输电线路多旋翼无人机激光雷达点云数据自动分类技术研究及应用

  [目的]  旨在提高输电线路激光点云数据处理的效率和质量，为输电线路树障检测提供数据保障。  [方法]  基于自主研发的激光雷达无人机，提出了一种新的点云自动分类算法；基于该算法，研发了一款树障隐患分析软件，实现了一键式点云自动分类。  [结果]  研究表明:点云分类的正确率可达到95%以上，点云自动分类的效率可达60 km/h，且在杆塔与电力线、杆塔与植被相互交叉的复杂区域，也取得了较好的分类效果。  [结论]  本方法为树障隐患的分析提供了高效率、高质量、全自动、智能化的数据处理手段，有效地提高了地理空间三维信息数据的获取精度和处理效率。     

基于机载激光LiDAR的电网巡检应用研究

  [目的]  对于架空输电线路的巡检运维,利用机载激光LiDAR技术比传统巡检方式完成更高效率、高精度、低成本。  [方法]  以肇庆供电局架空输电线路巡检运维为项目背景,以直升机机载激光LiDAR技术在电网巡检工程中的应用为研究对象,研究并提出本次数据获取和数据处理所用的关键技术,探讨了机载LiDAR系统在电力巡检中的数据应用模式,并结合实践经验进行归纳总结与展望。  [结果]  成功验证了机载LiDAR系统在电力巡检中的应用,精确获取电网通道中的危险点信息,包括瞬时工况下的危险点、多工况下的危险点、交叉跨越危险点以及树木倒伏危险点空间信息。  [结论]  其分析结果可以辅助危险点治理等工作,有效地达到电网安全巡检预期目标。     

±800 kV柔直换流站全封闭阀厅智能巡检系统研究

  [目的]  换流站阀厅内电气主设备的运行状态监控和巡检对保证换流站的安全可靠运行具有重要意义。  [方法]  以±800 kV柔直阀厅的巡检需求作为研究出发点,并结合了±800 kV柔直阀厅全封闭设计的特点以及换流站运行的经验。  [结果]  研究得到适用于±800 kV柔直全封闭阀厅的智能巡检系统方案。  [结论]  智能巡检系统设备高度集成化,可大大提高巡检工作的自动化水平,在提高设备可靠性和电网安全性、提升输电能力、降低寿命周期内的成本等方面都有着较好的优势。     

海上风电钢管桩水平承载力计算方法研究

  [目的]  p-y曲线法在计算钢管桩水平位移时的桩身受力状态有明显优势。  [方法]  开发了一套新的p-y曲线自动提取程序,根据提取的剪力用三次样条曲线进行拟合,然后一次求导得到p。  [结果]  研究表明:该方法提高计算精度的同时,降低了使用者的经验要求,方便工程推广使用。  [结论]  针对桂山海上风电场项目的大直径单桩基础现场试桩结果进行三维有限元分析,验证了该提取方法在桩土相互作用分析中的可靠性。     

新时代无人机电力巡检技术展望

  [目的]  人工智能、云计算、大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术正逐渐成为智能电网的强大引擎,同时极大推动无人机技术的创新和发展。结合电力巡检现状,从技术发展趋势和行业应用需求出发,展望未来无人机电力巡检的发展,以期为大数据与人工智能时代的无人机技术与电力巡检的深入融合提供理论和方法参考。  [方法]  在行业应用调研的基础上,面向无人机电力巡检的全业务流程,阐述了新一代信息技术在无人机电力巡检中的应用,展望了电力巡检的智能化趋势。  [结果]  研究表明:(1)飞行平台智能化,无人机与5G通讯紧密结合,逐步实现5G网联无人机由网联化、实时化向智能化发展;(2)巡检智能化,攻克无人机智能控制等系列技术瓶颈,研发部署网络化“固定/移动”无人机智慧机场,实现全天候、无人自主智能化巡检;(3)数据分析智能化,引入人工智能技术,不断优化模型,实现巡检数据快速、准确的智能化分析;(4)物联网、大数据、云计算深度融合,实现多维数据全融合,状态监测全覆盖,数据流和业务流的集成耦合,实现设备状态评价及趋势预测智能化。(5)综合应用新一代信息技术的优势,构建无人机电力巡检智能化运维体系和智能化管控平台,有效提升精益化管理水平,开创电力巡检新局面。  [结论]  未来“云”、“大”、“物”、“智”、“移”等新一代信息技术的快速发展将推动无人机遥感技术跨越式发展,同时也驱动电力行业迈入一个全新的智能化时代。     

