基于分布式光传感技术的变电站地质基础沉降监测

针对广东珠三角地区部分变电站存在地质基础沉降需要监测的问题,提出了一种基于分布式光传感技术、使用应力光缆的变电站地质基础沉降监测方法。该方法的技术原理是布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)技术,监测硬件系统的构成包括光路系统和电路系统,应力光缆选择定点式应变感测光缆,布线方案包括变电站地表敷设和桩孔光缆入地。模拟试验表明,BOTDA技术能够适应变电站地质基础沉降监测的需要,布设应力光缆的同时要布设温度参考光纤或光缆,做好温度补偿。研究结果证明了该方案的可行性,为变电站防治地质基础沉降灾害提供了一种辅助决策和效果评估手段。

基于光传感技术的电网光纤定位杆塔方法

为了实现每基杆塔的光纤定位,从而更精准地实时监测光纤架空地线复合缆的运行状态,提出了一种基于分布式光纤传感技术的杆塔光纤定位方法。通过对实时监测频移数据进行分析,并结合光纤架空地线复合缆自身结构和架设特点发现,在杆塔连接位置由于金具等的连接原因,使得光纤频移变化量较档距中间更小,因而可以从差异化出发识别杆塔的位置,实现输电线路杆塔精确定位。最后通过与线路资料进行对比,验证了定位方式的可行性。

伊库通道运维保障措施图绘制技术研究

为了有效落实运维保障措施,对伊库通道运维保障措施图绘制技术进行研究。研究表明伊库一线存在的风险因素为无人区、冰害、风偏共3类隐患。研究成果对提升伊库通道的运维保障水平具有重要的意义。

基于分布式光纤技术的沿海风速特征分析

利用分布式测风技术监测沿海某架空线路的实时风速数据,分析全线风速的四季分布差异及日变化特征。结果表明:该线路除首端外,夏季平均风速最小,秋季平均风速最大;日平均风速呈现白天大、夜间小的典型特点;在风速的日变化幅度上,春季变化幅度最大,夏秋季次之,冬季最小。根据分析建议重点关注该线路的首尾端在夏秋两季的风速情况,为线路设计及改造提供参考。

基于OPGW光偏振态的输电线路雷击点定位方法

针对目前输电线路经常遭受雷击且雷击点无法精确定位问题,提出了一种基于光纤复合架空地线(OPGW)光偏振态的新型雷击点定位方法。该方法利用OPGW内部通信光纤作为传感器,通过变电站一端的监测主机向光纤中发射稳定探测光,通过检测OPGW内部光纤中传输光的偏振态变化判定雷击点位置。并模拟了雷击OPGW试验,对雷击时OPGW内部通信光纤中传输光由于Faraday效应引起的偏振态突变信息进行研究,并采用改进奇异值算法结合小波分析方法提取雷击点处的偏振态突变量传到偏振解调设备中的时刻来进行故障点定位。多次试验结果表明,该方法的定位误差均≤1%,且不受传统定位方法中线路参数、行波波速等条件的约束,定位时只需OPGW内部通信光纤不受损坏,即可较准确地找出雷击点的位置,具有较高的定位精度和可靠性,为实际输电线路上的雷击点检测与定位提供了新的思路。

基于分布式光纤的电网台风灾害预警方法研究

台风引发输电线路不同程度的运行故障,其根本原因在于风荷载的影响。因此为了保证电网的安全稳定运行,文中介绍了一种基于分布式光纤测风技术,提出了一种电网台风灾害实时预警方法。通过分布式监测设备得到的风速计算出实时风荷载,综合考虑线路在大风持续下带来的损耗不一、自身运行状态、运维遗留问题等三方面因素,动态修正设计风荷载,并与实时风荷载建立相应判据,发布对应的预警信息以及损耗排序,指导电网人员首选大风险或潜在风险档距进行巡检,避免盲目的同时大大减少工作量,将台风灾害损失降到最低。

