李晓骏[1]2003年在《数字输电网络的关键技术研究》文中认为“数字地球”的创意是1998年被提出来的，它针对人们拥有海量信息却无法充分利用这一矛盾提出了解决问题的基本框架，并力求用一种统一的结构模型开发出可以汇集全球信息的信息综合系统。 本文首先介绍了“数字地球”的内涵和相关支撑技术，在此基础上提出了“数字输电网络”的概念，并对其主要功能、体系结构、应用前景、所需进行的基础研究工作以及如何实现等问题进行了阐述。 “数字输电网络”在本质意义上是一个信息管理平台，它运用海量数据管理及计算机虚拟现实技术，最大程度地整合与输电网络有关的数据，并通过科学的表现方法展现整个输电网络所处的环境及状态，对网络设计、运行及管理中的各种条件约束进行自动校验和模拟，最终达到为输电网络从设计到运行的整个生命周期提供良好数字支撑平台的目标。 合理的数据模型及组织方法是构建“数字输电网络”的基本前提，本文讨论了相关数据的分类及对应的处理方法，提出了多比例尺多层次的数据组织模型，较好地解决了数字高程模型、卫星照片或航拍照片、地表特征物等海量数据的管理。 构建目标区域的真实叁维场景，并在场景中对输电设备进行查询和交互操作是数字输电网络的核心内容，本文针对数字平台中两种主要的叁维数据模型——地表模型及输电设备模型提出了基于视点的简化方法：用块——二叉树结构的动态细节层次模型解决了大区域真实地形的显示及漫游方法；用失栅结合的方式实现了对海量设备模型数据的高效显示及交互管理的功能。 输电线路设计是一项投资巨大且相关因素复杂的系统工程，本文基于“数字输电网络”提供的信息数据，结合遗传算法，对线路设计中的难点——路径选择和杆塔定位提出了全新的全局优化方法，该方法综合地考虑了各种环境及人为因素，对节约设计成本、提高设计工作的科学性具有很大的现实意义。
周敏[2]2008年在《电力系统大扰动对汽轮发电机组轴系扭振影响的研究》文中研究表明随着电力工业的发展,一方面发电机组单机容量大型化、轴系柔性化,另一方面互联电网规模大型化、结构复杂化,这种趋势使得大机组和大电网的扭振相互作用问题突出出来。机网扭振相互作用会使机组轴系反复承受较大的扭矩,从而造成疲劳寿命损耗、甚至直接损坏。自20世纪70年代以来,国内外曾发生过多起发电机组轴系扭振损坏的重大事故,损失巨大。扭振相互作用问题已被公认是影响大机组和大电网安全经济运行的一个重要因素,成为发展大机组和大电网所必须解决的关键技术问题。本文将主要研究电力系统大扰动对汽轮发电机组轴系扭振的影响,主要包括:(1)开发研究机网扭振相互作用的专业软件MANDISP2007版程序。在Visual Studio. Net环境下,开发出机网相互作用数字仿真程序的最新版本MANDISP2007版,并对程序进行考核运算。最后利用MANDISP2007程序对东方汽轮机厂600MW空冷机组进行轴系扭振疲劳损耗的分析评估,评估结果被机组制造商作为该类机组的技术规范。(2)分析了机端叁相短路及误同期合闸这两种典型的电力系统扰动对轴系扭振的影响。这两种电力系统故障对机组的扭振冲击较大,对机组安全运行产生很大影响。利用同步电机方程详细推算了机端叁相短路和误同期合闸下的电磁转矩表达式。最后利用600MW空冷机组的参数对MANDISP仿真结果和公式推算的结果进行分析。此外,鉴于目前大型汽轮发电机组制造商普遍还在利用西屋公司的PH0975汽轮发电机组轴系扭振计算程序,而该程序是一个机电分离程序,需要把某些系统故障及操作下的电磁转矩表达式给出后才能进行仿真,所以该部分推算的电磁转矩表达式将提供给机组制造商,帮助他们使用该程序进行考核运算。(3)在PSCAD/EMTDC下开发基于模态降阶模型的轴系自定义模型,并对串补输电系统故障引起的轴系扭振进行分析。