新型单根大截面导线在输电线路的应用研究

  [目的]  为解决重载的220 kV输电线路损耗较大的问题。  [方法]  基于现今大截面导线技术与新材料的发展，提出了在重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面导线以取代常规双分裂的导线型式的技术构想。重载的220 kV输电线路采用新型单根大截面节能导线，可以极大的节省电能损耗，降低年费用。  [结果]  以输送容量较高的塔峰-临武220 kV新建线路工程为例，对比分析了新型大截面单导线与常规双分裂导线在电气、机械特性等方面的技术差异，并采用年费用法评价了经济性。  [结论]  计算结果论证了在重载线路采用新型大截面单导线取代双分裂导线的技术方案的可行性，为大截面导线的推广应用提供了参考。     

基于多旋翼无人机的输电通道自主巡检技术研究

传统输电线路通道电网巡检技术无法控制巡检安全距离，导致存在巡检精度低的问题，提出输电线路通道多旋翼无人机电网巡检技术研究方法。构建多旋翼无人机电网自主巡检飞行控制模型，寻找塔体的兴趣点，在确保不穿越塔体的情况下，实现安全检测，通过高速图像模块、成像传感模块、超声波局放传感模块，实现对无人机电网自主巡检飞行控制。为检测巡检技术的综合能力，设定对比实验，检测不同技术的环境适应能力、巡检精度和成像效果，实验结果表明，多旋翼无人机电网巡检技术的环境适应能力强、巡检精度更高，成像传感效果更好。     

输电线路导线及地线复用新型直流融冰装置技术研究综述

  [目的]  在雨雪冰冻气候环境下,为了避免输电线路冰雪灾害事故的发生,需对输电线路进行融冰以加强其抵御冰雪灾害的能力,直流融冰装置是一种近年来应用广泛且行之有效的融冰装置。  [方法]  通过建立一种可行且有意义的技术来解决采用完全独立的两套融冰设备直流融冰装置设备投资大,占地面积增大,运维等费用成倍增加,整体经济性差的问题。提出一种可行的方法,即介绍了一种导线及地线复用新型直流直流融冰装置的主电路拓扑结构,可以一套装置实现导线和地线复用直流融冰的功能。  [结果]  获得的结果证明了这种技术是可行的和有效的。  [结论]  这项技术为进一步研究解决输电线路导线和地线覆冰、降低直流融冰装置投资、提高输电系统抵御自然灾害的能力具有重要参考意义。     

八地脚螺栓柔性塔座板承载力研究

  [目的]  随着输电线路的荷载越来越大，为了满足受力要求，铁塔与基础的连接型式广泛采用八地脚螺栓柔性塔座板，现有规范体系对该型式塔座板的相关计算方法尚无规定，故需对承载力进行研究。  [方法]  通过理论分析、数值模拟和真型试验等方式对八地脚螺栓柔性塔座板的承载力进行了研究。  [结果]  研究表明:受拉状态下底板应力呈非均匀分布状态。  [结论]  提出了全新的计算方法，对工程设计具有一定的借鉴意义。     

噪声背景下基于激光雷达点云数据的分裂导线自动提取与三维重建

提出了基于改进DPC算法的具有强抗噪性的分裂导线自动提取与三维重建方法。以噪声背景下的输电线路点云数据为分析对象，首先根据特征分析法滤除输电线路点云中的地物点和杆塔点，并采用K-MEANS聚类方法提取每根电力线点云；然后提出改进DPC算法实现分裂子导线点云的聚类和提取；最后采用最小二乘法实现各分裂子导线三维模型重建。并与K-MEANS算法的聚类结果进行了对比，证明了改进DPC算法的强抗噪性和鲁棒性。     

同走廊多回特高压直流线路对在建线路的感应电影响研究

  [目的]  多回电力线路同走廊架设可以避免对土地资源的分割,降低对地方规划和发展的影响,但是同走廊内先期运行的线路会在后建线路导地线架设时产生感应电,影响施工安全。  [方法]  针对同走廊内多回特高压直流线路对一在建的直流线路上产生的感应电进行了理论分析和仿真研究,对影响因素包括直流运行方式、线间距离、放线长度等进行了分析。  [结果]  仿真结果表明:相邻直流线路在在建线路上产生了较高的静电感应电压,且受运行方式影响显著;线间距减小时,静电感应电压迅速增加;带电线路的离子流通过施工设备产生的电流对人体基本无影响;施工架线时相邻带电线路产生的感应电压需要特别关注,并对导线和设备做良好接地。  [结论]  研究成果对电力线路邻近带电线路施工架线具有指导意义。     

