基于聚类算法的电网覆冰灾害分级预警模型研究

对电网覆冰灾害进行了分级预警模型的研究,采用图像检测法测得输电线路覆冰厚度的实时数据,以此为约束条件,采用聚类算法计算出输电线路的综合覆冰厚度,针对不同的覆冰厚度,对覆冰灾害进行了等级划分,并发出相应等级的预警信号。通过对某220 k V架空输电线路覆冰厚度数据的实时监测,验证了该预警模型的有效性。电网覆冰灾害分级预警模型的建立,使覆冰灾害预警更为准确、有效,且节约线路维护检修成本,为高压输电线路状态评估、安全性评价等工作提供参考依据。     

应用图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度研究

讨论了用基于小波的图像边缘检测方法在线监测输电线路覆冰厚度的原理,提出了一种新的输电线路导线与绝缘子覆冰厚度的在线监测方法,即通过对安装在高压铁塔上的摄像机和图像采集卡获得的导线与绝缘子覆冰图像进行实时处理,提取其边界轮廓来测量导线与绝缘子上的覆冰厚度。主要对测量系统中的图像处理过程步骤作了说明,重点论述了通过提取边界轮廓来测量覆冰厚度的算法的实现,并在实验室的人工气候室中进行了试验验证。试验结果表明,该输电线路覆冰厚度在线监测方法测量精度高,监测可靠,可应用于高压输电线路覆冰厚度的在线监测。     

耐张塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在不均匀覆冰下有效性分析

受山区地形影响,输电线路可能存在大高差、大档差等特殊工况。为了分析输电线路覆冰在线监测系统中,耐张塔输电线路等值覆冰厚度计算模型在一些特殊工况下的准确性,采用有限元法建立多档距输电线路仿真模型,研究大档差大高差、大档差无高差、非大档差大高差以及非大档差无高差等工况下的输电线路等值覆冰厚度计算结果的准确性。对于大档差工况,当输电线路前后档距电线覆冰不均匀程度较小时,计算结果与平均等值覆冰厚度的相对误差较小;反之,计算结果与平均等值覆冰厚度的相对误差较大(如当小档距侧输电线覆冰厚度为30 mm,大档距侧输电线覆冰厚度为10 mm,计算结果与平均等值覆冰厚度的相对误差大于40%);对于非大档差工况,计算结果与平均等值覆冰厚度的相对误差在30%以内,对于非大档差无高差输电线路,计算结果与平均等值覆冰厚度的相对误差在20%以内。结果表明,不均匀覆冰下,大档差与否对等值覆冰厚度计算结果的准确性有直接影响。     

基于图像处理技术的输电线路覆冰检测

为了预防和控制覆冰引起的输电网事故,对输电线路进行覆冰厚度的显得非常必要。为此,提出了基于图像处理技术的输电线路覆冰检测方法,包括数字图像处理方法、步骤、计算方法和软件设计。所提出的方法可以自动实现对输电线路架空线覆冰及覆冰厚度的检测和报警。     

输电线路导线覆冰图像处理与识别技术

导线覆冰厚度识别是输电线路覆冰在线监测的关键技术之一,准确可靠的输电线路导线覆冰状态监测系统能够有效地指导输电线路导线除冰工作.根据远程图像直观和图像数据可靠的特点,基于数字视频图像处理技术的输电线路覆冰厚度识别和计算方法,将图像通过灰度化、二值化、形态学预处理及Radon变换直线检测等步骤识别导线轮廓,通过导线覆冰前后图像像素点比较计算导线覆冰厚度,并将结果与其他计算模型得到的覆冰厚度进行了比较和验证.最后提出了优化、完善导线覆冰识别的改进方向.     

基于图像处理的输电线路覆冰厚度测量

提出以安装在杆塔上的工业摄像机采集的输电线路覆冰前后的图像为研究对象,对其进行图像灰度化、图像增强、图像分割等处理,通过摄像机标定将图像坐标转换为世界坐标,比较覆冰前后图像的边界轮廓来计算输电线路实际覆冰厚度的方法.通过实例分析证明该方法操作方便,误差较小,能够实现输电线路导线和绝缘子覆冰厚度的定量描述.     

