关键词： 成本管理   主成分分析   线路工程   影响因素  

摘要： 架空输电线路作为电力系统中重要的能量传输通道,其建设和维护对于电力行业的发展至关重要。由于架空输电线路工程施工环境复杂、项目周期长、投资成本高等特点,其工程成本管控易受自然条件、技术水平等多重因素影响,电力工程成本控制成为众多电力施工单位关注的首要问题。在过去的研究中,人们通过使用成本控制方法和工具来解决这个问题,例如传统的成本估算方法、敏感性分析和回归模型等。然而,这些方法往往过于简化或不够准确,无法充分考虑到各种复杂因素对项目成本的影响,从而导致成本控制的效果不佳。本文立足于对江西省架空输电线路案例的深入分析,建立了一个架空输电线路工程成本影响因素体系,根据输电线路的安装清单得出了涵盖了17个指标的成本控制指标体系。此外,通过使用主成分分析法对指标进行降维,提取工程耐张塔、工程耐张比两个主成分作为成本控制的关键指标,建立各因素指标与项目成本之间的回归方程,探究各因素指标与项目成本之间的关系。通过前文研究发现:本文选取的十七个指标可以被“工程耐张塔”、“工程耐张比”这两个主成分完美表达。在主成分的九个重要指标中,双回直线塔和路径长度对工程项目的成本影响最大,在制定工程成本政策时,本文从降低双回直线塔和路径长度两个因素的消耗上进行主要对策建议,可以有效降低工程项目成本。主成分二“工程耐张比”的两个构成因素与项目成本成负相关关系,这说明在工程项目中采取合理的耐张塔及耐张比配比将会使工程项目成本得到一定幅度的优化。最后,本文基于前文的研究结果,结合多项指标对项目成本的作用效果梯度,从项目具体实施措施及企业和政策角度对优化架空输电线路项目成本进行对策建议。本文研究结果表明,通过主成分回归可以有效探究架空输电线路工程项目的成本影响因素,为工程项目管理提供了一种新的思路和方法。

摘要： 在新时期发展背景下，人们对于电力能源的需求量越来越大，进而使得电力工程数量随之增多。架空输电线路工程是电力工程中的重要组成部分，具有工程复杂、施工难度较大等特点。容易出现工程造价过高的问题，为进一步提高架空输电线路工程建设效果，需要对架空输电线路工程造价的影响因素进行详细分析。在此背景下，本文首先对架空输电线路工程的常见类型进行分析，随后对架空输电线路工程费用进行阐述，在明确架空输电线路工程造价影响因素的基础上，提出了架空输电线路工程造价的控制对策，以供参考。

关键词： 输电线路   风险评价   风险辨识清单   结构方程模型   云模型  

摘要： 近年来随着我国经济的飞速发展以及电力需求的快速增长,越来越多的输电线路工程项目投入建设,由于输电线路工程具有结构复杂、流动性高、建设周期长等特点,因此为更有效地对输电线路施工安全风险进行管控以降低事故的发生率,采用科学、系统的风险评价方法对项目风险进行分析与控制具有重要意义。首先通过查阅相关的文献资料,将输电线路施工流程、施工工艺及历年来的安全事故进行总结分类,并对目前常用的风险辨识、风险评价方法进行对比分析,明确各类方法的优劣势及适用范围,最终选取WBS-RBS为本文风险辨识方法,结构方程模型进行赋权,云模型为评价方法。其次依照整体工程到分部分项工程的任务分解与基于“4M1E”原理构成的风险影响因素相耦合构建WBS-RBS矩阵,通过对该矩阵进行0-1标定,并结合施工现场采取的HAZOP、JHA、FMEA等辨识方法所得成果,梳理整合后得到风险辨识清单,然后通过问卷调查的方式,基于风险因素的变异系数、独立性值、敏感度值,筛选出22个风险因素,以此构建了输电线路施工安全风险评价指标体系。最后通过李克特(Likert)五级分值评分法,运用SPSS软件对确立的22个风险指标编制量表的信度和校度进行检验,数据合格后借助Amos软件构建结构方程模型进行模型拟合及适配度参数检验,以二阶结构方程模型的路径系数来确定各风险指标的权重。随后,运用云模型将该指标权重与其进行集成,利用公式计算各风险等级的云模型数字特征,并应用软件MATLAB R2018a输入正向云发生器代码,从而得到项目的标准云图与各级指标云滴图,二者对比后进而对输电线路施工安全风险进行综合评价。本文以黄梅县金牛山110k V变电站的线路工程为实例,对该评价模型进行验证分析,最终评价结果此输电线路施工安全风险等级为Ⅱ级,项目工程整体处于风险可控状态,经比较,本文评价结果与黄梅县金牛山线路工程安全实际情况基本吻合,说明本研究构建的指标体系具有合理性、针对性与可行性,又通过对评价模型效果进行横向、纵向分析,进一步验证了该评价模型的适用性、客观性与可靠性。然而,为了保障人员安全,提升安全管理水平,增加工程建设效益,本文基于黄梅县金牛山110k V变电站的线路工程风险评价结果,分析择选出对于评价结果影响较大的不理想因素,如:施工人员的技能水平、施工工器具的维护检修、安全事故的应急管理、施工现场的安全教育培训、勘察设计准确程度、架线施工的安全技术、施工期内气候条件等,并为其提供具体管控措施。

