基于蚁群算法的绝缘子憎水性等级判别方法

憎水性是衡量绝缘材料电性能的一个重要指标,也是确保绝缘子安全运行的重要保证,且对绝缘子憎水性等级进行判决的关键是准确地分割出水珠(或水迹)区域,因此将蚁群算法引入到憎水性图像处理中,该方法首先采用自适应局部灰度均衡对图像进行增强,以减小水珠的透明性导致的目标与背景的相似度;然后采用蚁群算法建立憎水性图像的知觉图表,利用图表信息实现对图像边缘信息的提取,从而获取水珠(或水迹)的轮廓信息。最后采用改进的形状因子法对处理后的图像进行憎水性等级的判别。实验结果表明,该算法能够较好地提取污秽绝缘子憎水性图像的水珠(或水迹)的轮廓信息,并能够通过合适的判别方法准确地判别出憎水性等级。     

基于模糊数学的绝缘子憎水性图像边缘检测算法

绝缘子表面憎水性检测是判断绝缘子性能的主要手段,也是确保绝缘子安全运行的重要保证。笔者结合模糊数学理论,提出了基于统计间隙隶属度函数和关联熵系数分类判定的图像模糊边缘检测模型。该模型较好解决了水珠图像的阴影对面一侧由于水珠透明性造成的边界部分缺失问题,从一定程度上克服了经典的边缘检测方法获取水珠(或水迹)的大致形状信息方面存在的困难,实验结果表明,该算法能够有效地提取出水珠(或水迹)的形状信息,并能够提高后续憎水性图像等级评定的准确率。     

绝缘子憎水性图像检测方法研究

绝缘子表面憎水性检测是判断绝缘子性能的主要手段,也是确保绝缘子安全运行的重要保证。该文把图像处理技术引入到绝缘子憎水性检测中,通过对绝缘子图像的对比度增强、图像的灰度、梯度及度的信息特征的综合考虑、模糊C均值聚类(fuzzy C-means,FCM)和形态学对憎水性图像进行分割,获取大水珠(或水迹)形状信息,最后用最大面积比法判定绝缘子的憎水性等级。实验结果表明,该算法能够有效地提取出水珠(或水迹)的形状信息、克服传统目测法的主观性,检测结果的准确性满足实际检测的需要。     

基于信息测度和Hausdorff距离的复合绝缘子憎水性等级判定

把图像处理技术应用到复合绝缘子憎水性的测量中,通过对绝缘子图像的对比度增强、图像的灰度、梯度及度的信息测度的综合考虑,结合Hausdorff距离(HD)和形态学对憎水性图像进行边缘提取,获取大水珠(或水迹)边缘信息,最后用改进形状因子法判定绝缘子的憎水性等级.试验结果表明,该方法能准确地测量绝缘子的憎水性,其准确性满足测量的要求.     

基于图像特征提取与BP神经网络的绝缘子憎水性识别方法

为了方便、快捷、准确地识别运行中绝缘子表面的憎水性等级,提出了基于图像特征提取与BP神经网络的绝缘子憎水性识别方法。首先,利用同态滤波和直方图均衡对憎水性图像进行增强预处理,然后利用改进的Canny算子提取了图像中水珠(或水迹)的边缘,并利用数学形态学对其进行修正得到最终的分割图像;提取图像中与憎水性相关的4个特征量,最后建立了基于BP神经网络的憎水性识别模型,并对测试样本的憎水性等级进行了识别。实验结果表明,该方法克服了人为因素的影响,能够有效识别绝缘子7种典型憎水性等级,总识别率达90%,为在线检测绝缘子憎水性提供一种新的有效方法。     

基于MATLAB平台的复合绝缘子憎水性分析软件开发

复合绝缘子憎水性状况对于电力系统的安全稳定运行具有重要影响。为了准确、快捷、方便地识别复合绝缘子憎水性,借助MATLAB图像处理工具和GUI图形用户界面功能开发了一款复合绝缘子憎水性分析软件。该软件开发运用了模块化思想,建立了图像处理、水珠特征量提取、憎水性检测方法和数据库管理等功能模块;采用改进的Canny算子对图像进行分割,提取了水珠(或水迹)的特征;最后利用改进径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络对绝缘子憎水性进行分级。实验结果表明,该软件能够准确、客观地识别绝缘子憎水性等级,准确识别率高达92%。避免了人为因素的影响,提高了工作效率,为现场运行人员提供了数据支持和参考。     

基于迁移学习和特征融合的复合绝缘子憎水性等级判别方法

为实现复合绝缘子憎水性等级自动、准确判别,提出一种基于迁移学习和特征融合的复合绝缘子憎水性等级判别方法。该方法以深度学习为基础,针对传统方法憎水性图像特征表述能力不足的缺点,基于VGG-19卷积神经网络构建了憎水性图像深度特征提取模型,并基于迁移学习理论,通过共享ImageNet集深度特征,提取模型卷积层及网络层参数,实现了训练样本数量受限背景下憎水性图像深度特征提取模型网络优化。针对现场实测环境光照条件多变,深度特征易受影响的缺点,基于局部二值模式提取了憎水性图像局部特征,并以VGG-19网络为基础,通过融合深度特征及局部特征,构建了基于迁移学习和特征融合的复合绝缘子憎水性等级判别模型。算例验证结果表明:所提方法提取的特征含量丰富,有效提高了憎水性等级判别效果,并可改善光照条件变化对憎水性等级判别结果不利影响。     

