基于概率统计的输电线路山火监测方法

传统基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据的山火监测方法火点误报率较高、判别低温火点的能力较弱、无法识别工业火点.为此,提出了一种基于概率统计的输电线路山火监测算法.该算法利用概率统计的方式提取潜在火点,对传统算法进行了标准差系数和背景阈值的修正.利用改进算法从已有的潜在火点中识别火点,将火点中的噪声点滤除,通过归一化植被指数(NDVI)的大小判断该火点是否为山火点.结果表明,该算法可以降低火点的误报率,具有较强的工业火点识别能力以及一定的低温火点识别能力.该算法成功辨识出了2013-10-25在安徽境内特高压线路锦苏线附近的山火,及时进行了预警,避免了山火跳闸事故的发生.     

基于Himawari-8静止气象卫星的输电线路山火监测与告警技术

传统基于极轨卫星的输电线路山火监测技术受卫星过境时间的限制,无法实现对广域输电线路走廊进行24h不间断山火监测。为此,基于Himawari-8静止气象卫星提出了一种24h不间断输电线路山火监测与告警技术。为保证火点判识算法具有较高的准确率和良好的普适性,综合考虑太阳高度角、非植被像元和云像元对火点判识的影响,提出了一种基于自适应动态阈值的火点判识算法。另一方面,预先将输电线路杆塔信息和告警等级以网格形式进行储存以提高告警效率。一旦在网格内监测到火点,则自动向输电运维人员推送受影响的线路杆塔信息和告警等级。所提技术已应用于南方某省级电网输电线路山火监测系统,实现了全天时输电线路山火监测以及快速准确地发布告警信息,使得该电网连续3年(2017—2019)在用火高发的清明节期间未发生输电线路山火跳闸事故。     

输电线路山火监测预警系统的研究及应用

研发了输电线路山火监测预警系统并成功应用于多省市跨区电网线路。介绍了火点监测基本原理,给出了基于卫星遥感的输电线路山火监测与预警系统硬件和软件架构及其组成功能。为提高火点判识准确度,提出一种火点判断阈值自适应算法;提出了火点与杆塔距离优化算法,减少杆塔距离计算量。研制的输电线路山火监测与预警系统成功应用于多省市跨区电网。应用结果表明,研制的输电线路大范围山火监测系统能准确有效地监测输电线路山火并及时发布预警信息,有利于提高电网抵御山火灾害能力。     

架空输电线路山火同步卫星广域监测与杆塔定位

为克服现有极轨卫星输电线路山火监测系统存在卫星过境时间间隔长、扫描覆盖范围有限等不足,研究一种同步卫星输电线路山火广域监测方法。为精确捕捉卫星漂移信号,提出了一种卫星信号馈源阵列模块结构,求取了结构最优半径;提出了一种天线精准定位控制算法,实时自动补偿跟踪接收卫星信号,显著提高了同步卫星信号的跟踪精度;开发了同步卫星遥感弱信号高精度接收装置。应用表明,系统监测时间分辨率达10 min、监测范围广。为实现同步卫星弱信号火点准确判识与杆塔快速定位,研究了分区动态阈值火点判识及改进型火点杆塔定位算法。应用表明,该算法火点判识准确、杆塔定位速度快。研究结果适用于架空输电线路山火广域监测,显著提高了山火监控水平。     

基于模糊综合评价法的输电线路山火遥感甄别算法

传统输电线路山火遥感甄别算法通常采用亮温值阈值法直接对火点进行甄别,阈值难以准确设定会导致山火的误甄别或漏甄别问题。为实现输电线路山火遥感的准确甄别,在传统火点甄别算法基础上,提出了热点再甄别的思想,即依据亮温值阈值确定出可能的山火热点后,再对热点进行模糊综合评价以准确甄别山火火点。结合对广东省山火发生的时空规律进行研究,确定了导致山火发生的6个致灾因子,提出采用模糊综合评价法,实现输电线路山火的准确甄别。首先利用火险评判等级确定火险决策集及阈值,随后通过6个致灾因子建立因子集并作为输入,构建隶属度函数并设置权重向量,根据最大隶属度原则输出热点的置信度,并与阈值进行比较,判断火点的真伪。通过广东省2005—2016年12年间的山火数据库和该模型于2017年在广东电网的应用实例作为算例,对该模型进行验证。结果表明该模型较传统算法准确率高,可以满足输电线路山火的防治要求。     