当前版本的MANDISP程序还没有一些新型输电网络的模型(如串补,HVDC等),并且程序只能对一台机组进行详细的轴系分段考核,还不适用于对某些复杂的系统故障进行分析,故考虑用EMTDC程序来进行轴系扭振疲劳损耗的研究。由于EMTDC现有的轴系多质量块模型最多只能考虑7个质量块,所以基于模态转换与模态降阶的思想利用EMTDC自定义模块重新开发轴系的多质量块模型,使得能对轴系各截面进行考核分析。EMTDC仿真程序配合疲劳分析后处理程序能对系统中的各种复杂扰动和操作进行轴系疲劳损耗的考核。最后建立一新型输电网络模型,研究新型的输电系统如串补输电系统故障对发电机轴系扭振的影响。
陈旭[3]2017年在《城市电网故障风险评估及故障恢复若干关键技术研究》文中研究说明城市电网是现代电力系统的重要组成部分,担负着保障城市经济发展和居民生活的重要使命。我国城市电网正发展成为电力服务多样化、需求侧响应复杂化、电力设备物理-信息高度融合的复杂工业系统,其规模迅速扩张、结构日益复杂、技术不断改进、运行灵活多变。一旦城市电网遭到各种故障的冲击,将可能引发大面积停电,给城市用电用户甚至国家带来严重危害。由此对城市电网的故障安全辨识、管控和恢复带来了严峻挑战。亟需高效、可靠和安全的信息接入方式,实现电网实时监测、评估和辅助决策的一体化智能控制。论文以适应城市电网安全防护需求为目标,以信息接入技术为手段,围绕城市电网故障风险评估及故障恢复若干关键技术开展研究,对电网的安全、高效、经济运行具有重大深远的意义。在城市电网故障风险评估方面,围绕城市电网故障风险评估体系、风险评估基础信息的接入与处理以及风险高效计算方法展开研究。针对城市电网运行特点及调度运行部门关注问题,提出了涵盖设备故障直接损失、电网安全裕度、电网结构完整性及电网负荷损失的风险指标体系。根据风险指标的计算需求,从基础数据获取层面出发,研究城市电网风险评估的信息接入及处理方法:在分析总结风险评估概率及后果计算两方面信息需求的基础上,提出城市电网故障风险评估信息接入系统架构及其统一数据建模方法;为解决故障风险评估电网拓扑结构、运行方式等主要实时数据获取问题,充分利用电网自动化系统中现有的数据类型及数据组织形式,提出了公共信息模型解析及转换方法。在此基础上,结合各业务系统接入数据,形成应用于城市电网故障风险评估的数据库,为城市电网故障风险评估应用奠定数据基础。输电线路是城市电网的重要组成部分,其在线监测数据的获取是城市电网故障风险评估工程化应用中亟待解决的关键技术问题。现有输电线路在线监测通信存在运行费用高、偏远地域覆盖弱、新增设备接入困难以及电力数据安全性差等问题。在充分利用WSN(Wireless Sensor Network,无线传感器网络)和光纤构建电力通信专网的原则下,为解决输电线路狭长场景下链式无线通信网络末端数据负担大、延时高的问题,提出了输电线路在线监测复合通信网络构建模式。为确定复合通信网络中光纤通信接入点的位置和数量,兼顾通信网络设计的经济性和数据传输的实时性,提出了输电线路在线监测复合通信网络规划模型及其多目标优化决策方法。为满足城市电网风险评估时效性要求,围绕风险场景概率高效计算及筛选关键技术开展研究。从支路开断的角度,考虑故障引发的电网拓扑结构变化,提出计及断路器停运状态的故障场景概率计算模型,避免故障场景后果的重复计算,减少待分析风险场景数量;为解决组合爆炸导致的多重预想风险场景数量巨大的问题,提出故障风险场景的筛选方法,为实时电网故障风险评估奠定基础。在城市电网故障恢复方面,其关键技术一方面体现在电力通信发生故障时,能够实现保护、稳控等通信业务的快速恢复,降低灾变情况下的通信风险;另一方面体现在配电网发生故障时,快速而精确地确定故障位置,便于找到最佳转供电路径并尽快安排停运检修,最大程度减少配电网故障对用户的影响。