一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法技术

本发明专利技术公开一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，包括如下步骤：通过毫米波雷达监测多电极感知的绝缘子的外观并采集裂纹尺寸数据；根据微裂纹尺寸对绝缘子进行运行状态评估，对电阻即将到达零值的绝缘子采取风险预警识别；建立以大电网总损失值最小为目标的绝缘子运维模型；针对绝缘子预警信息，计算当前线路停电运维方案；建立以系统运行成本最小为目标的最优潮流模型，计算当前线路停电运维组合条件下的最优潮流；通过模拟退火算法计算成本最低的停电运维及调度方案，提供缺电量、经济性最优的运维方案。本发明专利技术适用于输电网络的绝缘子智慧运维，根据零值检测，实现绝缘子运行状态风险预警，优化绝缘子运维、输电网调度策略。度策略。度策略。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，特别涉及一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法。

技术介绍

[0002]保障输电线路正常运行对现代经济社会发展至关重要。绝缘子是电力线路的重要组成部分，也是最容易损坏的部分，但目前绝缘子巡检主要依靠人工沿着电力线路巡检。而2020年中国仅中高压输电线路就有159万千米，是地球到月球距离的4.14倍。人工巡检绝缘子效率低，及时性差，准确性差，亟待改善绝缘子在线监测智能运维技术亟待发展。为强化跨区高压供电的可靠性，延长输电设备使用寿命，减轻电力部门检修运维压力，因此，我们提出一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的，在于提供一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，通过绝缘子监测芯片提供的预警信息，提供当前运维方案推荐及停电检修状态下的机组优化调度，实现了高压供电网和高铁的智慧运维。
[0004]为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1，通过毫米波雷达监测多电极感知的绝缘子的外观并采集裂纹尺寸数据；
[0006]步骤2，根据步骤1测量采集的裂纹尺寸对绝缘子的运行状态进行评估以及风险识别预警；
[0007]步骤3，建立以大电网总损失值最小为目标的绝缘子运维模型，为下一步计算当前线路停电运维方案做准备；
[0008]步骤4，针对绝缘子预警信息，结合电网运行状态，计算当前线路停电运维方案。并建立以系统运行成本最小为目标的最优潮流模型，计算当前线路停电运维组合条件下的最优潮流；
[0009]步骤5，通过模拟退火算法，从每条线路的运维方案组合中找出最优解，计算整个电网总成本最低的停电运维及调度方案，提供缺电量、经济性最优的运维方案。
[0010]作为本专利技术进一步的方案，所述步骤1中，绝缘子外观监测方法如下，通过毫米波雷达前后回波的变化，检测绝缘子内部是否存在裂纹。
[0011]作为本专利技术进一步的方案，所述步骤2中，根据微裂纹尺寸监测结果，对绝缘子进行运行状态评估，通过二维傅立叶变换滤波，检测毫米级以上的微裂纹，对即将到达零值的绝缘子采取风险预警识别。
[0012]作为本专利技术进一步的方案，所述步骤3中，建立以大电网总损失值最小为目标的绝缘子运维模型。
[0013]作为本专利技术进一步的方案，所述步骤4中，针对绝缘子预警信息，结合电网运行状
态，计算当前线路停电运维方案；
[0014]建立以系统运行成本最小为目标的最优潮流模型，输电网安全稳定运行需满足线路与设备约束，线路包括功率平衡约束、线路容量约束、设备约束包括机组功率约束、最小启停时间约束、及爬坡速率约束；
[0015]计算当前线路停电运维组合条件下的最优潮流，减少因线路停电运维给电力网络带来的损失。
[0016]作为本专利技术进一步的方案，所述步骤5中，通过模拟退火算法从每条线路的各种运维方案中得到最优组合，并计算整个电网成本最低的停电运维及调度方案，提供缺电量、经济性最优的运维方案。
[0017]本专利技术的有益效果：开发以集多电极感知监测的新型绝缘子部件为核心，以具有故障预警、运维方案推荐、停电检修状态下的机组优化调度等功能的智慧运维系统为中枢的绝缘子智能运维系统。本专利技术大幅优化了电网的运维结构、提升高压供电网和高铁的运维效率。从根本上打破了绝缘子监测依靠人工巡检的传统模式，减少人工巡检工时，提升运维效率。