关键词： 输电线路   污秽绝缘子   鸟巢   深度学习   目标检测   旋转框  

摘要： 电力作为我国经济发展战略中的重点领域,是保证社会正常运转的必要条件。我国总发电量中煤电发电量占的比重接近六成,因此保障矿区的输电安全尤为重要,而输电线路作为电力传输中最重要的基础设施,其中存在的污秽绝缘子和鸟巢隐患都有可能引起线路故障,影响供电安全,造成停电事故。本研究将基于深度学习技术构建相应的目标检测模型,并搭建检测管理系统,从而更高效地识别、管理矿区输电线路中的污秽绝缘子和鸟巢,以避免污秽绝缘子与鸟巢造成的停电等事故对社会生产生活产生影响。 为防止输电线路所处的地理环境中的灰尘等杂质在绝缘子表面积累,形成污秽,以致线路发生闪络,本文提出一种基于旋转框定位的绝缘子污秽检测算法。该算法在R3Det的基础上,通过引入Conv Ne Xt网络,提取更多绝缘子污秽相关的细粒度特征,再使用多路径聚合网络增强特征融合,并利用对齐卷积改进检测头网络,在降低计算量的同时增加检测性能,最后使用KLD描述损失改进损失函数。实验结果表明,改进后的算法平均精度均值可达90.6%,相较于改进前提升了4.9%,能够准确定位矿区输电线路中的污秽绝缘子。 线路中的鸟巢同样会对供电安全造成威胁。针对矿区输电线路中背景复杂、拍摄角度受光线干扰大等导致的鸟巢识别漏检严重、准确率低等问题。基于YOLOX算法,提出了双池化及双层注意力融合的杆塔鸟巢识别算法。该算法在SPP结构中增加了平均池化,构建了SPP2结构,提取重要特征的同时保留更多细节信息;引入坐标注意力机制设计双层注意力机制,改善不同感受野特征融合的效果;采用Rep VGG模块,在不影响推理效率的情况下提升模型的编码能力;利用CIOU优化损失函数,优化目标定位效果。实验表明,改进算法对复杂背景下鸟巢检测的平均精确度均值达到了94.3%,较YOLOX提升了3.7%,检测速度可达46FPS,一定程度上可以满足实时且准确地识别鸟巢的需求。 基于上述提出的污秽绝缘子和鸟巢检测模型,使用VUE作为前端框架,Flask作为后端框架,构建了绝缘子污秽检测和鸟巢识别系统。该系统能够有效识别线路中的污秽绝缘子及鸟巢异物,并生成相应工单,便于运检人员及时维护和管理矿区电力系统,提升了巡检效率,具有一定的应用价值。图61幅,表16个,参考文献79篇。