为解决自然灾变情况下保护通信故障中断而导致保护退出的问题,利用输电线路在线监测现有的无线传感器节点,提出了纵联差动保护通信通道故障恢复方法。为满足纵联差动保护的通信需求,对无线传感器网络的数据帧结构、传输容量、数据同步方式进行了研究。考虑节点在灾变情况下的损毁概率,建立了保护通信通道的可靠性模型,提出基于全网络通信可靠性及成本最优的节点冗余布置方法,并采用蒙特卡洛模拟方法进行模型求解。针对现有以数据为中心的路由协议重新建立路由过程速度较慢的问题,提出了基于地理位置信息的表驱式路由协议,用于节点故障时路由路径的快速恢复,以满足保护速动性的要求。从信号检测、测点布置及定位算法等多方面围绕城市低压配电网单相接地故障精确定位展开研究,以便于故障快速恢复。为解决零模行波高频分量衰减严重而导致小波变换奇异点检测不稳定的问题,提出了小波变换奇异性检测中小波基的选取方法。为解决故障测距可能存在伪故障点的问题,考虑现有配电网行波测点的可接入位置,提出了能够完全辨识伪故障位置的测点布置方案。利用模量行波传输时间差的单端测距原理,提出了基于多测点信息融合的城市配电网单相接地故障精确定位算法:通过计算故障点到各测点之间的距离,结合网络拓扑结构信息和初始行波传播最短路径,确定故障区段;为克服某些测点不良数据的影响,提出了基于最小二乘估计的多测点信息融合及不良测距数据辨识方法,提高故障定位算法的精度和容错性。论文最后对所取得的主要研究成果及结论进行总结,并对未来研究工作进行展望。
陈启冠[4]2011年在《智能电网的输电线路覆冰监测系统设计和关键技术实现》文中研究说明我国是输电线路覆冰严重的地区之一,输电线覆冰对输电线路安全运行的危害很大,造成重大的经济损失和社会影响。如何有效的监测输电线路覆冰成为了各个电网公司的难题。物联网技术的发展,把新一代的IT技术应用到智能电网建设中,为电网的智能化提供了更加广阔和可靠的技术,加快电网智能化步伐。“无源”、传感网络技术成为了解决覆冰监测难题的关键。论文从当前覆冰监测方案出发,利用物联网技术,结合光纤光栅传感技术和OPGW/OPPC光缆的特点,采取物联网叁层体系架构形式,提出了基于光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器的无源的输电线路覆冰厚度的实时监测系统,论文主要详实地阐述系统的两种覆冰监测方案的原理、实现方案的关键技术难题及解决方案,并给出系统应用下其解决方案的仿真性能分析,并对系统模型进行了实验验证,最后比较两种覆冰监测方案的比较,给出该两种方案的整体性能评价,以及前瞻性的探索研究。论文的具体工作如下：(1)阐述基于FBG覆冰监测方案的技术原理与特点,比较分析了现有覆冰监测方案的工作原理与系统性能,并基于分析结果设计了覆冰监测系统的“叁层(应用层、传输层和感知层)”技术方案原理；(2)分析覆冰监测系统感知层的技术难题,深入分析的覆冰监测方案存在的问题,提出了覆冰监测技术难题的解决方案,设计与实现两种基于FBG覆冰监测方案,并分析了系统的性能。(3)搭建覆冰监测方案仿真系统,分析方案原理正确性；搭建实验环境,在各种条件下对方案进行系统验证分析,初步验证方案有效性和可行性。
