基于数学形态学与小波理论的电力电缆故障测距研究的任务书.docx

基于数学形态学与小波理论的电力电缆故障测距研究的任务书
任务书
一、课题名称
基于数学形态学与小波理论的电力电缆故障测距研究
二、研究背景
电力电缆在供电系统中具有重要的作用，但是由于电力电缆接线难度较大，容易损坏导致故障发生，给输电线路带来了不必要的影响。因此，掌握电力电缆故障测距技术显得尤为重要。
目前，国内外对于电力电缆故障测距技术的研究取得了很大的进展，如频域反演法、时域反演法等方法都可以用于测距，但是由于“谐波关系假设”与“固定波速假设”等因素的限制，其精度存在一定的局限性。因此，为了满足电力电缆安全和短时间内准确确定故障位置的要求，研究基于数学形态学与小波理论的电力电缆故障测距技术意义重大。
三、研究目的与意义
本课题旨在探究一种有效的电力电缆故障测距方法，能够提高电力电缆故障测距的准确性与可靠性，重要性如下：
1.提高电力设备的可靠性
测距过程中可以较为准确确定具体的故障地点，缩短故障修复时间，降低负载损失合理地安排维护计划。
2.降低电力设备维护成本
通过电力电缆故障测距技术或者故障诊断，提高维护效率，减少不必要的维护成本。
3.为实现电力智能化奠定基础
本课题的研究成果和实验方法是由电力智能化控制系统中的故障检测、电力优化分析和预警系统中利用的关键手段，是实现电网智能化管控的基础。
四、研究内容和技术路线
1.建立电力电缆故障测距的模型
通过电力电缆故障测距模型来确定故障地点的位置，并采用小波分析方法和数学形态学方法对测试数据进行预处理。
2.电力电缆故障测距算法
根据电力电缆故障测距模型，融合小波分析法和数学形态学技术，提出一种新的电力电缆故障测距算法。
3.测距系统实现
根据上述研究内容，设计电力电缆故障测距系统，实现故障测距模型的集成，开发出可控制的故障测距系统。
4.实验设计和分析
采用理论模型和实证数据相结合的方法，对设计的电力电缆故障测距系统进行验证。
五、研究计划及预期成果
1.研究计划
第一年：
(1)研究电力电缆故障测距的理论基础和工作原理，并建立电力电缆故障测距模型。
(2)基于小波理论和数学形态学对测距数据进行预处理，提高故障测距的准确性。
第二年：
(1)提出电力电缆故障测距算法，并对算法进行模拟和优化。
(2)基于所用的小波分析和数学形态学技术，通过实验来验证算法的准确性和可靠性。
第三年：
(1)根据研究的结果设计实验装置，并对所设计的电力电缆故障测距系统进行实验。
(2)大量实验数据的预处理，对研究结果进行总结和分析。
2.预期成果
本课题将实现以下预期成果：
(1)建立新型的电力电缆故障测距模型，提高测距精度；
(2)提出实用性较高的小波分析和数学形态学故障测距算法；
(3)对所设计的电力电缆故障测距系统进行实验测试，并获得研究成果和相关数据；
(4)在电力电缆故障测距领域取得重要研究进展。
六、研究基础和条件
(1)具有相关专业的学士学位或以上学位；
(2)具有一定的信号处理、模式识别、数学建模、控制理论等方面的基础；
(3)熟悉Matlab/C/C++等程序设计语言，具备相关的电路分析、信号处理方面的实验能力；
(4)具有良好的科研态度，熟练的科研阅读和文献检索能力。
七、预算
本研究总经费不多于20万元，包括课题研究经费、设备购置费、实验费、文献资料费等。
八、任务安排
本研究的工作安排如下：
第一年：
(1)阅读、整理研究相关文献
(2)建立数学模型
(3)进行实验并收集故障数据
第二年：
(1)提出故障测距算法
(2)进行算法的模拟和分析
第三年：
(1)设计故障测距实验装置并进行实验
(2)对实验数据进行分析，绘制故障测距结果图表
九、考核方法
根据研究计划和研究成果的完成情况，对研究者进行考核。考核内容包括研究思路、研究方式、研究结果、研究成果以及论文写作等方面。其中，研究工作的后续推广和应用工作的成果也将作为考核的重要依据。
十、参考文献
1.高翠玲,翟加玲.基于小波变换与组合模式识别的电力电缆故障测距新方法[J].微计算机信息,2014(27):248-250.
2.赵成芳,邢春荣,杨柳,等.基于小波分析的电力电缆故障测距方法研究[J].华电技术,2013,37(4):133-135.
3.YaoMin,LiuXiangdong,LiuDayou.Researchonfaultlocationofpowercablesbasedonwavelettransformandclusteringanalysis[J].ProceedingsoftheCSEE,2010,30:36-40.
4.李辉,周琼,等.基于数学形态学与本征分解的电力电缆故障测距技术[J].信号处理,2011(12):1720-1724.