基于随机Hough变换的线路覆冰厚度图像识别技术

为了提高输电导线覆冰厚度的计算精度,提出了一种基于随机Hough变换计算输电导线覆冰厚度的方法。首先对导线的图像进行灰度处理,去除色调和色彩饱和度;然后利用Canny算子检测,对图像进行去噪和去除图像背景处理,只保留图像前景;再利用随机Hough变换和最小二乘法确定导线边缘直线;最后根据覆冰前后导线图像的像素来计算覆冰厚度。计算结果表明,该方法的计算精度比基于传统Hough变换的计算精度提升了14%,可以显著地提高输电线路覆冰厚度的监测精度和水平。     

架空输电线路覆冰厚度预测技术研究

通过统计和分析历年输电线路覆冰案例,根据气象和地理规律,提出一种基于气象信息的输电线路覆冰厚度预测方法。利用气象模式预报资料、气象台站观测资料和地形地貌信息,对冷空气中心路径预报,并通过覆冰气象地理模型预报未来一段时间出现覆冰的区域和线路,给出输电线路覆冰厚度预报值。另外采用高精度的地理信息资料订正冰厚,实现输电线路覆冰厚度预报。系统在湖北电网部署以来,多次准确预报了覆冰发生区域和输电线路冰厚,为线路运维人员防灾应急处置争取了宝贵时间。经实际验证,本方法预测输电线路覆冰厚度准确度高、实用性强,具有推广价值,同时也为开发输电线路舞动、雷电等灾害预报系统积累了经验。     

基于航拍的输电线路覆冰厚度监测研究

随着无人机技术的迅速发展,采用无人机对输电线路进行巡视已逐步成为智能运检的趋势。文中提出了一种基于航拍的输电线路覆冰厚度监测方法。首先采用基于小波阈值去噪的图像预处理方法突出航拍图像中的输电线路信息,消除模糊干扰;然后引入二维OTSU算法求取最佳阈值优化传统Canny算子,利用优化算子检测出输电线路边界轮廓;最后,在边界轮廓检测的基础上通过比较覆冰前后输电线路区域图像像素宽度,结合实际输电线路直径求取覆冰厚度。实验结果表明,文中所提方法可对输电线路覆冰厚度进行有效监测,所测误差可达1.5%。     

基于三维重建的输电线路覆冰在线监测方法

输电线路覆冰常危害电力系统安全运行,有效监测输电线路覆冰状况能够预防由覆冰引起的重大电力事故。文中提出一种基于图像三维重建的输电线路覆冰在线监测方法,该方法利用计算机双目视觉原理,通过2台不同位置的摄像机采集同一段线路的2幅覆冰图像,检测出图像的匹配点,利用图像间的视差计算线路覆冰在三维空间的深度,重建出线路覆冰的三维模型,最后由三维模型计算得到线路覆冰的厚度及其分布状况。应用所提出方法对2组实测图像进行三维重建分析,结果表明该方法不仅能够准确计算线路覆冰的厚度,还可反映覆冰的厚度分布特征。     

利用远程系统的输电线路覆冰厚度图像识别

架空线路覆冰是危害电力系统安全运行的重要因素之一,迫切需要准确可靠的覆冰监测方法。为此,运用计算机图形学,利用图像滤波、自适应阈值变换和基于LoG算子的边缘检测技术,提出了一种基于远程在线系统的覆冰厚度图像测量方法。结果表明,在使用现有远程终端采集的图片进行单点覆冰厚度识别时,识别精度与图片分辨率呈正相关。使用高分辨率的图片有助于提高识别精度,且较为直观地观察到输电线路覆冰情况。与基于力学的覆冰计算模型相比,能直接测定单点覆冰厚度,对识别绝缘子上覆冰厚度从而预防冰闪有一定意义。     

基于电容传感器的架空输电线覆冰厚度检测方法

提出了一种新的架空输电线覆冰厚度检测方法,并设计了覆冰检测电容传感器。基于电容传感器给出一种输电线路覆冰厚度监测系统的设计方案。利用电容效应计算出传感器电容值与架空线覆冰厚度的关系曲线。实际应用时,通过比较传感器测量到的电容值与预设关系曲线得出架空输电线覆冰厚度。测试结果验证了电容式架空输电线覆冰厚度检测方法的有效性。     

电网冰区分级方法研究

电网冰区等级划分是电网建设的重要环节之一。电网冰区等级划分过低,有可能导致输电线路无法抵御覆冰危害,造成断线甚至倒塔等现象;冰区等级划分过高,会造成线路建设、运维及改造成本升高,导致资源的浪费。为了科学合理地划分电网冰区等级,讨论了5种电网冰区分级方法,包括经验调查法、覆冰数据法、CRREL模型法、气象参量回归法、局地地形-气象影响覆冰等级模型法,以及各种方法的分级步骤和使用特点。     

