基于电网高电位在线监测设备的激光无线电能传输系统

论文摘要

近年来,为了准确监测高压电力设备的多种物理量,大量高电位在线监测设备分布于待测区域内。然而,在线监测设备的电能供给却成了一个重要问题亟待解决。在线监测设备通常采用低压直流供电,但在高压电气设备的复杂环境下,常规的供电技术显然无法适用。因此探索研究能使高电位在线监测设备长期稳定工作的供电技术,是确保监测设备安全、可靠运行的必要条件,也是国家发展智能电网,进一步促进电力产业升级的必经之路。本文基于电网高电位在线监测设备的实际用电需求,选择激光无线电能传输技术作为监测设备的供电技术,对传统的激光无线电能传输的系统进行了改进升级。文章介绍了激光无线电能传输系统的整体架构,对激光器和光伏电池的选型进行了详细的阐述与分析。设计了基于机器视觉的跟踪瞄准单元,在现有跟踪瞄准技术的基础上,选择了一种适用于本文应用场合的跟踪瞄准方法,详细阐述了跟踪瞄准单元的图像识别方法和跟踪控制策略,并通过实验证明了该方案的可行性,实现了在有背景干扰情况下对光伏电池位置的准确匹配。设计了能量管理单元,分析比较现有的几种比较常用的光伏电池最大功率点跟踪方法的优缺点,并基于本文的应用场合选择了一种合适的跟踪方法,能够快速、有效的进行跟踪,保证光伏电池能始终工作在最大功率点,并通过实验验证了该方法的可行性;实现了系统恒功率输出,保证系统在激光传输受到影响后仍维持输出功率恒定。本文最后搭建了一套简易的激光无线电能传输系统,并进行了实验。实验结果验证了本文所提出跟踪瞄准策略与能量管理策略的可行性。本文的研究成果可为电网高电位在线监测设备的电能供给提供技术支持。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 梁欢

导师: 邢丽冬

关键词: 高电位在线监测设备,激光无线电能传输,半导体激光器,光伏电池,跟踪瞄准,图像识别,能量管理,最大功率点跟踪,恒功率输出

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,电力工业,无线电电子学

单位: 南京航空航天大学

基金: 2017国家电网公司海外研究院科技研究项目“面向输变电设备物联网高电位监测节点的激光供电关键技术研究”(SGRIXTKJ【2017】840号)

分类号: TM724;TN249

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000757

总页数: 76

文件大小: 3116K

下载量: 53

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