电网极端天气区划图智能绘制系统的建设

以数据库技术和可视化技术为支撑,以国家电网关于极端天气分布图(雷区、冰区、舞动区)的相关规范标准为依据,采用计算机软件集成技术和地理信息系统开发技术,建设电网极端天气区划图智能绘制系统,实现极端天气专题图的智能成图、编辑、审批、发布、分析、评价等多项功能,为电网规划和电网防灾减灾提供决策依据。

基于OPGW的输电线路落雷检测与定位研究

利用OPGW(光纤复合架空地线)内光纤的法拉第磁光效应,研究了基于光纤的输电线路OPGW上雷击信号检测与定位的可行性,开发了相关设备,并进行了一系列实验。结果表明,通过检测OPGW中传输光信号的变化有可能实现OPGW上的落雷监测,并对雷击点进行定位,为输电线路的防雷设计和改造提供更多有用信息。

甘肃电网智能污区系统应用研究

电网污区分布图是电力系统设计、生产、运维的基础。甘肃省2014年污区分布图利用基于成图规则模块化数据算法的智能系统绘制,将污区图成图的流程进行了分类详细处理,简化了绘制工作流程,提高了绘图效率,为线路防污闪提供了实时准确的参考信息。

湖北电网特殊区域专题图智能化绘制系统的建设

以数据库技术和可视化技术为支撑,以国家电网关于特殊区域分布图(雷区、冰区、舞动区)的相关规范标准为依据,采用计算机软件集成技术和地理信息系统开发技术,建设湖北电网特殊区域专题图智能化绘制系统,实现特殊区域专题图的智能成图、编辑、审批、发布、分析和评价等多项功能,为电网规划和电网防灾减灾提供决策依据。

等值盐密分布图研究

介绍了现有污区图的特点,并指出其缺乏一定的精确度和实时性。因此,提出了等值盐密分布图的概念。其以时间连续的污秽在线监测数据为基础,结合相应等值线绘制规则绘制而成。它能反映出各地区的实际污秽水平。最后以广东省某地区为例输出等值盐密分布图样图。

电力系统特殊区域分布图绘制系统研究

以数据库技术和可视化技术为支撑,以国家电网关于特殊区域分布图(雷区、冰区、舞动区)的相关规范标准为依据,将特殊区域分布图的绘制规则归类、抽象、建模,封装固有不变流程,将可变因子以规则库参数形式进行更新和调整,并采用计算机软件集成技术和地理信息系统开发技术,研制集电力系统特殊区域分布图自动生成、编辑、审批、发布为一体的绘制系统,为电网规划和电网防灾减灾提供决策依据。

基于ArcGIS的电网特殊区域电子图栅格转矢量质量控制方法

电网特殊区域电子图栅格数据只有转换成矢量数据,才能进行人工经验修正,更加科学准确地表征和模拟线路特殊区域分布情况。由于栅格和矢量数据结构的差异性,导致特殊区域电子图在转换过程中会出现大量细碎多边形、图形边界锯齿突出、平滑度低和拓扑错误等数据质量问题,降低了特殊区域电子图的准确度。就这些数据质量问题,提出基于Arc GIS的有效的质量控制方法。实践表明,质量控制方法能够很好地解决特殊区域电子图的数据质量问题,保证了电网特殊区域电子图的质量和准确度,增强了电网特殊区域电子图的实际应用和推广。

基于光纤光栅传感器的输电线路微气象在线监测系统

提出了一种用于输电线路微气象在线监测的系统,该系统采用光纤光栅温湿度传感器作为传感器件。在光纤光栅表面处涂有湿敏材料后可将对湿度的感应转化为对应变的响应,再结合温度补偿,可有效果地测量环境温湿度。

相位敏感OTDR和布里渊OTDR结合的双参量分布式光纤传感的研究

在分布式光纤传感及应用中,单一传感系统一般只能实现一种参量的监测,如相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)只能监测光纤沿线的振动信息,布里渊光时域反射计(BOTDR)仅能监测应变/温度信息。对于多参量监测的应用场合,必须通过配合多种技术和系统来实现多参量监测和分析,增加监测成本和复杂性。设计并搭建了一种集成Φ-OTDR和BOTDR的双参量分布式光纤传感系统。该系统通过同时测量光纤中的瑞利散射和布里渊散射信号,在一根传感光纤中实现了温度/应变和振动的双参量检测。经过试验测试和验证,其测量距离达50 km以上,空间分辨率可达20 m,温度测量精度为±3℃,频率测量精度±0.15 Hz以上。

