仓储的核心环节——智能搬运,提出一套桁架机器人配合AGV及顶升平台的智能搬运解决方案。分析在重载荷、大跨度、外形各异等复杂工况条件下,如何实现高安全性、高精度、高效率的搬运;分析桁架机器人与AGV及顶升平台之间的协同工作,以及如何在重载荷下实现双顶升平台的高精度同步控制;提出采取RFID技术实现智能搬运过程的自动数据采集。

直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究

GIS中盆式绝缘子表面在外施直流电压时会积聚大量电荷使得沿面闪络电压大幅降低,从而引发一系列电气设备故障。基于上述问题,文中分析了盆式绝缘子表面电荷的来源与传导途径,采用有限元仿真计算方法构建了二维轴对称仿真模型以及设定相关参数,研究了电压极性、不同电压幅值以及电压极性反转对盆式绝缘子表面电荷分布的影响。结果表明,在直流电压下,凹面主要积聚与外施直流电压极性相反的电荷,凸面主要积聚与直流电压极性相同的电荷,且凹面积聚的电荷密度更大;在极性反转后-100 kV直流电压下,盆式绝缘子表面原先积聚的电荷密度呈现先增大后逐渐减小的趋势,随后转换极性并达到饱和,电场在靠近高压端以及盆式绝缘子沿面0~20 mm处的畸变程度较为明显。电场在盆式绝缘子表面电荷极性发生变化前出现峰值,相比较电荷达到饱和状态,此时盆式绝缘子凹面最大场强增加46%,凸面最大场强增加5.4%。该研究可为直流电压下盆式绝缘子表面电荷分布特性提供指导。

高热故障下变压器油纸绝缘系统的产气机理研究

针对高热故障下超/特高压变压器内部绝缘系统状态变化和产气机理不清晰而严重制约变压器状态分析诊断的问题,本文基于热焓理论与仿真模拟手段相结合的方式对超/特高压变压器高热故障下油纸绝缘系统特征气体的生成路径与油纸绝缘系统的裂解机理开展研究。依据热焓理论得到气体的生成机理,并利用仿真模拟验证本文所提出的产气机理与路径。结果表明:高热故障下油纸绝缘系统中链烷烃要比环烷烃和双环芳香烃更容易发生裂解,各组分裂解生成特征气体的速率从大到小依次为纤维素、链烷烃、环烷烃、双环芳香烃。根据气体生成能可知,特征气体CH_4和C_(2)H_6最容易生成,C_(2)H_(2)最难生成,可通过特征气体在油纸绝缘系统中的生成速率判断高热故障的严重程度。

电力安全工器具管理系统的研究设计

由于当前电力企业安全工器具管理方式存在较多缺陷,不利于电力安全生产,文章结合国内外研究现状,设计出一套电力安全工器具管理系统。从总体架构入手,针对系统流程和功能模块设计出具有领用归还自动化管理、定期试验提醒和使用预测等智能化功能的管理系统。本系统能够提高工器具管理的效率,实现工器具的全寿命周期信息化管理,解决现阶段工器具管理存在的问题,满足电力安全生产的需要。

考虑累积效应的35 kV油浸式三相变压器温升特性仿真与试验研究

变压器长期处于不停机运行状态,焦耳热、电磁热等热源产生的温升会严重影响变压器的运行状态和使用寿命。为了更准确地得到35 kV油浸式变压器的热点温度和温升特性,针对现有研究未考虑温度影响下参数的时间尺度变化特征的问题,考虑温度累积效应带来的影响,围绕油浸式变压器的温升特性展开研究。首先,建立时变电流密度、磁感应强度的理论模型;其次,基于电磁热流多物理场耦合仿真方法,对油浸式变压器带负载工作过程进行电磁场、温度场及流场的有限元仿真分析,得到了铁心、绕组及漏磁损耗作用下油箱内部温度变化及其分布特性;最后,完成油浸式变压器长期带负载运行实验,并采集得到升高座下方及初级、次级绕组温度。仿真发现绕组附近温度约为95℃,铁心的直角区域及升高座下方也存在高温区,原因是该位置油流流速较大,仿真结果约为28 mm/s。实验与仿真的对照结果表明,考虑累积效应的仿真结果与实测值较为接近。研究内容可为油浸式变压器的温升特性提供技术参考。

基于协同优化的电力物资智能仓储系统

电力设施直接服务于国计民生,其稳定运行至关重要,对电力物资储配提出了更高要求,为此,在对堆垛机和自动导引小车运行路径进行协同优化的基础上,设计了一种基于协同优化的电力物资智能仓储系统。仿真结果证明了设计系统的有效性和任务完成时间上的优势。

融资租赁模式在电力建设项目的分析与应用

融资租赁因融资周期短、难度小以及初始投资少等优势,非常适用于具备投资大、全寿命周期长、资金回收周期长等特性的电力行业项目建设。采用融资租赁模式能够降低承租单位资金压力,减少融资成本与时间,同时对于承租单位企业信用与项目本身现金流的要求较低,是电力行业项目建设融资决策时的优质融资方式选项之一。文章运用工程经济学相关理论与知识,讨论了融资租赁模式在电力行业项目全寿命周期成本与效率评价方法,并给出了项目实施过程中常见的风险防范措施,以供项目决策者与执行者参考借鉴。

