数字摄像法测量白天能见度算法设计

数字摄像法测量白天大气能见度,常用的方法是双亮度差法,此方法需尽可能保证标准的观测条件,例如两组目标-背景视线方向一致,尽量选择观测反射率低得可以忽略的人工实用黑体目标物等,否则会产生较大的误差。为此设计了一种新的基于数字摄像机的白天能见度算法:拍摄包含合适的目标物和天空背景图像,通过暗原色先验估计透射率,通过调节光圈大小获得散焦图像,把S变换应用到图像处理中,计算视觉距离,可以得出大气消光系数,从而反演出大气能见度值。实验数据表明,该算法在能见度的值在4 000~8 000 m范围内最大误差小于9%,测量结果比双亮度差方法误差减小2.1%~3.4%。     

基于光学遥感技术获取近地面气溶胶消光系数的方法研究

针对我国大气污染特点,开展基于光学遥感技术的主动差分吸收光谱法(DOAS)反演近地面气溶胶消光系数的方法研究.首先介绍了主动DOAS的工作原理,分析了基于双光路DOAS技术解析气溶胶质粒消光信息的实质,探讨了利用单光路测量气溶胶的可行性,并利用干净条件下近距离测得光强,来校正系统,解决了差分吸收光谱技术中光源绝对光强难以确定的难题.在获取气溶胶消光系数同时,基于差分思想可以获取痕量气体的大气浓度.论文最后把该方法应用于外场数据的分析中,成功地反演出气溶胶的消光系数和痕量气体浓度.     

基于区域无功均分法的环网内变电站关口无功控制

针对环网内传统关口无功控制范围无法有效适应系统运行方式变化的问题,基于无功分层平衡原理,提出一种区域无功均分法对环网内变电站关口无功控制范围进行差异化整定。该方法首先通过对不同负荷水平下输电线路产生的无功盈余量进行迭代均分,形成趋优控制条件下的关口无功控制临界值,然后在考虑全网电压质量合格的前提下对关口无功区间的边界值进行修正,最终形成适应系统不同运行方式的关口无功差异化控制区间。仿真结果表明,该方法可有效控制系统运行在最优状态附近,在不同负荷水平条件下均具有明显的降损效果。     

含直流馈入的交流系统故障分析模型

充分考虑非对称状态下直流侧二次谐波的影响,建立了适用于交流系统故障计算的直流系统模型,并与传统的交流系统故障分析模型联立,采用具有超线性收敛的弦截法进行统一迭代求解。直流系统作为所连换流母线的正负序电流注入,只需计算一次交流网络节点导纳阵并求解一次诺顿等值电纳,可以方便地与原交流系统故障计算程序接口。在PSCAD上搭建CigreBenchmark直流标准模型和含三条直流馈入的交流系统模型,设置各种故障,验证了故障分析模型的有效性及弦截法的收敛可靠性。     

具有指数收敛速度的电力系统全分布式潮流算法

为了满足互联电力系统潮流计算对数据隐私的需求,提出了一种全分布式潮流算法。该方法由内环迭代与外环迭代组成,外环迭代基于牛顿-拉夫逊法计算雅可比矩阵,内环迭代采用全分布式算法在互联电网各分区分别求解各自的潮流修正方程。该方法不需要协调层对分布式计算进行分解协调,各分区仅需要与邻居分区交换潮流方程修正量的信息,外环迭代收敛特性与全局潮流相同,内环迭代保证收敛且具有指数收敛速度。通过IEEE39节点和118节点算例的测试表明,该方法具有较高的收敛性,适合于没有协调层的分布式潮流计算。     

考虑天气不确定性的光伏电站置信容量评估

光伏发电由于具有间歇性和波动性,一般认为只有能量价值而没有容量价值,但在光伏电站并网后电力系统的发电可靠性会有所提升,这表明光伏发电也具有一定的容量价值,如何衡量其置信容量是大规模光伏电站接入电网时需要考虑的问题之一。文中提出了一种评估光伏电站置信容量的计算方法。首先,根据1年中天气情况建立考虑不同天气概率、最大辐射强度、云遮蔽以及温度波动的年光伏电站输出功率波动模型;其次,采用了基于序贯蒙特卡洛仿真的电力系统发电可靠性计算方法,在此基础上应用弦截法进行光伏电站置信容量的迭代求解,并将数理统计中的检验2个大子样均值相等——u检验的假设检验方法引入到迭代求解的收敛性判据之中;最后,应用可靠性标准算例的仿真计算,证明了所述方法的正确性和有效性。     

基于抗差理论的P-Q分解状态估计算法

状态估计是能量管理系统(EMS)的重要组成部分,提高状态估计的计算精度具有重要意义,基于此,在当前状态估计计算中广泛应用的P-Q分解法的基础上,应用抗差估计理论中的极大似然型估计(M估计),构造出一组权函数,从第二次迭代计算开始,根据每次迭代计算后各量测量残差与量测量自身之比的大小,对相应加权值进行修正,使不良数据的权值越来越小,达到弱化不良数据对后续迭代过程影响的目的。最后,以某地区的220 kV电网为实际背景,通过Matlab编程仿真,与P-Q分解的估计数据相比较,证明该改进方法简单实用,并在提高状态估计的估计精度和自动弱化不良数据影响上有很好的效果。     

