架空输电线路无人机自主巡检仿真环境设计

无人机电力巡检已经逐渐普及,但人工操控无人机仍存在弊端,研究电力无人机自主巡检已经成为一大趋势。无人机自主巡检功能需要做大量的实验反复验证相关的功能,在实际现场实验对输电线路会造成巨大的潜在风险。针对这一问题,设计了输电线路环境模型,在Gazebo仿真平台上实现了无人机巡检飞行实验,为更高效、低风险地研发无人机自主巡检功能提供了技术参考。     

无人机在架空输电线路巡检中的自动补光系统应用研究

结合华中电网某地区架空输电线路无人机可视化巡检工作的实际应用情况，详细分析了无人机在架空输电线路可视化巡检中的作业流程、巡检内容以及巡检技术要求，并针对在清晨、傍晚、阴霾等环境光线较暗情况下，无人机难以快速、精准、高效地开展架空输电线路可视化巡检、缺陷识别等难题，以图腾柱开关控制电路为核心，研究了一种可用于无人机在架空输电线路可视化巡检中的自动补光系统，该系统主要包括环境光线亮度实时检测模块、高低电平逆转模块、图腾柱开关控制电路、稳压模块、LED补光模块，并以多旋翼无人机搭载可见光巡检设备为测试平台，现场实践论证了该自动补光系统的可行性和高效性。     

基于差分定位的输电线路多旋翼无人机智能巡检

针对目前人工操作无人机进行输电线路巡线自动化程度不高,人工操作无人机难以标准化、规范化,导致巡线时间偏长或多发坠机等问题,围绕南方电网公司提出的无人机无人操控自主巡线目标,制定了基于载波相位差分定位技术的输电线路多旋翼无人机智能巡检方法。该方法在载波相位差分高精度定位技术的支撑下,首先由人工操控无人机进行线路巡检,再根据记录的巡检航迹提取航拍控制轨迹点精确的经纬度、海拔高度和每一航拍点的摄像头俯仰角度等信息,制定该线路的自主巡检方案。进行自主巡航时沿设定的轨迹控制点按预设角度进行航拍,实现无人机巡航的流程化和标准化。现场测试效果表明,无人机利用所提方法可在强电磁场环境下快速准确地完成定点巡航任务,为实现规范化、标准化的无人机安全巡线作业奠定了基础。     

无人机自动避障技术在输电线路巡检中的应用

基于无人机技术在输电线路巡检中的广泛应用,重点研究如何实现多旋翼无人机自主避障功能。若无人机在飞行过程中对遇到的各类障碍物能够提前预判,并能自动规避,将大幅度提高无人机在线路巡检的安全性。设计在无人机信号输入端与飞控模块之间增加自动避障模块,功能为实时检测无人机与障碍物间的距离并将相关信息反馈给飞行控制模块,系统根据测距结果重构出飞行控制信号,在不改变无人机软硬件的情况下,达到精准避障的效果。研究的自动避障技术从Arduino平台、超声波测距、电源模块、Arduino UNO与飞控接口等方面入手,降低无人机避障模块的开发成本与设计风险,相较于其他避障方式减少了测量和判断时间,实时避障性能较好,具备功耗低、价格低廉、距离信息感知效果好的优点。     

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。     

基于电磁场计算的输电线路无人机巡检安全

随着电网规模的不断扩大,无人机作为一种安全稳定高效的设备已逐步被应用于对输电线路的巡检中。同时,如何提升巡检作业的可靠性,保障无人机及线路的安全,成为重要的研究课题。首先利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件计算输电线路周围电磁场强度;进而以某中型电力巡线无人机为例,分析其可承受电磁场强度的范围;并在此基础上提出无人机巡检安全飞行距离确定方法,给出安全距离计算公式。利用该公式计算出某中型电力巡线无人机对500 k V交流输电线路巡检的安全距离。输电线路无人机巡检安全飞行区域的确定能够提高无人机电力巡线作业的可靠性和安全性,对保证人身、电网和设备的安全具有重要意义。     

输电线路无人机自主巡检航迹优化研究

为提高巡检数据的可行性和精度,开展了输电线路无人机自主巡检航迹优化研究。在确定巡检航迹规划约束条件的基础上,建立巡检航迹的表达式及目标函数,生成最优巡检航迹路线,提出一种全新的航迹优化方法。按照优化方法的思路,将优化前后无人机巡检航迹应用到真实环境中进行对比,结果显示优化后的无人机巡检航迹能覆盖该区域中所有需检测的待检测点,可有效提高巡检数据精度,并进一步实现输电线路无人机智能巡检标准化作业。     

基于无人机云端控制的智慧输电业务巡检方法

为了提高输电业务巡检结果的准确性和抗干扰性,有效降低巡检成本,实现输电业务高效安全巡检,提出了基于无人机云端控制的智慧输电业务巡检方法。根据一体化和智能化设计原则,设计无人机云端控制系统,建立系统整体架构,构建管理、查询统计、数据协作等多个功能模块;基于无人机云端控制系统,获取智慧输电业务巡检任务,利用空间变换模型,定位输电线路塔杆;融合输电业务通道模型和地球模型之间坐标,经坐标系统转换,记录巡检线路;将全球定位系统与惯性导航系统结合,识别输电线路缺陷,通过无人机云端控制传感器采集输电业务巡检情况,使用实景模型软件,生成可视化巡检结果,实现智慧输电业务巡检。实验结果表明,该方法的基础架构稳定,具有较强的抗干扰性能,能够有效提高输电业务巡检结果的准确性和抗干扰性,降低巡检成本,实现精准高效的巡检工作。     

无人机技术在架空输电线路通道巡检中的应用

为解决传统巡检方式存在安全性差、效率低、漏检率高等缺点,提出了垂起固定翼无人机在架空输电线路通道巡检的应用方案,并在莱州电厂——栖霞变电站500 kV输电线路通道进行了应用验证.通过现场勘察,结合巡检计划和无人机技术特点,完成机型选择、航线规划及起降点确定等巡检前准备工作,并采用全线/局部多次巡检作业方式,实现了违规建筑、障碍物等排查.应用结果表明,该方案可高效准确完成巡检工作,适用于输电线路通道的无人化巡检.     