肖纯[5]2006年在《工程结构远程健康监测系统的集成与数据处理研究》文中研究表明课题主要研究重大工程结构远程健康监测系统中的集成技术、不同软件平台之间数据共享技术和数据处理技术，其目标是集成一个实时的结构健康监测系统，属于工程结构健康监测的前沿研究领域。该课题的研究成功，为结构健康监测系统的工程应用奠定了理论和试验基础，具有较大的工程实用价值，将产生巨大的社会经济效益。 本文结合传感器网络技术、计算机网络技术、通信技术的发展和针对重大工程结构健康监测的特点，提出了基于有线传感器网络的新型远程分布式在线结构健康监测系统的集成技术，实现了多传感器的同步采样，达到对大型结构实时健康监测的目的，保证了大型结构使用的安全性。 研究并开发了重大工程结构健康智能监测系统的实验室原型试验平台系统的电致传感系统和光纤光栅传感系统的集成，实现了多传感器、多类型传感器的同步采样、统一数据管理以及不同软件平台之间的实时数据交互，为结构损伤的自动诊断和结构健康智能监测提供试验平台，从而使所研究的损伤诊断算法能在实际工程应用之前在实验室进行试验。为研究结构损伤诊断技术提供了试验支撑，该试验平台填补了国内工程结构损伤诊断试验技术的空白。 以深圳市市民中心大屋顶网架结构健康智能监测系统为工程背景，构建了重大工程结构的健康智能监测系统，研究开发了分布式远程监测系统中的数据共享和数据库管理技术，实现了对世界上最大的最复杂的空间网架结构的实时健康监测。 研究工程结构健康智能监测系统的数据处理方案，针对来自重大工程结构数据具有频率低干扰大的特点，根据实时分析需要设计了不同的Butterworth数字滤波器，同时对滤波过程中出现的波形畸变和毛刺现象进行了处理，并开发了滤波器设计软件，以利于根据工程采集数据选择合适的滤波器参数。由于采用数字滤波技术，从而克服了硬件滤波的缺点，保证了滤波器设计的可靠性，提高了设计的灵活性。 研究虚拟仪器技术在结构健康监测系统中的应用，实现了不同接口的仪器设备在虚拟仪器平台上的同步采集，建立了基于虚拟仪器技术的分布式采集与计算的结构健康监测系统。研究了基于虚拟仪器技术的数据共享技术和对结构模型进行损伤诊断的结果在局域网或Internet上发布的方法，并成功地在实验室试验平台上实现。 通过在平台上完成的输电塔法兰连接模型螺栓松动损伤诊断试验，证明了所开发的试验平台从硬件集成到软件开发是一个有机的整体，人机界面友好，实时性好，实现了结构的远程在线健康监测。
李冰彧[6]2017年在《输电线路视频在线监测系统建设及探讨》文中提出输电线路是电网的主动脉,作为电网的核心组成部分,输电线路的安全可靠稳定运行关系到整个电力系统自身的运行安全。输电线路大多分布在野外,线路覆盖面广,所处的气候条件、地理环境恶劣多变,不可避免的会受到自然环境和人为因素的双重影响,对线路造成极大的安全隐患。这就要求供电企业加强对输电线路的管理,并通过建立一种连续的或者定时视频在线监测系统应用于输电线路的运行和维护,进一步提升管理效率。输电线路在线监控系统就是应对这种情况而实施的一种新技术手段,目前已经广泛应用的视频监控系统前端设备365天24小时不间断运行,采集了海量的视频数据和监控数据,需要运行人员长期在岗监视,导致在线监测系统的效果受限。由于系统硬件计算能力有限,用户多样性需求及系统的灵活扩展尚无法充分满足,视频监控系统对海量视频数据存储和智能视频分析的需求也日益突出,因此亟待引入云计算技术,搭建基于云平台的智能化输电线路视频在线监测系统,通过虚拟化资源池实现大数据并行计算,同时存储海量视频数据和监控数据,为供电企业输电线路运维提供实时视频监控和智能视频分析服务。本文以分析研究输电线路视频在线监测系统为主线,并对系统中涉及的关键技术、系统组件构成、体系构架及工程应用实例进行详细分项阐述,本着安全可靠性、技术先进性、信息开放性的原则分析得出了基于云平台的智能化输电线路视频在线监测系统建设方案,系统的使用为高压输电线路的管理工作提供了较大的帮助,在相关应用领域具有一定的推广意义,为电网的实时化、自动化和智能化打下优良基础。对于保障电网、人身和设备安全,保证电力系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。