基于线性功率-电压方程的快速潮流计算方法

针对大电网存在大量电阻电抗比偏大的串联支路的问题,提出并实现了一种快速潮流解算方法,该方法基于线性功率-电压方程构造迭代修正方程,迭代初值通过基于支路电阻电抗比的PQ法获得,并在迭代过程中设置加速收敛乘子以保证收敛性和求解精度.该方法中电压修正方向直观明了,易于编程实现.算例小系统和南方电网实际系统的潮流解算测试,表明了该方法具有较高的准确性和较好的适应性.     

基于同步相量测量单元的串联补偿线路自适应故障定位算法

针对串联补偿线路提出了基于同步相量测量单元的自适应故障定位算法。基于串联补偿线路两侧同步相量,采用最小二乘法在线估计串联补偿线路实时参数。线路故障后,采用分布参数模型,基于故障通路电压、电流相位特性构造故障定位函数,无需串补模型。理论分析及仿真表明,所构造的故障定位函数在定位区间具有单调近似线性变化的特性,采用二分法或弦截求根法即可快速精确求解故障点。基于PSCAD/EMTDC和Matlab的仿真结果表明,故障定位方法实现简单,计算速度快、精度高,对不同的故障类型、过渡电阻和故障位置均有较好的适用性。     

基于抗差理论的P-Q分解状态估计算法

状态估计是能量管理系统(EMS)的重要组成部分,提高状态估计的计算精度具有重要意义,基于此,在当前状态估计计算中广泛应用的P-Q分解法的基础上,应用抗差估计理论中的极大似然型估计(M估计),构造出一组权函数,从第二次迭代计算开始,根据每次迭代计算后各量测量残差与量测量自身之比的大小,对相应加权值进行修正,使不良数据的权值越来越小,达到弱化不良数据对后续迭代过程影响的目的.最后,以某地区的220 kV电网为实际背景,通过Matlab编程仿真,与P-Q分解的估计数据相比较,证明该改进方法简单实用,并在提高状态估计的估计精度和自动弱化不良数据影响上有很好的效果.     

改进的可变加权卡尔曼激光雷达滤波算法

针对大气激光雷达探测信号容易受到背景光的干扰,远端探测信号信噪比下降剧烈的问题,根据激光雷达回波信号具有长序列的特点,提出了激光雷达探测信号的改进可变加权卡尔曼滤波算法。该算法在可变加权系数中增加一个常数项,使得改进后的算法可在不同时刻,对长时间序列的激光雷达探测信号提供可变的加权系数。该算法克服了传统卡尔曼算法中滤波增益恒定的问题,增强了新探测信号在最优估计的修正作用,对于长、短时间序列信号均具有很好的滤波效果。本算法经大气激光雷达在不同天气实测信号的验证,与其他3种卡尔曼滤波算法相比,在无云天大气气溶胶消光系数的反演误差,分别降低了53%、25%和3%,回波信号信噪比分别提高了5.5、4.4和3.4 dB。在有云天大气气溶胶消光系数的反演误差,分别降低了57%、26%和4%,回波信号的信噪比分别提高了4.9、3.7和2.5 dB。该算法不但提高了大气气溶胶光学特性的反演精度,而且为气溶胶微物理参数精细探测和激光雷达在气象领域的应用提供了一种有效手段。     

有限元法在真实环境下大气电场仪误差修订中的应用

大气电场仪的环境误差修订对于提高雷电预警准确率具有非常重要的意义。 针对已有的模拟计算方法难以准确还原 真实复杂的边界条件这一问题,利用有限元法模拟大气电场仪所在位置处的真实地形和建筑物等对大气电场畸变的影响,并对 实测数据进行了环境误差修订。 与已有方法相比,有限元法既模拟还原了真实的边界形状又提高了求解精度和计算速度。 结 果表明,位于平地时大气电场仪的误差修订系数与导体距离之间具有幂函数的变化关系,在屏蔽距离内山地的修订系数变化率 较平地更大;误差修订系数与屋顶边缘距离具有二次函数的变化关系,山地的修订系数较平地更小。 通过模拟计算还得到,崂 山各测站的环境误差修订系数均小于 1,对于屋顶测站和地面测站,地形都是其环境误差的主要影响因素。     

基于细菌菌落优化算法的分布式电源优化配置

分布式电源(Distributed Generation,DG)的合理规划可确保其发挥更好的技术、经济效用,因此对分布式电源优化配置具有重要的意义。建立了以有功网损最小为目标函数的优化模型,提出一种新型智能仿生优化算法,并将其应用在分布式电源优化配置问题的求解中,细菌菌落优化算法(Bacterial Colony Optimization,BCO),通过模仿细菌个体信息交流机制,建立细菌个体的寻优共享机制。另外该算法建立了一种新的循环结束方式,迭代会随着细菌个体的消失,自然结束,并且能够保持一定的精度。通过算例验证所提算法具有良好实用性和适应性,并且也验证所提模型的实际意义。     