全钒液流电池建模及SOC在线估计研究进展

全钒液流电池(VRFB)具有高安全、长寿命的优势,在大规模电力储能领域中具有广阔的应用前景。高精度的电池模型及准确的电池荷电状态(SOC)估计是全钒液流电池实际应用的重要技术基础,也是其规模应用面临的主要挑战。本文对全钒液流电池仿真模型、模型参数辨识、SOC监测与在线估计,以及全钒液流电池特有的SOC估计影响因素进行综述。首先介绍了电化学模型和等效电路模型2类仿真模型,分析比较了几种用于VRFB的等效电路模型的原理及优缺点。重点综述了全钒液流电池荷电状态监测方法,包括:安时积分法、开路电压法、电位滴定法、电导率法和光学分析法,以及更具工程应用前景的荷电状态在线估计方法。总结了全钒液流电池模型参数离线与在线辨识技术,介绍了基于滤波算法与数据驱动算法的荷电状态在线估计方法。在全钒液流电池SOC估计特异性影响因素方面,讨论了包括钒离子的跨膜迁移、负极氧化副反应、负极析氢反应和温度对参数辨识与荷电状态估计的影响规律,总结展望了全钒液流电池建模及SOC在线估计面临的问题及未来研究方向。

基于EPC模式的项目管理在电力工程中的应用研究

电力工程是国民经济的重要支柱,其项目管理的质量和效率直接影响着电力供应的稳定性和可靠性。设计-采购-施工(Engineering Procurement Construction,EPC)模式是一种将工程设计、采购和施工一体化的项目管理模式,具有合同简单、风险低、效益高等优点。为此,文章分析了EPC模式在电力工程中的应用现状和存在的问题,提出了基于EPC模式的项目管理策略,包括加强现场管理层组织建设、做好分包管理工作以及增强总承包企业自身建设力度,以期为相关工作人员提供参考。

运行状态下GIS设备振动特性差异性研究

机械类缺陷/故障是当前GIS设备最为常见的问题之一,对于此类缺陷目前尚无可用的现场检测装置及机械缺陷评估方法。文中通过现场检测方式,开展了220 kV及550 kV GIS不同气室的振动特征对比分析研究。研究结果表明:三相母线室的振幅最高,可能原因在于三相母线在壳体上产生的磁感应强度更大,壳体的振动幅值更大;同类气室不同测点的幅频特性相关系数均在0.993以上,不同类气室的测量结果相关系数较低,幅频特性及其相关系数可以在一定程度上表征GIS的不同气室振动状态;振幅和相位、检测位置和电压等级之间相关性不强;大多数气室主要频率成分均为100 Hz,避雷器振动的主要频率变为300 Hz,可能与避雷器内部轻微缺陷有关。

基于TEROS的自然闪电X射线暴观测研究

本文报道了国内首个自然闪电高能辐射(Lightning Energetic Radiation,LER)多点观测结果.基于自主研发的雷暴高能辐射观测系统(Thunderstorm Energetic Radiation Observation System,TEROS),在2021年夏季观测期成功捕获3次自然LER事件,结合闪电定位、低频快电场变化、回击峰值电流等其他资料,对3次事件的高能辐射特征进行研究.分析发现:3次LER事件均于负地闪下行先导的最后阶段被探测到,是典型的X射线暴,且均具有MeV能量的单光子,最大能量超过2.2 MeV;伴随梯级先导出现的X射线暴持续时间为数百μs,伴随不规则直窜先导的X射线暴持续时间为数十μs,主要与先导发展速度有关;相应回击峰值电流最大的1次事件具有最高的单光子能量、最大的单位面积沉积总能量和最多的爆发过程数量,随着接近回击时刻,该事件还表现出与电场变化一致的增强趋势,表明先导头部电场是影响高能辐射产生的重要因素;随到达强度降低,高能辐射信号逐渐由束流模式向单光子模式转变,呈现出与地球伽马射线闪类似的现象学特征,更多乃至所有的爆发过程无法被探测到,高能辐射可能是闪电发展过程中的普遍现象.