基于纹理对比度的复合绝缘子表面水珠区域检测算法

在复合绝缘子憎水性的喷水分级检测中,提取复合绝缘子表面的水珠信息是判断憎水性级别的关键。为了提高水珠信息提取的准确性,本文提出了一种基于纹理特征的水珠区域检测算法,并对影响因素进行了分析。该算法利用检测窗提取出各窗口中纹理对比度特征量,通过自适应的对比度最小方差法,判断检测窗中是否含有水珠边缘,从而识别出图像中的水珠区域。最后通过实验验证,该算法能够有效识别出复合绝缘子表面水珠区域。     

采用图像分析与神经网络识别绝缘子憎水性

为了快捷准确的识别复合绝缘子的憎水性等级,提出了基于图像分析与神经网络的绝缘子憎水性识别方法.试验获取各个憎水性等级的绝缘子图像,对图像进行直方图均衡增强、自适应中值滤波处理后,利用二维Otsu阈值法对图像进行分割;然后,提取4个与绝缘子憎水性相关的4个特征量,以这4个特征量作为输入向量,以相应的憎水性等级作为输出向量,通过训练得到优化的BP(back propagation)神经网络识别模型,并用于绝缘子憎水性等级的识别.试验结果表明该方法能够准确识别绝缘子的憎水性等级,总识别率超过了90％,准确度达到了实际应用的要求,为在线检测绝缘子憎水性奠定了基础.     

基于Faster R-CNN的复合绝缘子憎水性分析研究

定期对复合绝缘子的憎水性进行检查,及时更换严重老化的复合绝缘子,是保障电网安全稳定运行的关键。为实现无人机图像拍摄后复合绝缘子憎水性的准确判别,提出一种基于候选区域的快速卷积神经网络绝缘子憎水性分析方法,利用训练得到的Faster R-CNN深度神经网络模型精确定位复杂背景中的复合绝缘子伞裙,通过位置修正提取其中水迹信息区域,最后送入图像分类卷积神经网络完成憎水性等级的判定。测试结果表明,该方法在无人工参与的情况下,能在复杂背景图像中准确定位复合绝缘子伞裙水迹区域,憎水性等级判定结果达到了较高的准确率。     

复合绝缘子伞套老化状态模糊综合评估

针对硅橡胶复合绝缘子长期在户外运行时出现的老化问题,提出一种基于模糊综合评价的绝缘子状态评估方法。从硅橡胶复合绝缘子伞套材料角度出发,建立机械性能指标、憎水性指标、电气性能指标等4个一级指标,以及所属的12个二级指标。通过构建评价指标的隶属度函数来获得各指标的隶属度,结合改进层次分析法和熵权法的组合赋权法,对各指标进行赋权,最后根据线性加权法求取复合绝缘子的等级状态。实例证明该模型能准确高效地判断出复合绝缘子的状态,为复合绝缘子的状态检修提供依据。     

Improved Snake algorithm for complex target''s boundary detection

The traditional Snake algorithm cannot effectively detect the object edge of an image with non-convex shapes or low SNR. This paper studies the characteristics of this type of image with complex shape target or noise and presents an improved Snake algorithm. The traditional Snake function model and operation strategy are improved by increasing new control energy functions, and the influencing weight of these energy factors is discussed. At the same time, a dynamic arrangement for the Snake points is used to adapt different target shapes. The simulation results indicate that the new Snake model greatly decreases the dependence on the Snake point’s initial position and effectively overcomes noise influence. This method enhances the Snake algorithm’s ability of detecting object edge. __________ Translated from Transaction of Beijing Institute of Technology, 2004, 24(2): 162–165 (in Chinese)     

Electric field and energy computation on wet insulating surfaces

The paper presents the results of electric field and energy computation on insulating surfaces covered by water in the form ranging from small discrete droplets to large wet patches. The goal of this study was to understand the differences in the flash-over performance of outdoor insulators, in particular nonceramic insulators, under contaminated conditions as a function of surface wettability. The computational algorithm is based on the charge simulation method. A decrease in the maximum electric field at the water droplet tip is obtained as the droplet size increases, however, the electrostatic potential energy increases with the size of the water droplet, which might increase the surface discharge intensity. The role of the coalescence of small water droplets into larger droplets and filaments on the electric field and energy has been investigated. The location of such larger water bodies with respect to the electrodes has been examined. These computations shed some light not only on the role of hydrophobic surfaces but also on the location of hydrophobic surfaces along the insulator on the flashover performance of outdoor insulators. It has been shown that these computations provide quantitative data that compliments information obtained from simpler techniques such as visual observation and surface resistance measurements, for the purpose of assessing the performance of insulators in service     

