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多无人机输电线路巡检联合轨迹设计方法

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1958-1967页

作者：高云飞胡钰林刘鸣柳黄雨茜孙鹏武汉大学电子信息学院武汉430072 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 昆山杜克大学昆山215316

无人机(UAV)技术在输电线路自动巡检的应用中具有重要的意义和广阔的应用空间。考虑到无人机的续航能力受限,无人机需要在电量耗尽前从机巢飞往指定巡检区域,完成输电塔杆的巡检,再安全返回机巢。为此,针对大范围输电线路巡检场景,该文... 详细信息

无人机(UAV)技术在输电线路自动巡检的应用中具有重要的意义和广阔的应用空间。考虑到无人机的续航能力受限,无人机需要在电量耗尽前从机巢飞往指定巡检区域,完成输电塔杆的巡检,再安全返回机巢。为此,针对大范围输电线路巡检场景,该文以最小化巡检时间为优化目标,提出一种支持大范围输电线路多无人机巡检方法。具体而言,首先通过k-means++算法合理分配无人机巡检任务,再在巡检电池能量的约束下基于改进的模拟退火算法优化无人机巡检轨迹来提升巡检效率。最后,基于模拟真实环境中塔杆的分布数据,对所提出的无人机任务分配和轨迹设计算法进行仿真分析。仿真结果验证了所提算法通过多无人机巡检任务分配和轨迹设计可显著减少总的巡检时间。

关键词：无人机巡检轨迹设计巡检任务分配

基于电热耦合的油纸绝缘套管内部压强变化特性

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高电压技术 2024年第8期50卷 3636-3643页

作者：刘泰蔚谢雄杰罗晓庆叶奇明胡伟许佐明中国电力科学研究院有限公司电网环境保护全国重点实验室武汉430074

油纸绝缘套管作为目前电力系统应用最广泛的套管类型,因在运行时无法掌握内部动态压强,不能及时发现内部缺陷,严重影响套管使用寿命。为此,提出了油纸绝缘套管内部压强的解析数学算法,建立了试验用油纸绝缘套管的电热耦合分析模型,考虑... 详细信息

油纸绝缘套管作为目前电力系统应用最广泛的套管类型,因在运行时无法掌握内部动态压强,不能及时发现内部缺陷,严重影响套管使用寿命。为此,提出了油纸绝缘套管内部压强的解析数学算法,建立了试验用油纸绝缘套管的电热耦合分析模型,考虑了导电杆载流量和外界环境温度对油纸绝缘套管内部压强的影响,通过搭建试验用油纸绝缘套管平台对所提算法模型进行了准确性验证。结果表明:套管内部压强解析数学算法具有较高的计算精度,套管油枕处呼吸腔中空气的压缩量是影响油纸绝缘套管内部压强变化的主要因素;结合仿真分析,呼吸腔内空气压强占套管内部压强的76.9%。研究成果对于掌握油纸绝缘套管内部压强分布,及时捕捉套管异常状态有重要的指导意义。

关键词：电热耦合油纸绝缘套管内部压强数学模型

低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的绝缘特性与参数配置

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高电压技术 2024年第2期50卷 832-841页

作者：陶子林郑宇高克利朱太云刘伟周文俊武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230000 中国电力科学研究院有限公司北京100192

为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温... 详细信息

为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温度与实验数据较为相符。其次开展不同温度下C4F7N/CO_(2)混合气体的工频击穿试验,获得了C4F7N/CO_(2)混合气体的击穿电压随温度的变化。结果表明:气体在液化阶段的击穿电压标准差为液化后的2~7倍,且液化后混合气体的绝缘性能出现显著下降。此时击穿电压只与温度有关,基本不受混合体积比例的影响。考虑混合气体设备的应用需求,分别以–25℃和–30℃为最低使用温度,提出了满足要求的C4F7N/CO_(2)混合气体参数配置方案,可为低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的应用提供参考。

关键词： C4F7N/CO_(2)混合气体绝缘特性约化电场液化温度参数配置

基于三维技术的输变电工程智能化质检方法分析

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光源与照明 2024年第7期 60-62页

作者：廖爽张浩钦韩毅博刘君瑶荆琳国网湖北电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430000 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430000