附图说明
[0018]图1是本专利技术使用的电力系统结构图；
[0019]图2是根据当前运维方案的机组出力优化结果；
[0020]图3是根据当前运维方案的线路有功传输优化结果；
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0022]一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，包括如下步骤：
[0023]步骤1，本专利技术基于绝缘子内部自主可控芯片进行多电极感知的绝缘子机械结构微观监测，以探索绝缘子电容相对值为核心，配合超声波回波变化的检测手段，完成绝缘子内部机械结构变化的监测；
[0024]步骤2，本专利技术根据微裂纹尺寸监测结果，对绝缘子进行运行状态评估，对即将到达零值的绝缘子采取风险预警识别；
[0025]步骤3，本专利技术建立考虑绝缘子运维的优化调度模型；
[0026]步骤4，本专利技术针对绝缘子风险预警，结合电网运行状态，建立优化模型计算运维方案基于绝缘子监测数据和预警信息，整合电网运行信息建立优化模型，计算以大电网总损失值最小为目标的运维方案；
[0027]步骤5，本专利技术基于当前运维方案提供输电网的经济调度策略，提供鲁棒性、经济性最优的调度方案。
[0028]上述步骤1中，目前绝缘子监测主要依靠人工巡检的传统模式，巡检工时长，运维效率低，相关运营维护费用高启且存在安全隐患。为了解决此问题，本专利技术基于绝缘子内部自主可控芯片进行多电极感知的绝缘子机械结构微观监测，以探索绝缘子电容相对值为核心，配合超声波回波变化的检测手段，完成绝缘子内部机械结构变化的监测。
[0029]上述步骤2中，以、多电极感知监测的新型绝缘子部件为核心，对绝缘子污闪断裂等事故进行预警，根据微裂纹尺寸监测结果，对绝缘子进行运行状态评估，对即将到达零值的绝缘子采取风险预警识别。
[0030]所述步骤3中，建立考虑绝缘子运维的优化调度模型，建立经济最优的运维目标函数。
[0031][0032]式中：C
k
为机组k的运行成本；u
k,t
机组k在t时段的运行状态；S
k
机组k的启停的费用；C
cut
为切负荷的惩罚成本系数；为负荷i在t时刻时削减的功率；N
G
为发电机数量；N
D
为负荷节点数量。
[0033]输电网安全稳定运行需满足线路与设备约束，包括功率平衡约束。
[0034][0035]式中：为机组k在t时段的发电量；为电力系统在t时刻的所需的功率线路容量约束表示为。
[0036][0037]式中：和分别表示线路l允许流过的最小功率和最大功率；σ
l,t
表示运维状态。
[0038][0039]机组运行约束包括功率约束。
[0040][0041]式中：u
k,t
表示发电机的运行状态；和分别为发电机有功功率运行的最小功率和最大功率。
[0042]最小启停时间约束。
[0043][0044][0045]式中：和分别为机组k启停后最小持续时间
[0046]爬坡速率约束。
[0047][0048][0049]式中：和是机组k爬坡速率上下限(单位时间内增加、减少的功率)；和是机组k开机和关机时刻允许的最大发电量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过毫米波雷达监测多电极感知的绝缘子的外观并采集裂纹尺寸数据；步骤2，根据步骤1测量采集的裂纹尺寸对绝缘子的运行状态进行评估以及风险识别预警；步骤3，建立以大电网总损失值最小为目标的绝缘子运维模型，为下一步计算当前线路停电运维方案做准备；步骤4，针对绝缘子预警信息，结合电网运行状态，计算当前线路停电运维方案。并建立以系统运行成本最小为目标的最优潮流模型，计算当前线路停电运维组合条件下的最优潮流；步骤5，通过模拟退火算法，从每条线路的运维方案组合中找出最优解，计算整个电网总成本最低的停电运维及调度方案，提供缺电量、经济性最优的运维方案。2.根据权利要求1所述的一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，其特征在于：所述步骤1中，绝缘子外观监测方法如下，通过毫米波雷达前后回波的变化，检测绝缘子内部是否存在裂纹。3.根据权利要求1所述的一种基于自主可控芯片的绝缘子智慧运维方法，其特征在于：所述步骤2中，根据微裂纹尺寸监测结果，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁昊晖，梁以恒，周玉峰，胡秦然，吴在军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：