柔性直流输电换流阀功率单元现场测试方法研究

  [目的]  在柔性直流输电工程中,换流阀功率单元及其备件需要定期进行测试和维护。功率单元工作正常是保证柔性直流输电系统安全稳定运行的重要前提。  [方法]  针对功率单元现场测试缺乏相关规范标准的现状,从功率单元的结构、工作机制和厂内测试项目入手,结合现场实际情况,提出了一种适用于现场的流程化的功率单元测试方法,并在该方法的基础上研制了一台可对功率单元进行自动测试的装置。  [结果]  所提出的测试方法和测试装置可有效提高功率单元现场测试的完备性、效率及准确性,该装置目前已在南澳多端柔性直流输电工程塑城换流站试点应用。  [结论]  工程实践表明:提出的测试方法贴近工程实际情况,为功率单元的运检、验收提供了有效的测试手段,也可为其他柔性直流输电工程的功率单元测试工作提供借鉴。     

面向电网规划设计的电磁暂态仿真研究与应用

  [目的]  为了在特高压与超高压电网规划设计中对相关电气设备电磁暂态特性进行评判,需要进行电磁暂态仿真专题研究。  [方法]  提出影响此类仿真结果的关键因素主要有电力系统潮流与短路资料、输电线路物理结构与电气参数资料、变电站主要电气设备详细电气参数资料的完整性与准确性以及仿真工具的适用性。  [结果]  基于权威的电磁暂态仿真软件,提出了进行潜供电流与恢复电压、工频过电压、操作过电压以及变压器中性点加装小电抗等电磁暂态特性仿真时应遵循的主要条件与要求,并阐明了相应的仿真结果与应用。  [结论]  研究成果已用于电网规划与输变电工程设计,可满足电力系统电磁暂态仿真要求。     

绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线在线路增容工程中的应用

  [目的]  为解决某220 kV线路增容问题，在工程设计阶段，对常规导线和多种耐热导线进行综合比选。  [方法]  分析了要求输送容量下各型导线的最高运行温度；对比了机械荷载和导线弧垂变化对杆塔基础的影响；计算了不同导线的电能损耗；分析对比了施工运维和建设难度；从一次性投资和年费用上进行经济分析。  [结果]  结果显示:在满足输送容量和导线允许温度的情况下，常规导线方案需全线拆除并新建杆塔和基础；各型耐热导线弧垂和荷载均满足原线路设计条件；常规导线和绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线的年费用较低,运维相对便利。  [结论]  绞合型碳纤维复合芯软型铝绞线综合性能较优，适用于利用已有线路杆塔实现线路增容的场合，尤其是在城区或近郊等新建杆塔较为困难的地方。     

南海海况下半潜浮式风机在故障工况下的动力学响应分析

  [目的]  作为新型清洁可再生能源,风力发电的发展备受瞩目。随着风力发电由陆上向海洋发展,海上浮式风电发展迅速。  [方法]  以南海海况下半潜浮式风机为研究背景,采用ANSYS-AQWA分析软件,对浮式风机在南海典型海况下的动力学响应进行了分析。采用等效载荷法模拟空气动力荷载,采用势流理论计算水动力荷载和系泊系统的锚链荷载。  [结果]  研究表明:当单根锚链发生断裂时,浮式风机的纵荡和运动会大幅增加,可能会引起平台失控。当两根锚链断裂时,在一定时间内,运动响应会适当增加。因此建议采用冗余系泊系统,即单组多根锚链,从而在单根锚链失效后为更换锚链赢取时间。  [结论]  研究成果为我国深海浮式风电的开发提供了一定的参考。对于舱室破损工况的破损机理及数值模拟方法,有待进一步的研究。     

±800 kV特高压直流输电线路雷电性能及防护措施研究

  目的  雷击是造成±800 kV特高压直流输电线路故障的首要原因,开展输电线路防雷评估对系统的安全与稳定运行至关重要。  方法  文章依托我国某在建±800 kV特高压直流输电线路工程,根据工程设计使用条件选用导、地线型,通过沿线各海拔、气象区分布塔型数量,确定了主力杆塔;综合沿线各塔位地面倾角、土壤电阻率、雷暴日、气象区等分布比例,评估了全线耐雷性能,并针对工程雷电特性,提出了具体的防雷优化措施,此外,还对比了电气几何模型（EGM）法中关于地形考虑的2种方法间的计算差异。  结果  计算结果表明:工程综合雷击闪络率不满足设计参考值要求,全线以绕击防护为主,沿线雷暴日与杆塔正极侧的地形条件是防雷关键影响因素。  结论  将全线位于C级及以上多雷区,山区正极侧地面倾角≥25°的杆塔保护角采用?15°设计后,可满足雷击闪络率不大于0.10次/（100 km·a·40 d）的防雷要求,经分析对比邻近已投运±800 kV线路的耐雷性能与实际运行数据,论述了文章计算方法及结果的合理性。