通过把三维技术应用到输变电工程智能化检测中,可以及时找到输变电工程中常见的问题,经过对问题产生原因的调查,提出解决方法,可以给输变电工程安全运行提供良好条件。文章以三维技术为探究重点,进一步探讨了三维技术在输变电工程智能... 详细信息

通过把三维技术应用到输变电工程智能化检测中,可以及时找到输变电工程中常见的问题,经过对问题产生原因的调查,提出解决方法,可以给输变电工程安全运行提供良好条件。文章以三维技术为探究重点,进一步探讨了三维技术在输变电工程智能化质检中的应用方法。研究表明,通过建立三维立体模型,能真实展现输变电工程运行状况、及时发现异常,并有效规避各种故障风险,保证输变电工程运行的质量与安全。

关键词：三维技术输变电工程智能化质检

基于YOLO-2MCS的输电线路走廊隐患目标检测方法

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4164-4175页

作者：郑含博胡思佳梁炎燊黄俊杰汪涛广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 南宁530004 国网湖北省电力公司电力科学研究院武汉430077

输电线路在跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道场景下易受到外力破坏,可能严重影响输电线路安全可靠运行。针对此问题,该文通过构建输电线路走廊隐患目标数据集,提出新模型YOLO-2MCS用于输电线路走廊隐患目标检测。使用混合数据增强... 详细信息

输电线路在跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道场景下易受到外力破坏,可能严重影响输电线路安全可靠运行。针对此问题,该文通过构建输电线路走廊隐患目标数据集,提出新模型YOLO-2MCS用于输电线路走廊隐患目标检测。使用混合数据增强策略对数据集进行有效扩充,以提高模型在复杂场景下的泛化性和鲁棒性;在EfficientRep骨干网络引入卷积注意力机制模块,有效提升模型对多尺度目标的检测能力;构建使用softplus激活函数的双向特征金字塔结构加强模型特征学习能力;在检测头使用SIoU损失函数进一步提升模型检测精度。实验结果表明,相较于原YOLOv6网络,该模型在0.5:0.95的严苛阈值下平均精度均值提升4.4%;将该模型与主流的检测模型FasterR-CNN、YOLOX、YOLOv5和YOLOv7分别进行对比评估,该模型的检测精度、检测速度、模型复杂度均获得最优性能,其平均检测速度高达约300帧/s,且内存仅为40.7 MB,同时满足在边缘计算设备上部署的要求。

关键词：输电线路走廊防外破目标检测注意力机制

基于AHP-Fuzzy的抽-储电站综合评价研究

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低碳世界 2024年第1期14卷 118-120页

作者：杭翠翠陈曦陈航陈博文国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430071 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071

为了全面客观地评价抽水蓄能电站和电化学储能电站(简称“抽-储电站”),采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)与模糊综合评价法(Fuzzy)相结合的改进层次分析法(AHPˉFuzzy)对抽-储电站两种储能方案进行综合评价。结果显示,... 详细信息

为了全面客观地评价抽水蓄能电站和电化学储能电站(简称“抽-储电站”),采用层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)与模糊综合评价法(Fuzzy)相结合的改进层次分析法(AHPˉFuzzy)对抽-储电站两种储能方案进行综合评价。结果显示,电化学储能电站整体得分为76.1196分,略高于抽水蓄能电站的75.8339分,且其在经济效益和环境保护方面占据优势,并随着储能技术的不断更迭,这种优势将不断扩大。该研究成果不仅对抽-储电站的优选及评估具有参考价值,而且能为其他类似的复杂问题提供解决思路。

关键词：改进层次分析抽水蓄能电站电化学储能电站环境影响

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用户侧储能两电平换流器开关管开路故障诊断

高电压技术 2024年第6期50卷 2442-2451页

作者：熊亮雳刘曼佳何顺帆游力张俊敏国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 中南民族大学自动化系武汉430074