基于布里渊散射与相关因数法的光纤复合架空地线应力分析

针对低拉力及复杂拉力混合作用下的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)难以用布里渊时域反射仪直接准确获得光缆应变的问题,研究了不同低应力区间OPGW内部光纤布里渊散射的频移变化特点,以及恒拉力与动态变化拉力对OPGW内部光纤布里渊频移的影响,提出利用相关因数与布里渊散射相结合的OPGW应力分析方法,并构建了用于监测低拉力及复杂拉力混合作用下OPGW内部光纤布里渊散射频移的试验平台,应用该平台以多速率条件分解光纤所受复杂拉力混合作用,提取多速率下OPGW内部光纤布里渊散射的频移特征,得到了相关因数与光缆应力的关系曲线。试验结果表明,通过分析相关因数可准确地判断光缆应力情况,为分析OPGW运行状态提供依据。

基于DVS的振动源与传感通道垂直距离的计算方法

振动源与传感通道的垂直距离是光缆、电缆等线路运维人员关注的重要指标之一,对如何进行线路安全处置具有重要指导意义,提出一种基于分布式振动系统(DVS)的振动源与传感通道垂直距离的计算方法。通过实时采集光缆信号数据,分析了振动波的衰减特点,选择了合适的振动波振幅谱计算模型,并给出了振幅谱与振动源间隔距离的分布方程,以及垂直距离的近似计算方法。实验证明:该算法计算出的垂直距离误差较小,符合工程设计要求,具有较高的实际应用价值。

多分裂输电线路末端自重构移动作业机器人机械系统设计

输电线路带电作业机器人辅助甚至替代人工进行带电作业对于提升作业效率,保障人员安全具有重要意义。然而输电线路作业种类众多,不同的作业对象都对应有不同的作业末端,特别是对于移动机器人在线上进行不同末端工具的自己更换即机器人的末端自重构就显得尤为重要,它不仅能够实现机器人的“一机多用”,更是将烦琐的“下线-更换末端-上线”直接简化为线上更换。为实现上述功能,提出了一种能够行走于二分裂和四分裂输电导线且能够进行绝缘子和引流板两种检修作业的末端自重构四轮移动机器人机械构型,在INVENTOR软件中设计了机器人的虚拟样机实体模型,提出了末端自重构的作业运动规划,通过机器人末端自重构过程的运动学理论建模、计算与分析、在MATLAB软件中选取不同的点云数对末端作业空间进行了仿真分析,同时,利用RobotToolBox对机械臂的运动规划进行了仿真分析,两组仿真都验证了机器人能够在线上无碰避障的实现末端自重构以及无盲区作业,相比与传统的地面手动重构方式,作业效率进一步得到提升,同时,机器人作业智能性也得到了显著增强,研究结果对于输电机器人实用化进程具有有力的推动作用。

韶关鸟害风险分布图自动绘制系统的研究

鸟害跳闸给韶关电网安全运行造成严重威胁。针对此类问题,首先,对鸟害专属规则库、鸟害风险分布图自动绘制模型进行研究,然后研究了鸟害风险分布图自动绘制流程和鸟害风险分布图编辑流程。由韶关鸟害风险分布图自动绘制系统可得到最终的韶关电网输电线路鸟粪类故障风险分布图。从鸟粪类故障风险分布图中可以得到韶关各区域的鸟粪故障风险等级,从而给韶关输电线路防鸟害工作提供一定的参考。

基于分布式光传感的输电线路地震信号分析

为了分析地震对输电线路的影响,利用OPGW分布式光传感监测系统采集了地震案例数据,对输电线路受地震影响时的振动进行了特征分析,并初步尝试以实测塔线体系振动数据开展地震对输电线路的影响程度评估,充分验证了基于光纤复合架空地线(OPGW)的分布式光传感监测系统可以准确监测到输电线路通道的地震活动,并能感知全线路受地震波的影响情况。