基于双目测距的输电线交叉跨越测量

高压输电线间距过小时容易出现相间闪络和短路等故障,为预防此类故障带来的危害,提出了基于双目测距的输电线交叉跨越测量方法。该方法基于改进的链码算法,设计了一种输电线自动检测算法,以提取输电线的像素坐标;依据双目测距原理,建立了输电线交叉跨越几何测量模型,计算了输电线间距。最后将该方法应用于对山西阳泉2条输电线的现场测量中。实际测量结果表明,该方法可以有效地对待测线路进行检测、拟合与合并,能够准确地获取待测线路的像素坐标;在几何测量模型中,待测的2条线路无论是平行,还是交叉跨越,均可被准确测量,实现了自动检测与无接触测量。与全站仪测量结果相比,新方法的最大测量误差2%,证明新方法准确有效,满足实际测量要求。     

基于双目视觉的输电线路防外破系统设计

为防止吊车臂触碰输电线引发事故，设计一种基于双目视觉的输电线路防外破系统。首先，通过将双目视觉防外破装置安装在吊车吊臂上实时获取图像数据；接着，针对实际环境中存在的光照干扰、弱纹理区域以及视差图中的边缘空洞填充，提出一种改进SGBM立体匹配算法，利用最小二乘拟合插值法和双边滤波进行算法优化，从而准确获取输电线路的三维信息；最后，根据双目视觉原理与空间耦合电容分压原理搭建测距环境与10 kV输电线路测试环境并进行现场测试。结果表明，改进SGBM算法在干扰环境下的测距平均相对误差仅为1345%和1229%，对比传统SGBM算法与场强测距方法，分别减少2047%和1851%，算法运行时间为817552 ms，测距系统兼顾实时性与精准性需求，满足实际环境下的输电线路吊车防外破使用。     

基于沿线电压分布规律的快速故障测距

针对双端工频故障测距法存在的双端数据同步困难、迭代次数多、收敛速度慢以及测距伪根难识别等关键问题,提出一种基于输电线路沿线电压分布规律的快速故障测距方法。在分布参数线路模型上,分析输电线路的沿线电压幅值分布规律。对线路进行单调分区域,在各区域取两点求切线,通过切线交叉原理进行初步故障测距。考虑到远距离输电线路非线性因素造成的测距误差,进一步采用切线交叉原理对测距结果进行迭代修正,使测距结果向实际故障点逐级逼近。经仿真验证,所提测距方法仅利用线路参数及单端测量数据计算切线,故无需双端数据同步;通过迭代能够准确去除伪根,实现精确测距;测距原理简单,迭代次数少,收敛速度快,仅需4次计算就能把故障位置锁定在300 m以内。     

基于单目摄像头的电网设备测距模型

针对电力系统巡检过程中双目测距算法的复杂性,提出了一种基于相机高度和俯仰角的单目测距模型,有效解决了电力系统中的测距问题。同时针对测距应用中相机高度和俯仰角的变化,考虑了影响因素对测距精度的影响,具有良好的可靠性。通过测量相机高度和俯仰角,识别图像中目标物体所在区域,根据相机内参对采集到的图像进行坐标变换,获得目标物体的三维坐标信息,根据测距模型计算出实际距离,通过实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于双目立体视觉的目标测距系统

双目立体视觉能够在多种条件下感知三维场景的立体信息,基于双目立体视觉的测距以其特有的优势在测距中扮演着越来越重要的角色.研究了双目测距的原理、摄像机的标定、立体校正、立体匹配等关键技术,在此基础上提出了用MATLAB和OpenCV相结合的方法实现双目立体视觉的测距.使用MATLAB进行相机的标定,然后借助OpenCV实现立体校正和立体匹配.通过立体匹配得出的视差值,可以求解出目标和相机之间的距离实现测距.通过实验的结果表明,提出的双目测距方法在一定范围内达到了精度要求.     

适用于直流配电网的测距式保护

提出了一种测距式保护,以保障基于电压源换流器的直流配电网安全可靠运行。在概述直流配电网拓扑结构的基础上,分析了双极短路故障各阶段电气量特征,重点探讨了R-L模型算法用于直流线路测距时在变量获取方法和数值稳定性两方面存在的局限性,并相应提出了新型变量获取方法以及提高算法数值稳定性的办法。仿真结果验证了所提保护算法的可行性,保护动作时间在20 ms以内,在40 d B白噪声情况下,测距误差仍保持在1%以内,区外故障时可靠不动作。所提保护利用常规采样频率即可较好地满足直流配电网对保护速动性与选择性的需求。     

基于单目视频的伪双目动态测距方法

传统的双目测距是通过待测物体在双目相机中成像的视差来计算物体在三维空间中的坐标信息,需要结合理想的双目测距模型来完成.然而在实际的工程应用中所使用的摄像机往往是单目摄像相机,无法满足双目测距要求.针对以上问题提出一种基于单目视频的伪双目动态测距方法,针对在预定轨道上移动的摄像机拍摄的视频,对目标物体进行测距.对所使用的...     

