基于边缘计算的电力领域预测性维护架构设计

在对电力设备运维现状、预测性维护、边缘计算技术概要阐述的基础上,从涉及开展预测性维护的基础环境、开展边缘计算的关键要素、预测性维护的关键步骤几方面展开了充分的先决条件分析.对于边缘计算在电力领域预测性维护中的架构设计,与《边缘计算参考架构3.0》涉及的相关架构做了深度融合,用以指导预测性维护涉及的边缘计算,进而拓展应用思路,引导在电力物联网以及多站融合数据中心站大力推进的大背景下,边缘计算和边缘计算技术环境下电力领域预测性维护的研究和实际应用.     

一种自动读取指针式仪表读数的方法

介绍一种基于机器学习和图像处理算法,针对自然场景中的指针仪表图片进行仪表检测和读数识别.首先,检测并提取出图像中恰好包含仪表的部分,再针对不同的图像中仪表存在大小的多尺度特点,使用图像金字塔方法对原图进行多次的缩小和放大操作.再使用固定大小的滑动窗口对缩放后的图像进行遍历,提取每个窗口图像HOG(Histogram of Oriented Gradient)特征,使用线性SVM(Support Vector Machine)分类器对窗口是否含有仪表进行判断.然后对检测得到的仪表图像,通过图像处理的方法进行图像预处理,减少阴影的干扰,获取梯度、边缘等信息,再结合改进的霍夫变换,结合仪表图像的灰度信息检测指针的位置,以计算指针的角度.最后,根据指针的角度以及量程信息,计算当前指针的读数.实验证明,该方法具有较好的稳定性与准确性.     

基于操动机构配合公差的断路器灭弧性能研究

针对操动机构配合公差对高压断路器灭弧室灭弧性能的影响,建立了操动机构和灭弧室联合仿真模型.通过对比联合仿真计算结果与工程试验所得数据,验证了联合仿真模型的准确性与适用性.研究结果表明:操动机构系统的配合公差等级与配合数量对灭弧室灭弧性能影响较大,配合公差等级对灭弧室灭弧性能的影响主要体现在灭弧室关键部位气体压力变化的滞后性,滞后时间最长为0.002s;考虑不同公差配合数量时,灭弧室关键部位气体速度幅值变化较大;通过选择合适的配合等级与配合数量能够提升灭弧室灭弧性能.     

FloodArea模型糙率系数改进方法

空间单元糙率系数是二维GIS水动力演进模型FloodArea中的重要参数,对模拟过程中流速有显著影响.模型算法与模型糙率系数定义都没有区分河道与坡面的概念,将栅格单元皆视为坡面,坡面漫流与河道汇流规则统一利用曼宁公式定义,糙率系数通常根据土地覆盖类型静态设置.但在模拟过程中,汇流或洪水的演进过程往往会导致下垫面糙率降低,使模拟糙率较实际偏高,模拟流速较实际普遍偏低.针对上述问题,根据土地覆盖类型与DEM,提出了河道区域与坡面区域区分化处理的糙率设置方法.以福建木兰溪中下游仙游水文站到赖溪水文站河段为研究区,使用改进后的糙率系数结合FloodArea模型完成了基于实测数据的洪水模拟实验.结果表明,改进的方法简化了率定过程,提高了模拟精度.同时,改进的方法不需要额外增加数据资料,较适用于贫资料区的洪水演进过程模拟与灾害预警.     

计及弹性响应的需求侧资源与软开关联合规划

针对软开关(soft open point,SOP)规划研究中尚未涉及需求侧资源响应特性及其位置选择的问题,提出了一种考虑可平移与可削减负荷资源响应不确定性的联合规划模型和规划运行整体求解方法．首先,基于不同类型负荷的主要构成及需求响应特性分析,构建了需求侧资源可平移与可削减两类响应特性的三角隶属度模糊模型;其次,以配电公司年综合费用最小为目标,建立了需求侧资源和智能软开关模糊机会约束规划模型,实现了对需求侧资源投入成本、软开关建设运行费用、网络损耗费用以及弃风弃光成本的综合分析;再次,基于模糊变量的清晰等价类变换、等效替代以及多面体线性化技术,提出了模糊机会约束二阶锥规划模型转化为混合整数线性规划模型的数学方法,实现了规划层与运行层利用CPLEX求解器在Matlab平台的整体求解．最后,结合某地区配电系统实际算例分析了内嵌运行策略的需求侧资源与软开关联合规划结果．算例结果表明：需求侧资源与软开关的联合规划实现了不同规划对象的优势互补,既保证了规划方案的经济性,降低了配电系统的网络损耗,同时也提高了对分布式电源的消纳能力．     

接触电阻计算新方法

运用模糊系统对接触电阻进行建模.首先通过全因子法进行试验,得到足量试验数据,从试验数据中选出一部分能代表整个样本空间特征的数据作为训练数据训练模糊系统,剩下的作为测试数据对模糊系统进行测试,检测系统可靠性.然后在分析基本遗传算法与递推最小二乘算法特点的基础上,将二者结合形成混合算法,混合算法是在基本遗传算法之后进行递推最小二乘算法的运算.通过训练数据分别利用递推最小二乘算法、基本遗传算法、混合算法训练模糊系统,混合算法的收敛效果优于其他2种方法.通过训练数据建立基于回归分析的接触电阻模型.利用测试数据对各模型进行测试,并比较测试结果,混合算法训练模糊系统所得模型的测试效果是各模型中最好的.测试和比较结果说明若能得到足量训练数据,用混合算法训练模糊系统的方法对接触电阻进行建模是可行的.     

多尺度的图像显著性检测方法

为了提高显著性检测算法的准确性与鲁棒性,提出了一种基于多尺度融合的对象显著性检测方法.首先对图像进行平滑处理,过滤掉图像中的高频噪声特征,然后对图像进行尺度划分并分别采用不同的方法对不同尺度上的图像检测其显著性,最后根据条件随机场理论对不同尺度上的显著性检测结果进行加权融合,得到最终的显著性检测结果.在两种公共数据集上与多种经典算法进行定性、量化比较,结果表明该算法具有更好的表现.     

强夯作用下边坡动力响应模型试验和数值模拟

针对坡顶强夯动力作用下边坡地基加固机理问题,开展了室内模型试验和数值模拟研究。在试验中控制锤重和落距,分组测试在强夯过程中天然边坡的变形特性和动力响应特性,结合夯击塑性区概念解释强夯过程中的加速度变化机理,并结合数值模拟对试验结果进行进一步讨论。结果表明：夯击落点中心形成椭圆形有效加固区域,夯击对土体振动的有效影响半径小于3倍锤径;夯沉量与加速度值在最初3次夯击后趋于稳定;在相同强夯能级下,锤重对夯击点夯沉量的影响较落距更为显著,即“重锤低落”优于“轻锤高落”;坡顶夯击主要影响坡顶安全性,造成坡顶和坡中的水平位移显著增加,对坡脚影响较小。研究成果可为边坡地基加固方案设计及施工工艺控制提供参考依据。     

电动车电池箱更换设备运动控制技术研究

在电动汽车智能充换电系统中,电池更换设备主要用于实现电池箱在电动汽车与充电架之间的快速更换.为了进一步提高电池更换设备操作的自动化程度及其工作效率,根据系统所确定的电池箱位置信息及运动指令,对电池箱更换过程运动轨迹进行合理规划,从而实现对更换设备的运动控制.