基于多源信息感知和光学图像处理的电力装备数字化运维技术研究

将数字孪生技术引入新型电力系统高端电力设备,依据其孪生模型进行现场运维模拟试验和大电流、高电压、多谐波载荷下的功能性响应分析。从机械振动、气体成分、光学视觉、电气参量四个传感维度分析了新型电力系统装备智能感知技术提升,并实现了现场运行参数与数字孪生模型数据之间的交互联动。另一方面,提出了支撑数字孪生多源感知技术的GPU算力拓展技术,可有效支撑10-5~103 s设备动态行为仿真监测,并提出了高端装备运行寿命评估策略。研究结果可为数字孪生技术应用于高端电力设备场景提供理论指导和技术参考,有效支撑“双高特征”为主的新型电力系统安全稳定运行。

换流变压器绕组及其套管附件结构机械振动特性理论建模及试验验证分析

国内特高压直流输电线路发展迅速,其中换流变压器及其套管附件为典型电力装备,主要聚焦于6300 A大电流和800 kV高电压作用下关键电力装备机械振动特性理论建模与试验验证分析。首先分析了特高压换流站中使用的典型电力装备技术参数特性,提出换流变压器“场-路耦合”模型等效电路,并推导出“场-路耦合”模型三维图谱,获得了在不同振动信号作用下特高压换流变压器绕组及其附件套管结构将呈现不同的谐振特征。应用带通滤波器分析振动信号时间序列,表明带通滤波器限制频率为0~2000 Hz,可通过频率为2000~5000 Hz,进行傅里叶分解后发现信号幅值峰值出现在1000 Hz和2000 Hz附近。进一步,对换流变压器绕组及其套管附件结构短路电磁力及现场事故分析发现最大短路电流发生在t=0.01 s时刻,且其SVM辨识正确率为91.3%。该研究对于换流变压器及其套管附件典型电力装备基于振动信号的故障诊断具有指导意义。