双端量故障测距初探

首先分析利用输电线两端电气量进行故障测距的可行性,然后提出双端量测距的基本算法,最后给出基于ＧＰＳ的双端量测距的初步方案。     

基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法

基于输电线路分布参数模型,提出一种基于改进参数检测法的双端非同步数据故障测距算法。该算法利用故障前两端电压、电流数据实时修正非同步角度和线路参数,再利用故障后数据进行故障测距。与拟牛顿法相比,所提算法无需迭代,计算量小;与电压趋势法相比,所提算法不存在伪根判别的问题;与传统参数检测法相比,所提算法能够实时修正非同步角度。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该算法测距精度高,受故障条件和线路换位的影响较小。     

基于PMU动态同步相量测量的故障测距

为提高故障测距的准确性,提出了一种基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)动态同步相量测量的输电线路双端故障测距算法。通过分析单端故障测距算法因线路对端数据未知而导致的故障测距误差,引入同步相量测量单元,并应用动态同步相量测量算法,有效提高动态同步相量测量的精确性和实时性;以全球定位系统(global position system,GPS)为时间基准,将故障时刻线路双端相量测量结果,应用于正序网络的测距方程,进行准确地故障定位。仿真实验表明,所提算法充分利用线路两端的故障信息,提高了故障测距的准确性。     

高压输电线路下吊车作业报警和监控系统设计

本文介绍一种安全报警与作业监控于一体的防止吊车触电的监控系统。它利用电场感应原理和ZigBee通信技术判断吊车臂与高压输电线路之间的距离,当低于预先设定的安全距离时向车载装置发送报警信息。系统将吊车实时的位置通过简化匹配算法显示在GIS地图上,同时根据车载装置中的GPS模块发送的位置信息判断吊车与输电线路之间的距离,低于设定的保护距离时,系统通过3G/GPRS向车载装置发送语音提示,同时通过短消息向巡检人员发送消息。系统分为近电监测、车载装置以及吊车作业报警和监控系统3个部分。近电检测装置安装在吊车臂,车载装置安装在驾驶室内。实际测试表明,系统测试精度较高,满足高压输电线路下的吊车防触电保护和实时作业监控的需求。     

基于TCensus的立体匹配算法及FPGA设计

随着无人机技术的迅速发展,利用无人机代替人工进行电力线巡线是行业内发展的新趋势。尽管无人机电力巡线相对于人工巡检效率更高,更加安全,但无人机巡检仍然面临一些问题,无人机的避障技术亟待完善,在巡检过程中无人机会出现与周边障碍物相撞的情况,尤其是细小的电线对无人机安全造成巨大的威胁。这些线状物往往目标不明显,雷达,超声波等技术得到的回波较少,造成避障困难。基于双目视觉系统的无人机避障技术在无人机避障领域得到了广泛的研究和关注。针对双目视觉实时无人机电力巡检避障应用,提出了基于TCensus（形态学Tophat变换和MiniCensus）变换的匹配代价测量方法来对原始图像中的弱目标进行增强,同时采用基于十字结构的支持区域来提高匹配的准确度。实验证明,本文设计的双目视觉系统可以有效检测无人机到电力线之间的距离,检测误差达到5%,提出的TCensus立体匹配算法与其它方法相比除了能够获得同样准确的背景深度图之外,还能对电线区域具有更精细的成像效果。     

基于EfficientDet和双目摄像头的绝缘子缺陷检测

绝缘子是输电线路重要的组成部件,带有缺陷的绝缘子会对线路造成隐患,通过图像检测技术可以提高绝缘子缺陷检测的效率,大大减小维护成本.但现有的绝缘子缺陷检测技术有精度不高和检测时间过长等缺点,针对这一问题,提出了基于EfficientDet和双目摄像头的绝缘子缺陷检测方法,首先通过双目摄像头设计了一种数据集采集的方法,解决...     

基于相量测量的输电线路故障测距新算法

提出了一种新的基于相量测量的输电线路故障测距的自适应算法,对于单回线和同杆双回线均适用.该算法利用输电线路两端的电压和电流相量并采用集中参数模型对∏型等值线路的正序参数进行了在线计算以用于故障测距,解决了线路参数在运行过程中的不确定性问题.为了实现双端测距,通过故障前后线路两端的采样数据获取突变量,并采用对称分量和六序分量分别计算了单回线和同杆双回线的等效系统阻抗.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统数据验证结果表明,该测距算法能适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