污水泵站模糊自学习控制系统

以最小耗能为优化目标 ,管网污水溢出概率最小为约束条件建立污水泵站系统最优控制模型 ;用改进遗传算法调整模糊控制器的规则优化模糊控制器的参数 ,使控制器具有良好的自学习功能与鲁棒性。采用该控制系统与VVVF结合在实际污水泵站中应用表明比传统控制方式性能更加优越 ,泵站水位能够在目标水位稳定运行 ,实现泵出流量与流入流量均衡的最佳泵站运行工况 ,从而达到节电效果最佳、区域污水外溢污染最小的双优控制目标 ,具有实用价值     

基于带电检测的复合绝缘子憎水性评价

研究了复合绝缘子憎水性带电检测技术及其应用。基于喷水分级法和数字图像处理技术,提出一种改进形状因子法的憎水性等级判断方法,研制了由电动式自动喷水装置、微型数码摄像机和憎水性分析软件等组成的憎水性带电检测装置。利用所设计的装置在北方重污秽地区进行长达一年半的现场试验,发现了运行复合绝缘子憎水性的季节变化特性,并通过户外模拟试验验证了现场试验所发现规律的普遍性,从而提出了基于冬季憎水性下降特性测量和夏季憎水性恢复特性测量的运行复合绝缘子憎水性动态检测诊断新方法。应用扫描电镜技术和红外光谱分析技术,研究了运行复合绝缘子憎水性下降的原因,指出污秽在不同季节对复合绝缘子憎水性下降所造成的重要影响。最后,综合上述研究,探讨了基于憎水性带电检测的复合绝缘子运行维护方法。     

数据驱动的绝缘子积污特征量识别与污秽度预测

为准确预测复杂环境下输电线路绝缘子污秽度,实现污闪的有效预警,提出数据驱动的绝缘子积污特征量识别与污秽度预测方法。该方法结合改进粗糙集与样本加权方法,基于粒子群算法优化的误差反向传播神经网络,得到绝缘子积污特征量综合量化模型,对影响积污程度的因素进行量化识别。在识别的基础上,构建基于改进粗糙集的特征加权支持向量机,来预测绝缘子污秽程度,识别污闪风险。实例分析表明,该方法完全基于数据驱动,避免人为干预,能实现不同运行环境下绝缘子积污特征量的准确识别。相较于其他方法,所提污秽度预测和风险识别方法更精确,误差更小,具有良好的应用前景。     

面向工业园区的供水-供能耦合系统鲁棒规划方法

随着可再生能源的持续开发利用和高效能源转换技术的不断涌现,电、天然气、热等能源系统之间的相互依赖性不断增强,使得供能系统呈现多能耦合发展趋势。水是能源生产和转化过程中最必需的物质之一,而供水系统中水泵的运行依赖于电能驱动,使得供能系统和供水系统存在双向耦合关系。以工业园区为对象,综合考虑其水资源及多种能源需求,针对工业园区供水-供能耦合系统规划开展研究,采用典型场景建立了基于多场景的水-能耦合协同规划模型。同时,考虑园区中分布式光伏发电出力的不确定性,提出了供水-供能耦合系统的鲁棒规划方法,保障了供能、供水的可靠性。采用列和约束生成算法求解建立的鲁棒规划模型,仿真结果验证了所提出模型和方法的有效性和合理性。该联合规划可有效提升供水-供能联合系统的灵活性,并降低能源和资源系统的规划投资及运行成本。     

基于改进深度学习的刀闸状态识别方法研究

识别刀闸状态对于现代电力系统至关重要,传统的刀闸状态识别方法不能很好地解决多刀闸目标干扰问题。为了解决此问题,提出了一种基于改进深度学习的刀闸状态识别方法。首先采用空间加权的池化策略来改进传统的卷积神经网络(CNNs);其次利用改进CNNs在训练数据库上获得训练模型;然后通过训练模型来检测绝缘子和刀闸的潜在位置,并进一步利用非极大值抑制和直线拟合算法获得精确的绝缘子和刀闸位置;最后利用与绝缘子的连通性和刀闸区域的长宽比来识别多种刀闸的闭合或断开状态。实验结果表明此方法能够精确地定位绝缘子和刀闸的位置,显著提高刀闸状态识别的精度。     

A novel method for optimal DG units capacity and location in Microgrids

Distributed generation (DG) has an overall positive impact on Microgrids. These DGs are usually located close to the load centers which lead to some benefits such as; system power loss and energy cost reduction; voltage profile and stability improvement; environmental friendliness, postponement system upgrading and reliability enhancement. In this paper, a novel combined method based on Genetic Algorithm (GA) and Intelligent Water Drops (IWD) is proposed to find location and capacity of DG in Microgrids for optimizing some objective functions. The objectives are minimizing network power losses, improving voltage regulation and increasing the voltage stability within the framework of system operation and security constraints in Microgrids. In this paper, DG units are modeled as generators that are able to inject just active power to network. The Intelligent Water Drops (IWD) algorithm is a new swarm-based optimization algorithm inspired by observing natural water drops that flow in rivers. A detailed performance analysis is carried out on 69-bus and 33-bus Microgrids to demonstrate the effectiveness of the proposed methodology.