基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演

高压输电线覆冰是电网安全运行管理维护部门关注的重点致灾因子之一,其中覆冰厚度是输电线路风险评估、除冰策略等研究的关键指标。针对现有覆冰厚度提取精度不高、效率低等不足,提出了一种基于激光点云的高压输电线覆冰厚度反演方法,即模型-应力-冰厚法。首先从两期激光点云中精细提取输电线三维空间模型,结合导线参数提取空载输电线水平应力。然后根据状态方程,计算覆冰输电线水平应力。最后综合覆冰输电线三维空间模型和水平应力,计算其综合比载,最终实现覆冰平均厚度快速反演。实验结果表明:该方法能快速实现输电线覆冰厚度反演,覆冰厚度反演误差最大值为0.30 mm,相对误差为6.58%。该研究对高压输电线路覆冰风险监测与评估具有重要的应用价值。     

基于图像处理的输电线路覆冰厚度计算方法

高压架空输电线路冬季覆冰是电力系统的自然灾害之一,科研工作人员研发了许多覆冰在线监测装置。针对利用摄像机与传感器监测覆冰线路这种监测技术,将采集到的覆冰线路图像传到液晶屏进行图像处理与计算,将传感器采集到的温湿度传到手机显示,对采集与计算后的数据进行分析,最后对有覆冰的线路进行覆冰厚度的计算。试验数据验证了系统的可行性与准确性。     

基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度预测模型

为了降低输电线路覆冰事故对电网安全造成的严重影响,对输电线路覆冰厚度进行预测将能够有效地指导电网抗冰工作。提出了基于灰色支持向量机的输电线路覆冰厚度短期预测模型,分析了样本中脏数据的剔除及数据预处理方法,通过模型预测值与实测数据的对比验证了该模型的准确性和适用性,根据模型预测的线路最大覆冰厚度值对现场观冰、冰情预警以及开展交直流融冰提供策略指导。将该模型与传统的支持向量机和广义回归神经网络覆冰预测模型进行了对比,结果表明,该模型平均误差为0.325 mm,平均绝对百分误差仅为2.61%,适用于输电线路覆冰厚度短期预测。在易覆冰地区,应用该预测模型能够更好地指导输电线路抗冰工作。     

导线标准冰厚的直径订正系数试验研究

架空输电线路导线覆冰可能导致电网系统发生机械或电气故障,因此,确定导线设计冰厚对电网的安全稳定运行具有十分重要的作用。确定架空输电线路导线设计冰厚时,需要通过线径订正公式将不同导线直径上的标准冰厚折算至设计导线上。通过人工气候室内覆冰试验获取相关覆冰数据,针对不同覆冰类型分别拟合了导线的直径订正系数。结果显示：雾凇和混合凇的导线直径订正系数随着线径的增加而减小,且雾凇减小的趋势较混合凇明显;雨凇的导线直径订正系数随着线径的增加而增加。     

输电线路覆冰原因分析及优化研究

输电线路覆冰事故频频发生,对电力的安全生产造成很大影响。分析输电线路覆冰的形成机理及影响因素,指出了混合冻结对输电线路危害最为严重,气象、高度、线路、电场均是影响线路覆冰的因素。建立输电线路覆冰厚度的计算模型,通过对弧垂的受力分析得出了一种计算冰层厚度的算法。提出了输电线路除冰方法和预防结冰的措施,指出了采用合理的抗冰设计是防止输电线路覆冰的最有效措施,并对不同除冰方法进行了技术经济分析,为电网的安全运行和改造工作提供了理论基础。     

采用数字图像处理方法对架空输电导线散股的研究

架空输电导线受到施工破坏和外界环境长期作用容易产生散股,甚至断股现象,及时对其进行诊断和检修对于保证电网安全运行具有很大意义。采用巡检机器人搭载视觉检测装置巡检是现代输电线路状态检修的一种有效方式。在分析导线纹理约束及分布特征的基础上,建立了一种基于纹理斜率分布的散股判定模型,提出了一种基于数字图像处理的架空输电导线散股自动诊断方法。该方法通过对机器人拍摄的视频数据进行处理,提取图像中导线,计算导线的纹理特征分布并利用判定模型给出图像诊断结果。实验研究表明,该方法能快速检测导线的散股故障信息,能满足在线巡检的实时性要求。