基于新一代天气雷达组网监测的输电线路山火自动识别算法研究

为克服卫星和图像监测等方法在输电线路山火监测告警中存在的不足,提出一种基于新一代天气雷达组网监测的输电线路山火自动识别算法。从某地区历史山火的新一代天气雷达回波数据样本库出发,分析山火的新一代天气雷达回波特征,建立山火雷达回波的特征量集合并提出阈值判据。采用四邻域法对山火回波块进行快速识别,通过滤除背景杂波提高山火回波识别准确率,结合多线程并行分析方法,实现多部雷达组网对山火的自动识别;基于改进型杆塔定位方法,实现受山火影响的输电线路杆塔快速定位与告警。该算法在某省级电网中的应用表明其晴好天气下的识别准确率接近80%,为输电线路山火的监测告警提供一种新手段,可与卫星监测方法互为验证和补充。     

输电线路山火可见光-红外多光源精准定位技术

近年来,输电线路附近山火频发,严重威胁到电网的安全稳定运行。为定位输电线路附近的山火,依据双目立体定位模型,利用输电线路分布式山火监测装置的可见光/红外双波段摄像仪进行了山火定位技术研究。建立了基于色调、饱和度、亮度(Hue,Saturation,Value,HSV)颜色空间的山火可见光图像识别模型;提出了一种基于可见光-红外双目视觉的输电线路山火定位方法,该方法以火焰图心作为立体匹配的特征点,克服了异源异步可见光/红外双目火焰图像匹配困难的问题,实现了火点到摄像仪距离的自动测量;针对山火监测装置摄像仪外部参数标定困难的问题,建立了以云台旋转中心为原点的输电线路坐标系,提出了一种火点到输电线路最短距离的精准计算方法,最终实现了山火相对输电线路的精准定位。最后,通过试验研究,验证了所提方法的可行性和有效性,且对500 m范围内火点的深度定位误差≤6.6%,满足实际应用要求。     

山火条件下架空输电线路闪络及监测技术的研究现状分析

简述了山火条件下对输电线路闪络机理展开研究的必要性。介绍了山火灾害影响因素,总结了山火条件下架空输电线路闪络机理的研究现状,包括对现有试验方法进行分析探讨,接着综述了目前应用于输电线路的山火监测方法及其存在的问题,提出激光雷达应用于输电线路山火监测的新思路,同时指出,卫星遥感技术和传统传感器终端监测方法相结合,能提高输电线路监测的可靠性和实时性。     

基于红外探测器的输电线路山火监测方案

越来越多的特高压输电线路经过山林地区,为减少山火对特高压输电安全稳定运行的影响,提出了一种基于红外探测器的特高压输电线路山火监测方案。利用红外探测器检测出山火信号,基于数字信号处理器(DSP)的下位机山火监测系统实现一定区域内的山火信号采集,后台预警程序实现山火位置的显示。对模拟山火进行了测试,装置能对小范围内山火进行监测,并能够判断模拟山火的位置,是一种可行的特高压输电线路山火监测方案。     

山火预警技术在输电线路的应用现状

简述了输电线路监测山火的意义和必要性,分析了山火导致输电线路跳闸的机理。将目前应用于输电线路山火监测的方法分为两种:一种是宏观的、大范围的卫星遥感山火监测技术,另一种是局部的、小范围的传感器网络监测技术。综合分析了目前预警方法和对应算法的应用原理,详细分析和比较了现有预警方案的优点和不足之处。由于可借鉴的山火历史数据少,且输电线路监测环境恶劣,更应注重预警模型以及算法的配合。总结了山火预警技术在输电线路上应用尚未解决的诸多问题,研究更适合于输电线路运行环境的山火预警技术是未来的发展方向。     

基于多模空间距离权重融合的高压架空输电线 舞动监测模块的设计

当前高压架空输电线路的舞动物联监测系统还存在集成度不高、误差较大等缺点。针对这个问题建立了基于球面距离和空间距离相结合的多模空间距离权重修正模型。并基于北斗卫星定位系统研制了高压架空输电线舞动监测模块,可集成到智能监测球装置中。进而实现了一种基于多模空间距离权重融合的高压架空输电线舞动测量方法。实验结果表明,该高压架空输电线舞动监测装置定位精度可达厘米级,定位结果能够有效评估输电线路的舞动风险,并已安装应用于架空高压输电线路的在线物联监测。     

特高压输电线路状态监测技术的应用

中国正在建设第一条特高压交流输电工程晋东南—南阳—荆门1000kV特高压示范工程。输电线路的安全可靠运行在很大程度上决定着整个特高压输电系统的稳定和安全。为充分保障输电线路的可靠运行,有必要在特高压输电线路上采用先进的状态监测技术作为补充。分析和总结了现有的输电线路状态监测技术,包括绝缘子污秽监测、雷电监测、环境监测、导线微风振动监测等在线监测技术,以及红外检测、紫外检测、超声波法检测、电场法检测等带电检测技术,对各种技术的优缺点及其在特高压线路中的应用给出了建议,建议在特高压线路中使用环境监测、导线微风振动监测、红外检测、紫外检测等成熟技术。     