GIS绝缘子金属污秽缺陷不同程度间歇性放电诊断分析研究

针对现场气体绝缘组合电器(GIS)绝缘缺陷局部放电漏报、误报情况频发的问题,利用真型GIS搭建局放多源检测试验平台,开展绝缘子表面金属污秽缺陷间歇性放电试验,采用不同局放检测法研究不同程度间歇性放电特性变化规律。研究结果表明:金属污秽缺陷放电量随着放电时间的延长呈现先升后降的变化趋势;放电时间间隔整体呈现增加的变化趋势;超声检测法和化学检测法无法实现金属污秽间歇性放电的有效感知;由4组50个工频周期特高频(UHF)相位分辨局部放电(PRPD)图谱数据所构成的200个工频周期UHF PRPD图谱中能初步得出间歇性放电分布规律;处于间歇性放电状态的金属污秽缺陷不会逐渐发展演变成击穿放电故障。研究成果对拓展间歇性放电特征的认知及现场对GIS放电缺陷的检测具有重要意义。

换流变压器内部电弧故障超压仿真研究

换流变压器内部电弧故障将引起油箱内部油压骤升,可能导致油箱破裂甚至严重的爆炸起火事故,严重威胁电力系统安全稳定运行。本文以实际的500 kV特高压换流变压器为研究对象,基于ANSYS平台进行多场耦合数值仿真计算,得到不同故障条件下换流变压器内部超压的时空分布特征。仿真结果表明,设备内部电弧故障期间瓦斯气泡动态增长,油压随瓦斯气泡脉动而骤升并表现出明显的波动特征,换流变压器本体内部油压空间分布不均。本项研究对于换流变压器减压防爆、结构优化具有一定的参考意义。

紧固件松动对高压并联电抗器振动特性的影响研究

紧固件松动是导致高压并联电抗器振动加剧,进而引发故障的重要原因。本文采用多物理场耦合仿真软件建立了考虑内部结构件的三维全尺寸物理模型,仿真分析了紧固件松动对高压并联电抗器振动及其传播特性的影响。研究结果表明:铁芯饼及拉杆预紧力下降均会导致电抗器本体和外壳振动的加剧,且对芯柱顶端和外壳正面及侧面上部的振动影响更为明显;相比于拉杆,铁芯松动导致的振动增加更为显著。仿真结果可为基于声学振动信号的高压并联电抗器缺陷检测及故障诊断提供理论依据。

构网型逆变器同步频率谐振抑制研究

对于高电力电子渗透率的未来,构网型逆变器在电力系统中的稳定运行至关重要。由于不同于传统同步机本身存在的机械转子和阻尼绕组产生的高惯性高阻尼,构网型逆变器可能由于惯性以及阻尼的不足以及耦合引入的负阻尼导致在并网后输出功率存在较为明显的同步频率谐振问题,不仅影响波形质量,严重时甚至导致暂态不稳定。针对该问题举出四种方法并结合伯德图进行分析,最后通过Matlab/Simulink进行仿真验证。

新型GIS局部放电柔性内置阿基米德螺旋天线研究

针对气体绝缘组合电器(GIS)内置式特高频(UHF)传感器空间利用率低、尺寸较大并且可能破坏GIS内部电场分布的问题,文中设计了一种新型柔性内置阿基米德螺旋天线。利用振幅随幅角线性增加的正弦波加载方式对天线本体进行小型化处理,使天线径向尺寸缩小57.8%,并对背馈巴伦进行曲折小型化,使巴伦长度减小56.4%。设计的柔性天线本体直径146 mm,厚度0.27 mm。有限元仿真和实物测试结果显示,柔性天线在弯曲半径为0、250、350 mm时,在720 MHz~3 GHz频段内驻波比VSWR≤5;在1.02~3 GHz频段内VSWR≤2;在工作频段内具有良好的全向辐射特性。搭建局部放电试验平台对天线性能进行分析,结果表明文中设计的柔性天线在弯曲形变前后均可检测到放电量20 pC以下的PD辐射电磁波信号。

110 kV复合绝缘横担结构设计及工程应用研究

为在输电线路中推广复合绝缘横担,以110 kV输电线路改造工程为背景,提出了一种线路用复合绝缘横担设计方法。从复合绝缘横担的大风、覆冰、安装及断线四种工况荷载计算着手,对复合绝缘横担开展结构设计。采用有限元软件建立两拉-两压结构形式的力学分析模型,在四种工况下对横担进行力学计算,通过力学真型实验验证了复合绝缘横担结构的稳定性和安全性。该方法设计的复合绝缘横担满足该线路安全运行要求,并成功挂网多条110 kV输电线路;针对不同线路塔型设计工作量大、生产周期长的问题,开展典型化设计工作是未来发展的趋势。

基于改进遗传算法的电力巡检机械臂运动路径规划方法

路径规划是巡检机器人设计中一项重要的技术,为解决遗传算法在巡检机器人规划中所存在的路径最优、避障等问题,提出基于改进遗传算法的电力巡检机械臂运动路径规划方法,构建机械臂的数学模型,改进遗传算法的设计,旨在对巡检机器人的路线进行优化。

基于“532”模式的质量管理小组创新研究

本文结合公司质量管理小组在工作中存在的活动过程缺乏有效控制、基层员工参与主动性和自觉性不足、专业人才匮乏、质量小组活动考评缺乏综合考量等问题,运用全面质量管理理念,创建“532”管理模式,深化质量管理小组的活动管理,激发企业核心成果创新,增强员工质量管理意识,促进生产管理效能提升,实现企业社会效益和经济效益的有效增长。