机载多角度电力巡线系统中预警模型的设计与实现

电力系统中存在着大量架空线路,巡视和维护需要花费大量人力和物力。建立电力巡线预警机制可大大减少巡线成本。利用多角度机载遥感影像数据可以生成数字表面模型（DSM）,测量出导线与周围物体间的距离,进而进行预警。文中主要介绍预警模型的设计及其实现方法。采用抛物线方程对高压线路进行拟合,定义DSM到高压电力线路的最短距离作为预警指标值,并给出具体算法。根据飞行拍摄方案,从数据存储和快速可视化表达角度出发,定义了层次数据格式（HDF）的预警信息文件结构,并内建预警信息的金字塔层次。在预警信息的可视化表达上,给出了预警等级图、预警等级图与正射影像融合图、伪彩色预警图等3种图的生成方法,使预警结果直观、方便。文中对电力线路拟合精度和3种可视化表达方法的特点进行了讨论。     

机载多角度多光谱成像技术在电力系统中的应用

高压线路走廊经常跨越无人区、交通死区和通讯盲区．线路运行维护和突发故障查找异常困难，传统的人工巡线方式已不能适应，直升飞机巡线日益成为电力系统的迫切需求。在国家863计划的支持下开展了“机载多角度多光谱成像技术在电力系统应用的研究”，针对直升飞机巡线，研究利用多角度图像数据获取导线与周围物体距离的可行性，开发相应的多角度成像技术。介绍了机载多角度直升机巡线系统的硬件组成及软件功能．给出了部分实验结果。线路现场飞行实验表明物线距离测量达到巡线需要的0.5m精度要求。所开发的预警软件也可以很好地显示和定位危险区域。     

直升机电力巡线技术

直升机电力巡线技术是一项涉及面很广、综合性很强的应用技术,该技术非常注重实践性,从机型选择、地面保障设施、飞行技术、各种巡线设备到管理工作,都要精心设计和周密安排。直升机电力巡线把巡线人员从走路巡线改进为乘坐直升机巡线,解决了走路效率低和通行困难的问题,大大降低了劳动强度,实现了从地面远距离观察到空中近距离观察的跨越。将来,直升机电力巡线技术将向着自动检测程度越来越高的方向发展。     

高寒区机载电力巡线光电稳定吊舱系统设计及应用

为实现500 kV架空输电线路自动化巡检,设计制造了适合于高纬度寒区应用的机载电力巡线光电稳定吊舱系统。根据我国寒区电力巡检特点及任务,确定了系统主要技术参数;根据目标最小分辨率设计了光学成像系统;采用了主动式陀螺稳定技术、被动式机械减振和电子稳像技术保证了系统的高稳定精度,采用三闭环结构提高了系统的控制带宽;采用抗低温设计保证系统的低温工作性能。系统稳定精度测试及寒区外场架空输电线路巡查试验结果表明,机载电力巡线光电稳定吊舱系统稳定精度优于30μrad,80 m距离内可清晰识别销针、R/M销等微小零件,其80 m目标最小分辨率优于2 mm;系统满足我国寒区冬季电力巡线应用要求,高纬度和低温环境下(40℃)应用优势明显。测试和实验结果验证了高寒区机载电力巡线光电稳定吊舱系统设计的正确性和合理性。     

用于长距离电力巡线的轻型太阳能无人机设计

当前高压电力线路的山火灾害监测方法存在火点现场可见光信息缺失、山火隐患无法提前排查、无法准确对火灾发生点进行定位、人员巡检效率低下等问题,提出了一种轻型太阳能无人机(UAV)作为电力传输线山火灾害监测方法,该UAV是一款利用太阳辐射作为推进能源的长距离巡线的新型UAV,既可以弥补人工或其他设备巡检电力线路的不足,又解决了电力巡线UAV续航能力难题,做到了长时间长距离电力线路巡检。提供了一种太阳能充电系统和UAV系统的有效综合实现方法,从飞行平台的总体设计、启动参数、动力方案选择、材料使用、结构分析、飞行表现等方面进行分析和实现,该方案合理利用了太阳能,提高了UAV的续航能力,可携带轻型可见光监测设备,有效降低了巡检的成本,是今后电力长线路无人巡检技术的一个发展方向。     

多线程技术在超声波数据成像和实时采集中的应用

本文主要讨论了在超声波系统软件中对于数据成像和实时采集的问题.超声波数据的实时采集是超声波焊缝检测的关键,而对超声波数据的成像也关系到焊缝缺陷的准确定位.在超声波实时采集的同时,进行波形成像是缺陷检测软件系统设计中的一个难点.本文采用了MFC类库,通过使用多线程技术和线程同步方法来进行超声波数据的实时采集和波形界面成像.通过使用多线程,整个超声波数据检测系统软件能够在流畅显示波形的同时,较为稳定的采集超声波数据,不会产生数据严重丢帧的现象,从而达到一定的检测性能.     