一种分段处理优选数据窗的双端测距算法

基于集中参数模型的双端测距原理普遍应用在输电线路保护中,对于中、短距离线路,模型误差可以忽略,但仍有其他因素对测距结果产生影响,特别是故障在极短时间内被切除时,测距结果易产生较大误差。为了提升测距准确性及普适性,文中对集中参数模型双端测距算法在常见影响因素下进行绝对误差分析,利用正交试验设计以及仿真计算,对比不同因素对测距误差的影响程度,发现数据窗选取这一因素影响最大。同时发现,相比于其他位置,线路首端故障的测距误差受影响较大。根据这2个特征,提出一种基于分段处理的自适应优选数据窗实用算法。经验证,该算法的测距误差受因素影响程度大幅降低。     

基于回路直流电阻测量的输电线路单相接地故障离线故障定位

首先基于线路绝缘电阻测量进行故障检测和诊断——识别故障类型和故障相,然后针对发生率最高的单相接地故障,提出基于回路直流电阻测量的离线故障定位方法.定位前先对线路直流电阻和大地回路电阻进行测量,随后考虑接地电阻影响,分别利用故障相构建两回独立电压方程组,通过求解方程组计算故障距离.基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进...     

基于无人机采集图像的输电线路异常检测方法研究

针对现有无人机航拍输电线路图像异常检测方法效率低、精度差等问题,在无人机航拍输电线路图像预处理的基础上,提出改进的相位编组算法用于导线提取和滑动像素块模型用于输电线路的异常检测。根据输电线路的最佳相位划分方式和伪导线判断基准优化相位编组算法,通过改变滑动像素块的旋转梯度角,确定传输线异常的准确位置,并完成导线断股和悬挂异物检测。通过实验对所提方法的可行性进行验证。结果表明,与常规方法相比,所提导线提取方法具有更高的精度、防误检和运行效率,在导线断股和悬挂异物检测中具有更高的准确度和运行效率,所提出的研究可以大幅提高巡检的安全性和效率。     

考虑通道实时监测的输电导线识别与三维重建技术研究

由于输电导线运维需求,需要对输电导线通道进行三维空间实时监测。在考虑导线通道实时监测的前提下,针对单目视觉无法获取深度信息导致无法对输电导线进行三维全方位监控的问题,提出了一种基于双目视觉监控的输电导线识别与三维重建的方法。针对一般情况下输电导线周围环境复杂导致输电导线难以提取,以及普通最小二乘法无法避免粗差点影响的问题,提出了一般环境下输电导线二维图像提取方案以及改进的三维拟合方法,并通过实验及实地现场验证了该方案的可行性,为输电导线实时灾害监测预警提供了良好的前期基础。     

面向矿井动目标的 PSO-SVR 模型与 UWB Chan 优化距离指纹融合定位方法

针对目前井下人员、车辆、设备等移动目标位置精确管理存在的不足,本文对面向矿井动目标的定位算法与指纹定位模 型进行研究。 设计出一种基于改进粒子群优化 SVR 模型与 Chan 优化距离指纹匹配融合定位方法。 首先,构建一种基于 STM32 ARM 主控制器和 DWM1000 的超宽带(UWB)核心节点模型,通过双边双向测距和飞行时间法(TOF)对传输距离数据进 行计算。 在此基础上,通过依次在特定点采集距离指纹,基于改进的 PSO-SVR 模型进行移动目标路线拟合,预测目标的移动路 径。 再将其与 Chan 指纹进行结合,拓展出优化距离指纹融合定位方法。 实验结果表明,本文提出的指纹优化匹配融合定位方 法能够较好地预测出移动路径,最大误差不超过 20 cm,平均误差不超过 1 cm。 本文研究对矿井智能化建设及安全生产具有重 要意义。     

An adaptive PMU based fault detection/location technique fortransmission lines. I. Theory and algorithms

An adaptive fault detection/location technique based on a phasor measurement unit (PMU) for an EHV/UHV transmission line is presented. A fault detection/location index in terms of Clarke components of the synchronized voltage and current phasors is derived. The line parameter estimation algorithm is also developed to solve the uncertainty of parameters caused by aging of transmission lines. This paper also proposes a new discrete Fourier transform (DFT) based algorithm (termed the smart discrete Fourier transform, SDFT) to eliminate system noise and measurement errors such that extremely accurate fundamental frequency components can be extracted for calculation of fault detection/location index. The EMTP was used to simulate a high voltage transmission line with faults at various locations. To simulate errors involved in measurements, Gaussian-type noise has been added to the raw output data generated by EMTP. Results have shown that the new DFT based method can extract exact phasors in the presence of frequency deviation and harmonics. The parameter estimation algorithm can also trace exact parameters very well. The accuracy of both new DFT based method and parameter estimation algorithm can achieve even up to 99.999% and 99.99% respectively, and is presented in Part II. The accuracy of fault location estimation by the proposed technique can achieve even up to 99.9% in the performance evaluation, which is also presented in Part II