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关... 详细信息

随着新型配电网发展,用户侧储能已成为配电网中的重要环节之一。储能设备的换流器是储能与电网的接口设备,其开关管是故障率较高的器件,且开路故障隐蔽性较强。针对配电网用户侧复杂的电能质量环境,在两电平换流器充电与放电过程中开关管开路故障机理研究基础上,提出了基于扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)与宽度学习系统(broad learning system,BLS)的开关管开路故障诊断方法。该方法通过EKF动态提取故障谐波的特征,BLS识别特征并诊断故障。通过仿真与实验证明在0.2~3(标幺值)的负载波动、5%~10%的系统谐波与±0.5 Hz频率偏移等配电网常见扰动下,单管开路故障与双管开路故障准确诊断与定位的准确率为100%,为用户侧储能系统监测提供有效支持。

关键词：用户侧储能换流器开路故障动态谐波分析宽度学习系统

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基于YOLOv5模型的变电站基建期行为分析识别研究

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电力勘测设计 2024年第10期 64-68,92页

作者：黄亮李冬卓俊帆程正逢易乐安江桥国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司湖北黄冈438000 中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430061

随着电力工程的不断发展,变电站的基建成为电力行业中至关重要的环节之一,在变电站基建期间,涉及到众多的施工活动和行为。本文首先介绍YOLOv5模型的基本原理和在目标检测领域的优势,然后针对变电站基建期行为进行详尽的调研和分析。通... 详细信息

随着电力工程的不断发展,变电站的基建成为电力行业中至关重要的环节之一,在变电站基建期间,涉及到众多的施工活动和行为。本文首先介绍YOLOv5模型的基本原理和在目标检测领域的优势,然后针对变电站基建期行为进行详尽的调研和分析。通过采集大量实地数据,并结合先进的深度学习技术,建立基于YOLOv5的行为识别模型,实现对基建期行为的实时监测和识别。实验证明,本文提出的基于YOLOv5模型的变电站基建期行为分析识别方法具有高度准确性和实用性,能够为电力工程的管理和安全提供有力支持。

关键词： YOLOv5模型变电站基建期行为分析实时监测

原位生长的CNTs@MoS_(2)杂化物增强水性膨胀型防火涂料的耐火和隔热性能

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表面技术 2024年第4期53卷 200-210页

作者：王晓明朱耿增金义杰贾丹段海涛詹胜鹏杨田凃杰松章武林马利欣国网山东省电力公司电力科学研究院济南250003 武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030

目的设计并研制一种耐火和隔热性能突出的水性膨胀型防火涂料。方法以碳纳米管(CNTs)、四水合钼酸铵、十六烷基溴化铵(CTAB)、硫脲为原料,通过简单的一步水热法原位生长出一种新型的CNTs@MoS_(2)杂化物,并采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SE... 详细信息

目的设计并研制一种耐火和隔热性能突出的水性膨胀型防火涂料。方法以碳纳米管(CNTs)、四水合钼酸铵、十六烷基溴化铵(CTAB)、硫脲为原料,通过简单的一步水热法原位生长出一种新型的CNTs@MoS_(2)杂化物,并采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SEM等手段对复合杂化物进行表征。再将CNTs@MoS_(2)杂化物作为增效剂分散在水性膨胀型防火涂料(CNTs@MoS_(2)/WES)中,通过大板实验和涂层、炭焦层表面分析评价了涂层的耐火和隔热性能。结果与WES(膨胀倍率为3.90)、CNTs/WES涂层(膨胀倍率为6.04)、MoS_(2)/WES涂层(膨胀倍率为4.59)相比,CNTs@MoS_(2)/WES涂层具有最高的膨胀倍率(8.88)。CNTs@MoS_(2)/WES涂层所涂覆的钢板在燃烧40min后背面温度最低(133.3℃),这充分表明该涂层具有优异的隔热性能。结论制备的CNTs@MoS_(2)杂化物表现出稳定的网络交织结构,有效提高了它在涂料中的分散性能。此外,CNTs@MoS_(2)/WES涂层优异的耐火和隔热性能主要归因于:1)CNTs@MoS_(2)/WES涂层及其炭焦层具有更致密和完整的表面,阻隔了热量的传递;2)CNTs的添加增强了炭焦层的致密性,抑制了膨胀过程中产生的气体泄漏,提升了涂层膨胀倍率;3)MoS_(2)提高了膨胀层强度且促进了炭焦层的形成,减少了裂纹和孔隙的产生。

关键词：碳纳米管(CNTs) 二硫化钼(MoS_(2)) 协同效应耐火性能阻燃机理