郭磊[7]2012年在《考虑输电设备可靠性的电网风险分析研究》文中指出电力系统的风险评估是近年来研究的热点问题之一。而目前国内外对于电网风险分析中大多是以统计数据为基础来确定风险指标的,对于不同设备所处的各不相同的健康状况、运行工况、外部环境等特有的因素缺乏针对性考虑。在电网实际运行中,电网设备的故障概率各有不同而且会随着电网设备的运行方式、历史运行工况和外部因素而变化。因此,将设备自身健康状况评估与系统风险相结合,在设备、系统、外部环境等多种因素之间建立相互关系,研究量化设备健康状态和电网风险评估的方法,对于促进智能电网的调度决策、设备检修等向智能化、全面化发展具有深刻的重要意义。在此前提下,本文主要作出了如下的工作和创新：(1)利用证据理论融合对变压器的健康状态进行评估。在现有的变压器层次分析评估体系下,本文采用证据理论方法对指标信息进行了融合,给出了变压器的在线综合状态评估结果。并在此基础上,将评估结果等效为电网风险评估所需的元件故障率等可靠性数据,为考虑电网设备的风险评估提供了支持。(2)基于实时监测信息对断路器健康状态进行评估。在计算断路器累计剩余电寿命的基础上,综合机械状态等信息,提出了针对高压断路器的在线综合健康状态评估方法,并将评估结果转化为电网风险评估中所需的可靠性数据。研制了针对高压断路器的实时监测装置,该装置通过实时监测数据,对断路器的剩余电寿命进行计算和评估,同时也辅以机械状态等方面的监测数据,为断路器的综合评估提供了切实可行的方案。(3)基于支持向量描述方法的电网设备状态分类和故障诊断。利用支持向量描述方法,提出基于样本数据训练的电网设备状态分类方法；该方法解决了训练样本缺乏或不够所带来的问题,并且具有较强的扩展性,能较为便捷的对各类电网设备进行状态分类和诊断等分类工作,同时通过仿真实例也证实了该方法具有较好的准确率。(4)综合考虑了电网设备在线健康状态的输电网风险评估体系。与以往基于历史统计数据的电网风险评估不同,由于考虑了设备在线健康状态对电网风险的影响,使得电网风险指标更能体现真实的电网状况,也能反映出不同设备在不同运行方式下对电网的影响程度,指出电网的薄弱环节；另一方面,也可以验证由于良好的设备状态检修,对提高电网可靠性所产生的影响。基于本文提出的风险评估体系,即可以用于电网的规划和设计,也能为电网的运行、检修等提供良好的决策支持。(5)提出了一种基于叁维信息的电网设备监测方案并进行了开发实践。针对电网设备状态信息的监测,提出了一种基于面向对象的叁维信息模型；为更全面、详实和直观的对电网设备进行监测提供了一种全新的思路,并在此基础上以变压器的叁维信息建模为例,进行了开发实践。
参考文献：
[1]. 数字输电网络的关键技术研究[D]. 李晓骏. 浙江大学. 2003
[2]. 电力系统大扰动对汽轮发电机组轴系扭振影响的研究[D]. 周敏. 上海交通大学. 2008
[3]. 城市电网故障风险评估及故障恢复若干关键技术研究[D]. 陈旭. 华中科技大学. 2017
[4]. 智能电网的输电线路覆冰监测系统设计和关键技术实现[D]. 陈启冠. 北京邮电大学. 2011
[5]. 工程结构远程健康监测系统的集成与数据处理研究[D]. 肖纯. 武汉理工大学. 2006
[6]. 输电线路视频在线监测系统建设及探讨[D]. 李冰彧. 华北电力大学(北京). 2017
[7]. 考虑输电设备可靠性的电网风险分析研究[D]. 郭磊. 浙江大学. 2012
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