关键词： 玻璃绝缘子   污秽颗粒   生长模型   光纤检测   在线监测  

摘要： 随着特高压输电线路的持续改建,线路走廊距离的增加使得架空线路不可避免地要穿过各种复杂的污染区域,如村庄和郊区。空气中颗粒物在气流的带动下会降落在架空线路上的绝缘子表面,长此以往将会在其表面累积成污层。在雾、霾、雨、雪等外界环境下,绝缘子表面的污层易被水汽湿润潮解,这会降低绝缘子的绝缘性能,严重时可引起绝缘子表面闪络放电的事故,给电力系统的安全运行造成巨大威胁。积污是绝缘子污闪发生的根本性原因,深入研究污秽形成机理,以及有效检测绝缘子表面污秽度一直是个世界性的热点和难点问题。因此,本文从绝缘子表面污秽形成的各个过程入手,重点研究污秽颗粒的受力和能量变化,考虑了碰撞后污层颗粒脱离的情况,进一步完善了绝缘子表面污秽生长模型。此外,将光学无损检测技术引入到绝缘子污秽度检测领域,弥补了现有检测技术的不足。具体内容包括: (1)污秽颗粒的运动过程对深入研究绝缘子表面积污程度具有重要的作用,因此,本文分析了绝缘子周围流场和污秽颗粒理化特性,建立了流场中污秽颗粒运动轨迹方程,得到颗粒与绝缘子的碰撞速度;提出了通过沉积率实现碰撞过程中颗粒与绝缘子表面碰撞、颗粒与污层碰撞的转换,并在颗粒与污层碰撞过程中,将已沉积颗粒的脱落考虑在内,进一步揭示了颗粒与绝缘子的碰撞机理。 (2)在绝缘子表面污秽生长模型验证方面,首先,建立了颗粒传输过程中数值模拟模型,利用COMSOL软件求解颗粒与绝缘子的碰撞速度;然后将碰撞速度导入模型,计算了绝缘子表面污秽量;最后在搭建的绝缘子积污试验平台上模拟lxy-160绝缘子积污,以对比验证模型的准确性。结果表明理论值与试验值的相对误差为20.1%～23.3%,该模型能够较好地反映绝缘子表面的实际积污程度。此外,借助验证后的模型对绝缘子表面污秽的不均匀分布做了系统的研究,分析了风速、粒径及端部效应对表面污秽分布的影响。结果显示随着风速和粒径的增加,上下表面和迎背风面污秽的不均匀分布越来越明显,端部效应使得两端表面污秽的分布量少于串中绝缘子对应面的分布量。 (3)为了实现表面污秽的无损检测,研究了基于光纤传感的输电线路绝缘子污秽检测技术,开展了光纤表面盐灰密特性试验,分析了光能损耗与绝缘子表面等值盐密、相对湿度、积污次数之间关系;在此基础上,提出了基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络实现实现盐灰密换算,并利用随机选取的320组积污试验数据训练和测试网络,通过平均相对误差、均方根误差和模型效率三个指标验证了其可行性,其中平均相对误差分别为3.47%、3.20%,均方根误差分别为4.14%、3.71%,模型效率均高达99%。 (4)在线监测是实时获取现场绝缘子污秽度的重要方法,本文构建了采用光纤盐灰密的绝缘子污秽在线监测系统,并着重研究了监测装置的关键技术;为了给监测装置提供持续稳定的电能,通过太阳能和蓄电池设计了一款小型功耗低的不间断电源(Uninterruptible Power Supply,UPS);针对传输过程中数据丢失的问题,给出了基于压缩感知理论实现丢失数据重构的方法。最后将该监测系统试运行于110 k V户外输电线路试验平台,通过与人工检测结果对比,验证了该系统的实用性。 本文针对输电线路绝缘子表面污秽生长过程及污秽度检测技术展开研究,完善了积污特性分析体系,提供了无损检测绝缘子表面污秽的新方法,在一定程度上为外绝缘配置的选择以及防污防闪工作的实施提供了参考。

