基于图像处理的输电线路运行状态智能监控平台设计

发布时间：2023-02-25 18:09

　　随着全球能源互联网理论构想的提出,输电线路和变电站无人值守实时远程监控、远程故障诊断预警变得尤为重要。但是,由于输电线路运行环境复杂,电力系统的安全稳定运行极易遭受到覆冰、山火、导线舞动、机械施工及异物入侵等的威胁,如何对输电线路运行状态进行在线监测及智能预警,减少电力事故危害的频发,已成为坚强智能电网工作的重中之重。为此,本文提出了一种输电线路运行状态智能监控平台,通过内嵌输电线路图像智能检测算法,实现输电线路运行状态的实时检测与故障预警。本文重点研究了输电线路中基于混合高斯及背景减除法的防异物入侵检测、基于图像匹配的导线舞动检测、基于灰度值模板匹配的绝缘子覆冰检测、基于多特征融合的山火险情识别检测算法以及智能监控平台的设计与实现。针对异物入侵检测,本文利用混合高斯背景建模算法实时更新背景,通过阈值分割提取最终定位标识的入侵异物;针对导线舞动检测,本文采用导线间隔棒作为匹配模板去识别计算导线舞动的偏移量;针对绝缘子覆冰检测,本文采用基于灰度值模板匹配的方法对绝缘子进行定位,比较绝缘子覆冰前后区域像素数以及边界距离的变化,利用摄像机标定计算覆冰厚度,实现绝缘子覆冰的自动识别;针对山火险...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 输电线路运行状态监测技术的研究现状
        1.2.2 图像处理在输电线路运行状态检测技术中的应用
    1.3 本文的研究内容
2 基于图像处理的输电线路智能监控平台关键技术
    2.1 系统架构
    2.2 前端视频/图像监控装置
    2.3 数据通讯技术
        2.3.1 通信方式
        2.3.2 视频通信协议
        2.3.3 网络编程关键技术
    2.4 监控后台控制中心
        2.4.1 功能
        2.4.2 专家软件
3 基于图像处理的输电线路运行状态检测算法
    3.1 图像处理基础理论方法
        3.1.1 图像噪声及抑制方法
        3.1.2 形态学处理
        3.1.3 特征分割提取
    3.2 防异物入侵检测算法
        3.2.1 防异物入侵检测算法原理及流程
        3.2.2 背景减除法
        3.2.3 混合高斯背景建模
        3.2.4 运动目标区域连通性分析及目标标识
        3.2.5 防异物入侵检测算法验证
    3.3 输电导线舞动检测算法
        3.3.1 导线舞动检测算法原理
        3.3.2 导线舞动检测算法流程
        3.3.3 导线舞动检测算法验证
    3.4 绝缘子覆冰厚度检测算法
        3.4.1 绝缘子覆冰厚度检测算法原理
        3.4.2 绝缘子图像分割算法
        3.4.3 绝缘子覆冰厚度计算
        3.4.4 绝缘子覆冰厚度检测算法验证
    3.5 输电线路山火险情检测算法
        3.5.1 山火火焰典型特征提取算法流程
        3.5.2 基于FCM聚类的多特征融合
        3.5.3 山火险情检测算法验证
    3.6 其他算法在输电线路运行状态上的检测
4 软件平台设计与实现
    4.1 监控平台的软件框架
    4.2 图像数据库管理设
    4.3 监控平台的功能设计
        4.3.1 平台登录功能
        4.3.2 基于接口B协议的视频接入功能
        4.3.3 监控平台专家软件分析功能
        4.3.4 用户信息管理功能
        4.3.5 设备信息管理功能
        4.3.6 诊断报告信息管理功能
        4.3.7 报警信息管理功能
5 输电线路运行状态智能监控平台测试与应用
    5.1 智能监控平台搭建
    5.2 监控平台实例测试应用
    5.3 算法实验结果分析
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
作者攻读学位期间发表学术论文清单
致谢



本文编号：3748940