高压输电线路兴趣点巡视建模及仿真研究

采用无人机对高压输电线路进行巡检,存在操作现场危险性体育馆、可视性差等缺陷。为此,采用虚拟三维环境对高压输电线路上的兴趣点（绝缘子、金具、线路）进行建模分析,可以为巡检无人机提供优化理论数据,同时还对提高巡检作业安全具有重要意义。利用Google Earth提供的API接口,在编程环境Qt平台上对某高压输电线路进行虚拟实现,并针对用于输电线路巡检多旋翼无人机机载云台系统的姿态角进行建模分析,确定采用云台对超高压输电线路兴趣点进行检视时,云台姿态角与兴趣点之间相互关系,并在软件环境中进行仿真实验。实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于生命周期评价的不同电源对环境影响的比较

用生命周期评价方法对工业固体废弃物焚烧发电、生物质气化发电、风力发电、天然气燃气蒸汽联合循环发电等几种电源型式对环境的影响,进行了编目分析,计算了其污染物排放量,并且都与燃煤发电进行了比较。     

基于串口通信的DSP在线烧写技术研究

为了解决DSP嵌入式系统某些特殊应用场合升级不方便、维护困难的问题,提出了一种基于串口通信向片内Flash在线烧写程序的方法.描述了该在线烧写方法的基本思想和实现步骤,并结合工程实际需要,优化了接收升级指令的时机,并在片内Flash设置应用程序备份区,进一步提高了烧写的可靠性和安全性,增强了系统的容错性和自愈恢复能力.实验结果表明,该方法有效可行,方便可靠,相比于传统基于JTAG烧写,可摆脱仿真器进行程序升级,提高了嵌入式系统的可维护性.     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于光生物效应的办公空间采光研究初探

该文将办公室天然采光与光生物效应相结合,通过分析在不同光气候、季节时段、采光口朝向、亮度水平的天然采光条件下,人眼瞳孔大小、主观感受等变化规律,研究在光生物效应作用下,天然光的光色（光谱分布）、光照强度（亮度）与人的视觉心理生理变化之间的关系,整理在不同光色下瞳孔变化与亮度水平函数关系式,以期能提出符合节能要求、有利于办公人员身心健康及提高工作效率的办公空间采光环境方案,完善办公空间天然采光的健康模式,从而进一步促进绿色照明和健康照明。     

基于Linux的SCADA系统后台服务器的研究

随着微机技术的不断发展，以Linux为代表的自由软件越来越多地应用于各个领域。针对自由软件Linux应用到电力SCADA系统后台服务器中这一课题进行了可行性研究。通过与传统的Unix工作站后台服务器相比较，提出了基于PC／Linux的SCADA后台服务器。     

基于微位移的超分辨重建技术研究

CCD图像传感器广泛用于图像采集,受其内部结构和外部条件的影响,采集到的图像质量不能满足人们的需求,通过硬件改进提高图像质量面临经济与技术两方面的难题。为此本文利用多幅微位移图像间的冗余信息重建出高分辨率图像,既低成本又易实现。针对CCD与目标物间有相对微位移来获取序列低分辨率图像的情况,采用一种解线性方程组的方法对采集到的4幅微位移图像进行重建,并对这种算法进行优化。实验结果图可清晰地看到重建图像可分辨更多线对,高频信息量增加,算法具有较好的效果。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

基于RTDS建模的分布式光伏对配电网影响研究

随着分布式光伏的大规模推进,需要研究分布式光伏接入配电网后对电压、 电流和继电保护带来的影响.首先,根据分布式光伏和配电网的典型结构,基于RTDS建立分布式光伏接入配电网的仿真模型.其次,仿真分析在不同的光伏渗透率、故障类型和故障位置下分布式光伏对配电网电压和电流的影响.然后,研究电网故障状态下分布式光伏对配电网继电保护的影响.仿真结果表明,分布式光伏接入配电网后使电压增大、系统提供的电流减小,分布式光伏渗透率较大时可能使过流保护拒动以及重合闸失败,因此需要重新整定保护定值.     

基于TMS320C6747的SVPWM实现方法研究

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)是逆变系统设计的是重要方法之一,本文详细介绍了SVPWM方法,探究了使用数字信号处理器TMS320C6747生成SVPWM波的方法和实现过程。对SVPWM实现的软件和硬件均进行了设计,并在此基础进行了实验,实验表明该逆变系统的具有良好的可行性、有效性和可靠性。     

基于CORBA实现OPC技术探索

OPC（过程控制中的对象链接与嵌入技术）是工业控制和生产自动化领域中硬件和软件之间的接口标准，近年来在电力系统广泛应用。它是一种基于DCOM（分布式组件对象模型）的技术。由于DCOM的平台相关性，不利于OPC技术的进一步应用。而代表分布对象技术主流的CORBA（通用对象请求代理体系结构）技术具有跨平台、语言无关等突出优点，本文尝试采用CORBA技术实现OPC技术。探讨了基于CORBA实现OPC技术的解决方案，通过具体的实现过程展示了方案的可行性，并通过测试用例和应用实例验证了方案的实用性和有效性。基于CORBA实现OPC技术，将大大提高OPC技术跨平台、跨语言应用的能力，使其成为一种更广泛适用的标准。