基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制

针对目前输电线路巡检无人机不能兼具高速、低阻力、大航程全线快速普查,以及在故障疑似地段进行低速、低空精细巡查功能的问题,研制了一种可实现机翼变形的新型油动电力巡线固定翼无人机及输电线路巡检系统,以提高巡线效率。新型无人机以固定翼无人机为载体,携带影像采集设备进行航拍巡视,搜索、定位、采集线路缺陷和隐患的影像数据;根据线路杆塔的GPS坐标信息,预设航迹点进行全自主飞行巡检,并可实时显示机载影像;以实时传回的机载影像为操作指导,在线路的重点巡检地段进行无人机机翼变形,实现低速、低空精细巡查,飞行航时长达3 h,可用于开展地面起伏相对较小的山区、平原地区的日常巡线和大面积电力线路灾情的监控工作。     

用于电力巡线的新型油动固定翼无人机设计

针对目前巡线无人机(UAV)不能兼具高速大航程、全线快速普查及故障疑似地段低速低空精细巡查的功能,以及所携带科学设备尺寸与UAV机身尺寸不匹配的问题,研制了一种可实现机翼变形和携带科学设备吊舱的新型电力巡线油动固定翼UAV。以固定翼UAV为载体,对新型UAV各分系统的组成及功能进行了探讨,并对机翼变形分系统、遥控遥测分系统、科学设备吊舱分系统进行了详细设计,根据设计结果制作验证模型进行飞行试验,结果表明可以通过实时控制机翼的气动外形配合可移动科学设备吊舱保持较高的气动效率,提高飞机在巡航状态下的升力和高速飞行状态下的机动性,满足UAV在不同任务剖面上的性能要求。对比分析了所设计的UAV和一种电动固定翼UAV的优缺点,提出了新型UAV与电动固定翼UAV综合作业巡线方案。     

基于熵权双基点法的电力线路GPS标准化巡线管理系统

针对供电系统人工线路巡检模式工作量大且维护难度高的问题,开发了基于熵权双基点法的电力线路GPS标准化巡线管理系统,阐述了其理论基础和关键技术.该系统将熵权双基点法引入巡线决策的生成决策中来选择最优方案,利用PDF作为客户端来记录与上传数据,并采用Web Service和SQLServerCE技术来构造服务端和数据库.实践证明,同人工巡线模式相比,该系统能够有效地提高供电系统的巡线数据管理规范程度,实现巡线工作的标准化和信息化.     

基于多线程和网络传输的数据采集系统的实现

针对工业自动化生产过程中生产设备参数的远程实时监控和相关数据的网络传输等问题,利用单片机、PC和网络接口,设计了自动化生产设备参数等相关数据的采集、传输和远程监控系统,实现了系统的硬件电路以及相关配套软件,使系统能够利用多线程技术完成设备参数的采集和对采集数据的高速实时记录、处理、分析、显示和网络远程传输、控制等功能.经企业实际应用后证实该系统抗干扰能力强、数据吞吐量大、运算速度快且不容易死机,操作灵活,使用和升级灵活方便,便于数据的查询和分析,给生产的正常运行和故障排查带来了极大的便利,具有很强的实用性.     

无人飞行器巡检输电线路的杆塔和导线跟踪算法

研制了一种无人飞行器(UAV)巡线系统,利用可见光相机、红外热像仪、紫外成像仪对输电线路、杆塔、绝缘子等输电设备进行综合检测。提出了一种杆塔和导线跟踪算法,在已知UAV当前位置以及巡检线路中杆塔GPS信息的前提下,利用由GPS信息快速计算两点间距离的算法和地理坐标系转换,计算出相机对于杆塔和导线的理想拍摄角度,进一步对云台角度进行自动调节,实现巡线过程中对杆塔和导线的跟踪。同时,文中讨论了该算法对于GPS定位精度的要求,并通过试验证明了该算法的可行性。     