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。     

红外监测特高压输电线路绝缘子技术的探讨

为了提高特高压输电线路的稳定性,提出了一种红外监测绝缘子的方法.在分析绝缘子结构和电位特性的基础上,结合当前红外监测技术,采用泄漏电流量和温度作为研究参量,对绝缘子串不同结构、不同电位特性及同一泄露电流所产生的不同焦耳热有识别的进行红外热像;并与传统的检测方法进行对比.结果表明,红外监测具有操作方便、抗干扰能力强、自动报警、实现远程监测等优点.同时也提出了期待进一步研究的问题.     

基于山火时空特征的林区输电通道风险评估

穿过林区的供电线路所处地理环境复杂,输电通道山火灾害频发。为研究山火条件下林区输电通道风险评估问题,对四川省凉山州地区某重要负荷的两条输电通道所经过的多个地区的气象数据按时间顺序进行统计。利用森林火险气象等级计算山火发生概率,利用长空气间隙击穿理论计算山火条件下输电线路故障概率,进而建立了具有时空分布特征的山火条件下输电通道风险评估模型,并用算例验证了所提方法的有效性。还对一条输电通道故障,潮流转移至另一条输电通道后的线路运行情况进行了分析,并根据结果提出了相应的降风险措施。     

输电线路山火雷达实时监测技术及应用研究

输电线路山火灾害的监测是线路运维中的重难点问题,提出及时、有效的输电线路山火监测技术可以帮助提高运维效率.雷达遥测技术具有监测范围广、精度高、方便维护等优势.为了挖掘雷达在重要输电通道遥测领域的重大潜力,研发了基于Ka波段雷达的输电线路山火实时监测装置,并进行工程实测及应用.实测结果表明,研发建造的输电线路山火雷达实时...     

输电线路绝缘子覆冰厚度图像识别算法

针对当前绝缘子覆冰监测方法研究现状,提出对于复杂环境下的绝缘子覆冰识别。首先利用模板匹配在图像中实现绝缘子的定位检测,然后对图像进行预处理、图像分割、边缘提取等处理,提取出覆冰前后绝缘子边缘,根据区域像素初步判断有无覆冰,若有覆冰进一步再计算其覆冰厚度。最后利用提出的算法对模拟覆冰实验室和现场采集的输电线路图像进行分析,将算法计算结果与模拟覆冰实验室人工测量的绝缘子覆冰厚度值进行比较,误差小于1.5 mm。结果表明,算法能够识别绝缘子覆冰并计算其覆冰厚度,可以真实地反映现场绝缘子覆冰情况。     

基于输电线路铁塔的沿海地区风环境观测系统

利用高耸输电杆塔进行风场监测不仅可以节约建造专用气象观测塔的费用,还可为输电线路沿线积累风场数据。文章以输电线路铁塔为安装平台,以数据存储模块、无线通信模块、远程监控模块和太阳能电源组成了风观测系统。并基于改造的风观测系统,选取福建宁德至笠里500 kV输电线路52号铁塔为观测点,对福建沿海地区的风环境进行了风参数数据采集,为今后更好地推广应用这种风场监测系统提供了经验。     

Study on straw incineration monitoring based on the combination of remote sensing image

Straw incineration monitor is a key part of international environmental governance. In the paper, the combination of MODIS, MUX and TLC remote sensors is used to monitor straw burning fire points accurately. MODIS remote sensor has the characteristics of high temporal resolution and thermal infrared band, which can be used to judge the regional thermal abnormal variation and preliminary extract the suspicious thermal abnormal points. Combining with GIS information, the preliminary position of MODIS thermal abnormal points can be acquired. The MUX and TLC sensors of ZY-3 satellite in the preliminary position area can be pretreated, which includes radiometric calibration, atmospheric correction, geometric precision correction, ortho-rectification, etc. Through analyzing the physical properties and spectral information in the straw incineration area, the interpretation features of the straw incineration area will be determined. Then the high geographical resolution fusion image with two meters resolution can be interpreted, and the information of fire-point in high geographical resolution remote sensor can be extracted. Combining with the Google earth map to compare interpretation images in different time range of this area, and using ArcGIS platform to accurately position the confirmed fire point, the final position of the fire can be determined. Correspondingly, the combination of remote sensing sensors with high, medium and low resolution can be used to monitor the straw incineration point in county area. In experimental area, there are twenty-three straw burning fire points are found. The experimental results show that, this method can realize precise monitoring of straw incineration point in county area. However, straw incineration point monitoring in real time still need to be further investigated.