（19期已排版）基于多重分形降趋波动分析法的谐振接地系统故障选线新判据

配电网系统中单相接地故障快速准确选线对电网安全运行具有重要意义。为克服传统故障选线方法中抗噪声干扰能力差、受消弧线圈补偿度等因素的影响引起选线结果不准确的问题,提出了基于多重分形降趋波动分析法(MFDFA)的谐振接地系统故障选线新判据。利用界值比ζ来描述各馈线零序电流分形参数曲线H(q)的分布特性,根据其数值差异进行故障选线。仿真结果表明该判据具有无需滤波、抗噪能力强、计算速度快的优点,克服了消弧线圈和故障条件等因素对故障选线的影响。     

电力巡检无人机电磁场测距及校准技术研究

近年来,无人机巡检已成为架空输电线路日常运行维护的主要手段之一。目前巡检无人机与输电线之间的距离主要靠肉眼判断,因此存在较大的安全隐患。文中提出利用电场有效值或同时利用电场有效值和无人机高度的方法确定无人机飞行安全距离范围。研究了电场测量的屏蔽与数据校准方法,利用梯度下降算法求解电场畸变系数和修正无人机飞行误差。基于有限元算法及Maxwell软件建立了1 000 kV特高压架空输电线路的仿真模型并进行数值验证。通过实际线路测试验证了该方法的正确性。该方法可为输电线无人机巡检距离控制、航向规划、高度调节和电场测量提供重要参考。     

基于配网功率预估的输配网全局潮流计算

在输配网全局潮流计算中,当前的需求是有效减少配网潮流计算量并保证收敛精度。对此,提出一种基于配网功率预估的输配网全局潮流计算方法。首先,建立边界点交互功率预估函数,在此基础上构建主从迭代和预估迭代交替使用的输配网潮流计算模型,通过主从迭代得到配网功率和边界点电压,求解功率预估函数参数进行预估迭代,减少了主从迭代次数。在潮流迭代的过程中不断修正预估函数,使功率预估值不断逼近真实值,保证了潮流的收敛精度。采用修正函数对配网潮流计算初值进行修正,使初值更接近真实值,减少了每次主从迭代中配网子迭代次数。仿真及其分析表明,所提方法在提高计算速度方面效果非常显著,同时计算结果具有很小的误差。     

Real-time disparity contrast combination for onboard estimation of the visibility distance

An atmospheric visibility measurement system capable of quantifying the most common operating range of onboard exteroceptive sensors is a key parameter in the creation of driving assistance systems. This information is then utilized to adapt sensor operations and processing or to alert the driver that his onboard assistance system is momentarily inoperative. Moreover, a system capable of either detecting the presence of fog or estimating visibility distances constitutes in itself a driving assistance. In this paper, the authors present a technique to estimate the mobilized visibility distance through a use of onboard charge-coupled device cameras. The latter represents the distance to the most distant object on the road surface having a contrast above 5%. This definition is very close to the definition of the meteorological visibility distance proposed by the International Commission on Illumination. The method combines the computations of local contrasts above 5% and of a depth map of the vehicle environment using stereovision within 60 ms on a current-day computer. In this paper, both methods are described separately. Then, their combination is detailed. The method is operative night and day in every kind of meteorological condition and is evaluated; thanks to video sequences under sunny weather and foggy weather.     

基于正交变换与置信域的量测方差估计与权重设置算法

在状态估计实际应用中,量测方差获取和权重设置存在一定的困难。伴随状态估计运算量越来越繁重,现有量测方差估计算法的收敛性无法得到保证。为此提出了一种基于正交变换与置信域的量测方差估计和权重设置算法。利用正交变换降低迭代系数矩阵条件数,提高量测方差估计的数值稳定性;根据正交变换的化简结果,结合拉格朗日乘子法,建立新的量测方差估计模型;对于迭代过程的中间数据,采用置信域作为目标函数的约束,确保每次估计结果落在置信区间内;最后,通过IEEE 14/30/118标准系统算例证明了该算法的有效性。     

基于热阻模型和温度迭代的阀损耗计算方法

换流阀是特高压直流输电工程重要的组成部分,其损耗计算对特高压工程的系统设计、散热器参数选择等具有重要的作用。阀损耗与电力电子器件的调制方式、器件类型等密切相关。针对精确估算阀损耗的问题,提出了利用等效热阻模型和温度迭代方法获得器件工作温度,进而求解换流阀损耗的精确计算方法。根据理论研究结论,开发了阀损耗计算软件,该计算软件能同时考虑阀损耗与运行参数的关系。并利用ABB公司提供的IGBT模块损耗计算软件进行了仿真验证。最后绘制了阀损耗与运行参数的特性曲线,为换流阀和散热器的参数设计提供了参考依据。