关键词： 输电线路   目标检测   缺陷检测   损失函数   注意力机制  

摘要： 随着现代社会的发展和科技的进步,我国对电力供应的安全可靠性技术的需求也愈来愈大,因此用电安全技术在行业的主导地位,比以往任何一种时候都更加关键。作为电力系统的重要组成部分,对输电线路定期进行巡检必不可少,为了确保输电线路正常稳定的运行,需要在输电线路巡检过程中重点检查和维护绝缘子和防震锤等电力部件。基于无人机的输电线路巡检会产生大量的图像,检查这些图像中的异常通常需要大量的人力,因此,人们对使用基于深度学习的目标检测算法来自动检测这些图像越来越感兴趣。然而,目前基于计算机视觉的目标检测算法大多运行在具有较高算力的计算机上,难以部署在移动端。在计算资源有限的情况下,如何在无人机上实现在线检测是一个具有挑战性的问题。为了解决上述问题,本文基于深度学习,对输电线路巡检图像的目标检测进行研究,本文的主要研究内容如下:1.针对防震锤、鸟窝、绝缘子以及绝缘子缺陷元件等常见的电力巡检目标,本文在互联网上搜集了大量输电线路巡检图像,并通过亮度、对比度、运动模糊、雨雪雾等方式进行数据增强,用于模型的训练和性能测试。2.无人机在航拍过程中会遇到多种天气状况,本文提出了一种基于改进的C-YOLOv4的目标检测网络,在特征融合阶段通过引入一种轻量型的坐标注意力模块来增强模型对检测目标位置的敏感性;针对目标检测中的类别不平衡问题,本文采用Focal Loss和EIOU来重新设计检测器的损失函数,平衡正负样本的同时提高模型的分类与检测精度。本文模拟了雨雪雾等恶劣天气状况,对数据集进行数据增强,并送入模型进行训练和测试,实验结果表明模型检测平均精度m AP达到了95.68%,在当前的输电线路图像目标检测任务中具有良好的检测性能。3.输电线路中不同尺度的目标尺寸通常差异较大,且无人机航拍的图像尺度变化较大。针对这一问题,本文提出了一种基于动态选择机制的轻量型网络模型Mobile Net-YOLO,首先利用轻量级网络Mobile Netv2作为模型的主干,结合SKNet动态选择机制,为不同大小的目标选择不同大小的卷积核;同时使用ASPP结构增强模型的感受野,适应航拍图像中不同尺度的目标;在检测头前引入ULSAM自注意力机制,为每个特征图的子空间学习不同的注意力图;最后将模型在本文的输电线路巡检图像数据集上进行训练和测试,实验结果表明本文的算法检测平均精度m AP达到了87.52%,平均检测速度达到了58.21帧/秒,模型体积大小为79.98MB,满足在输电线路的边缘移动端部署的要求。为了满足电力巡检轻量化和精度高的要求,本文在YOLOv4算法的基础上提出了C-YOLOv4与Mobile Net-YOLO两种改进算法。C-YOLOv4通过嵌入协调注意力机制和优化损失函数提升了模型的检测精度,Mobile Net-YOLO算法通过引入Mobilenetv2以及SKNet结构使得在优化性能的同时均衡了推理速度、模型大小和精度,更易于模型在手机等嵌入式设备上的部署。最后,通过对比网络改进前后检测结果,以及与YOLOv3、YOLOv4、SSD等目标主流的目标检测算法进行精确度进行对比,本文提出的模型兼顾了轻量化、识别准确率高和检测速度快的综合性能优势,具有识别准确、适用性好、轻量化等特点。最后,本文在公共数据集PASCAL VOC上进行大量对比实验来验证本文算法的有效性。

关键词： 高压直流输电线路   电晕放电   可听噪声   亲、疏水性涂层   声波信号时域测量  

摘要： 超、特高压输电技术的快速发展对于我国实现“碳中和”目标具有重要意义,但输电走廊的建设受制于负荷中心高度集中及土地资源短缺,其选址愈发接近人口密度高度集中的城区,引起人们对噪声污染问题的重视。直流电晕可听噪声水平逐渐成为超、特高压直流导线选型及线路、变电站进出线设计的主要制约因素,其中雨雾天气下的电晕放电现象尤为严重。研究直流电晕的可听噪声特性及涂层对其影响与作用机理,可为超、特高压直流输电工程的设计、建设和运行提供理论支撑,并为减轻雨雾环境中电晕噪声提供技术解决方案。本文在高压实验室内设计并搭建了直流电晕可听噪声试验平台,系统地研究了直流电晕可听噪声的时频特性以及涂层对其影响,并揭示了涂层对直流电晕噪声的抑制机制。首先,本文在实验室内搭建了球板实验和电晕笼实验平台,从声、电两个角度对笼体金属网进行优化设计,并采用时域测量方法对声、电信号进行同步测量。在进行声学测量时,本文利用有限元分析方法对测点进行优化,将小波阈值降噪方法和多频陷波滤波器应用于测量信号的后处理,有效分离出了电晕可听噪声的声波脉冲,为后续实验分析奠定基础。其次,本文分析了不同极性、电场强度和表面干湿条件下直流电晕噪声的时频特性,以及涂层对可听噪声时频特性的影响。实验结果表明:直流电晕噪声具有明显的极性效应;亲、疏水性涂层对导体表面附着水滴的直流电晕噪声都具有抑制作用,其中超亲水涂层的降噪效果>超疏水涂层>疏水涂层。最后,本文研究了涂层对导体表面附着水滴时的直流电晕噪声的抑制机制,提出了可听噪声计算模型。涂层通过改变表面水滴附着形态,减轻表面电场畸变程度,达到抑制电晕放电及其噪声的作用,具体地:相比于裸导线,超亲水表面水滴分布更平整,水滴尖部的最大电场强度更小;水滴在超疏水表面更容易滴落,残余体积更小,同样减小了电场畸变,因此超亲水和超疏水涂层均可降低电晕可听噪声。电晕放电的电流和噪声存在对应关系,电流脉冲幅值和声波脉冲幅值平均值之比与电场强度的平方成正比。本文依据试验拍摄的水滴形态,提出了电晕放电可听噪声计算模型,计算结果显示电晕可听噪声的声压级与电晕电流近似呈现对数函数关系,对比试验结果表明本文模型的计算误差在–2%～3%之间,验证了模型准确性。此计算模型可为应用涂层抑制导线电晕可听噪声提供理论依据。