自旋翼飞机电力巡线技术研究与应用

介绍了自旋翼轻型飞机的特点与其在高压输电线路巡线中应用的可行性、先进性、经济性,探讨了以自旋翼飞机构建空中平台,配套红外、紫外、常规视频监测技术与北斗导航定位技术进行电力线路、设施巡查的方案。该技术在输电线路巡查中的应用和推广,将极大地提高常规巡查和异常应急处理的效率,大规模节约空中巡线成本和降低劳动强度,为输电线路巡查进入“大数据”时代奠定基础,为电力系统实现“大运行”开辟新径。     

应用于铁路自闭/贯通线路故障定位的线上节点设计

铁路自闭/贯通线路故障的快速精确定位,一直是困扰电气化铁路安全运行的技术难点。在分析故障指示器在电力输配电线路故障定位应用效果的基础上,提出结合无线通信设计铁路供电线路适用的故障探测节点,即线上无线节点,来实现铁路自闭/贯通线的故障定位。介绍了基于线上节点的定位实现原理,并针对自闭贯通线路特点,通过理论分析和仿真实验相结合,提出了节点供电方式、通信频率、检测参数设置值等关键问题的解决方案,实现了线上无线节点的软硬件设计,总结了所设计节点的功能特点。     

大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

大型无人直升机电力线路巡检存在环境适应性差、智能化程度低、多学科交叉难度大等问题,现阶段无人直升机巡检主要依赖于人工地面操作,为了提高巡检效率和安全性,研究大型无人机全自动巡检技术具有重大意义。提出了大型无人机全自动巡检概念,分析了无人机全自动巡检的必要性,论述了实现复杂环境下大型无人机超低空、超视距安全巡检涉及的关键技术,包括实时差分定位、无人机中继通信、自主避障、高精度位姿测量、吊舱自动追踪、飞行计划和航迹规划、任务规划和任务控制等,并将大型无人直升机全自动巡检技术首次应用于我国电网输电线路巡检,巡检结果验证了大型无人机全自动巡检技术的有效性和先进性。大型无人机全自动巡检建立了一种高效、智能、全新的电力巡检模式,该项技术的发展进步对提高我国电网输电线路智能化巡检水平具有显著促进作用。     

真空开关真空度在线检测技术的原理与应用

本文介绍了一种全新的真空开关真空度在线检测技术,解决了多年来必需停电检测真空度的困难,论述了其工作原理,给出了部分实验结果,并介绍了该技术的实际应用情况。     

智能巡检机器人系统在火力发电行业的应用研发及示范

为缓解近年发电行业事故频发及一线工人日趋紧缺的局面,提出了智能巡检机器人系统,通过开发整合智能检测技术,使其具备视频图像识别、红外测温、激光测振及声音拾取、（水、酸、碱、气、汽）跑冒滴漏检测、数据采集及统计分析的专家系统、手机APP远端在线监控等满足发电厂日常巡检需求的六大功能的实施方案,并且在发电厂实现了示范应用,各项功能都达到了预期目标,为后续的规模化应用提供了实践经验及优化方向,证明了智能巡检机器人在火力发电行业应用的可行性。     

基于地理信息的电力线全景图像信息融合方法

提出一种基于地理信息的电力线全景图像拼接方法。首先利用自动巡检机器人同步采集电力线的可见光图像和红外图像,采用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法分别拼接成全景图。其中红外全景图用于电力线的故障检测,可见光全景图对故障作进一步的可视化辅助检测,实现了故障信息、GPS信息和全景图像的融合,能够较精确地确定故障处的实际地理位置,提高了对电力线的维修效率。     

降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法

针对比例选择映射法的峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)高于传统选择映射方法的缺点,提出了一种改进方法。这种方法通过规定新的判决准则,将部分输入信号进行缩小运算,从而达到了进一步降低电力线通信正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统PAPR的目的。分析及仿真结果表明,在保证系统的误比特率(bit error rate,BER)性能的前提下,与原比例选择映射法相比,改进后的方法能够进一步降低系统的PAPR,它具有算法简单、发送效率高且易于与其他电力线通信信道降低PAPR的技术结合使用等特点,在电力线信道中具有较好的实用价值。     

掌上电力巡检系统的设计与实现

将物联网的智能识别和移动信息处理技术相结合,使用便携式移动终端,利用二维码扫描完成输变电设备的识别和巡检管理,快速实现巡视结果的自动汇总和电子化报表。结合无纸化台账管理,提供了端对端巡视解决方案,可独立运维管理,还可为其他系统提供数据服务,有助于管理规范化。该系统应用于110 kV龙冈变电站,清晰简便的操作得到现场的一致认可。可进一步拓宽推广到其他应用领域。