刘主光,诸加荣,应伟俊,刘 浩,许 涛

(1.浙江图盛输变电工程有限公司温州科技分公司;2.温州图盛控股集团有限公司;3.福建农林大学机电工程学院;4.福建天巡通航科技有限公司)

为了能够稳定、持续地为人们生产、生活提供电力能源,就必须保证输电线路的运行安全。树障是当前输电线路故障发生的关键因素,提前发现树障隐患、解决树木对线路的影响问题是当前电力巡检人员需要关注的重点问题。目前,许多地区电力巡检模式逐渐向着智能化方向转变,无人机巡检逐渐应用于架空输电线路的巡检当中。在巡检过程中,利用无人机操作方便、体积小、速度快、成本低的特点,巡检人员能够大大降低工作难度,实现快速清理树障隐患的目的。现在,我国智慧电网建设也要求巡检工作向着人机协同的方面转变。

李泽文等著、科学出版社出版的《输电线路故障电压行波定位与保护技术》是一本专门介绍输电线路故障判断与保护的书籍。该书针对广域电网故障行波检测、网络定位和同步时钟等关键理论技术展开了深入研究,通过对实际问题进行分析,构建了基于电压行波的广域电网故障保护与定位理论体系。该体系不仅突破了互感器信号传变的非线性与带宽局限,还论述了时空多尺度故障信息深层挖掘技术,实现了对线路故障多特征量提取。其次,提出了故障行波定位同步时钟误差在线监测与修正的方法,通过天地网三源互补授时的分布自治式广域时间同步技术,实现了对故障信号的广域同步测量。最后,作者还分析了突破单元式行波故障定位模式,提出了多信息融合动态干扰辨识、波速在线测量和定位装置的优化配置方法,显著提高了故障定位精度和可靠性。

该书分为8个章节,第一章为绪论,概述了输电线路的故障行波问题,阐述了相关保护技术发展的历程;第二章,对电网故障行波传播特性进行了深入分析,对故障行波的产生与传播、影响行波在电网中传播的主要因素、电网故障行波传播分析等问题进行了深入研究;第三章,介绍了电网故障行波提取的主要问题,对互感器的行波传播特性分析的问题、 CVT接地线上提取行波方法、变压器外壳接地线上提取行波方法进行了论述;第四章,介绍了输电线路中电网故障行波的分析与辨识方法,如基于小波分析的行波波头检测、基于希尔伯特-黄算法的行波波头检测、基于Kalman滤波算法的行波波头检测等;第五章,对点位故障行波的反演技术进行了研究,论述了行波传感器特性测试与建模问题,提出了一些反演技术,如基于SR-D算法的行波反演、基于Tikhonov正则化的行波反演、EMD结合维纳滤波的行波反演等;第六章,介绍了电网广域时钟同步技术的相关问题;第七章,解答了电网故障行波定位方法,如通过行波定位网络的构建,对电网拓扑结构图进行简化处理,对故障行波进行定位,还提出了网络简化方法应用于实际网络的方式;第八章,对电网故障行波保护方法进行了研究。

我国国土面积辽阔,高压输电线路输送距离长,输电线路多暴露在旷野,发生故障后难以及时进行处理,并且,城市输电线路也易发生故障。在日常的输电线路故障排查与处理中,大多数故障点通常由巡线人员沿线路查找,查巡时间长,定位困难;故障如果不能及时清除,易导致多重故障,引发大面积停电,在冰灾、地震、台风等情况下,严重危及电网运行,影响社会稳定。在此情况下,利用无人机进行巡检,以人机协同的方式进行故障排查与处理,能够大大降低故障点排查难度,并且能够在巡查中第一时间发现树障等问题,及时进行清障处理,避免发生输电线路故障。

基于无人机点云图像深度学习的架空输电线路树障清理预测技术不同于传统的卫星或航空拍摄测量,无人机能够在倾斜角度对树障问题进行多角度拍摄,并根据图像处理系统、数据系统、坐标系的精确计算,对树障进行定位、三维还原,帮助巡检人员了解树障问题的实际情况。在无人机巡检的过程中,无人机的控制系统是智能化、自动化的。许多无人机已经能够实现多场景、自动化巡检,人工操作难度直线下降,巡检作业的安全风险大大降低。其次,基于无人机点云图像深度学习的架空输电线路树障清理预测技术是以无人机智能控制算法为核心,根据实际巡检的需求,内置手动飞行、树障巡视、通道精细化巡视、正摄倾斜摄影等智能学习系统,在满足不同应用场景的数据采集需求的同时,主动学习、精准测算,对可见光的树障进行智能分析,实现输电线路无人机巡检数据的智能化分析。

《输电线路故障电压行波定位与保护技术》一书内容丰富,专业性强。作者在分析输电线路故障分析的过程中,对相关技术进行了深入探究,为无人机点云图像深度学习的架空输电线路树障清理预测技术的发展提供了理论基础,也为我国输电线路的安全运行提供了保障。