《输配电线路参数测量理论、方法与应用》系统地阐述了输配电线路参数测量理论、方法和工程应用，内容包括基于集中参数模型的参数带电测量方法，基于工频干扰的零序参数测量方法，T型接线线路参数测量方法，基于谐波分量的电容参数测量方法，基于分布参数模型的交（直）流线路参数测量方法，基于粒子群优化方法的参数测量方法，基于异频法的参数测量方法，不换位线路参数测量方法，基于PMU的参数测量方法，线路参数抗干扰测量方法等。给出了详细的测量原理、测量方法、数字仿真、测量装置设计与软件开发以及各种应用实例。

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 输配电线路参数测量概述 1

1.2 输配电线路参数测量研究现状 2

1.2.1 理论计算方法 2

1.2.2 基于集中参数模型的输配电线路参数测量方法 3

1.2.3 基于分布参数模型的输配电线路参数测量方法 3

1.2.4 基于智能优化方法的输配电线路参数测量方法 4

1.2.5 不换位输配电线路参数测量方法 4

1.2.6 基于PMU 的输配电线路参数测量方法 5

1.2.7 T 型接线输配电线路参数测量方法 5

1.2.8 基于谐波分量的输配电线路电容参数测量方法 5

1.2.9 强干扰环境下输配电线路参数抗干扰测量方法 6

1.3 本书主要内容 8

1.3.1 测量理论和方法 8

1.3.2 测量装置 9

1.3.3 工程应用 9

第2章 传统的输配电线路参数测量方法及改进 10

2.1 传统的输配电线路参数测量方法 10

2.1.1 正序阻抗测量 10

2.1.2 正序电纳测量 11

2.1.3 零序阻抗测量 13

2.1.4 零序电纳测量 14

2.1.5 零序互阻抗测量 15

2.1.6 零序互电容测量 15

2.2 传统的输配电线路零序阻抗参数测量方法分析 16

2.2.1 传统的零序自阻抗测量方法存在的问题 16

2.2.2 传统的零序互阻抗测量方法存在的问题 18

2.3 现有测量方法的改进 19

2.3.1 正确测量电压和计算零序自阻抗幅值的方法 19

2.3.2 正确测量零序自电阻和零序自电抗的方法 20

2.4 小结 21

第3章 基于集中参数模型的输配电线路参数带电测量 22

3.1 输配电线路正序参数带电测量方法 22

3.2 输配电线路零序参数带电测量方法 23

3.2.1 代数方程模型及其求解方法 23

3.2.2 微分方程模型及差分求解法 25

3.2.3 微分方程的积分求解方法 28

3.3 考虑线路电容电流的互感线路零序参数测量模型 29

3.4 平行同塔双回互感线路参数带电测量方法 30

3.5 利用线路两端电流的互感线路参数带电测量方法 32

3.6 带电测量方法仿真 36

3.6.1 任意长度线路不考虑电容电流补偿时的MATLAB 数字仿真 36

3.6.2 任意长度线路考虑电容电流补偿时的MATLAB 数字仿真 37

3.6.3 平行双回线路考虑电容电流补偿时的MATLAB 数字仿真 37

3.7 小结 38

第4章 利用工频干扰的输配电线路零序参数测量 39

4.1 干扰法的理论基础 39

4.2 利用工频干扰的输配电线路零序阻抗参数测量方法 42

4.2.1 代数方程法 42

4.2.2 微分方程法 43

4.2.3 积分方程法 44

4.3 利用工频干扰的输配电线路零序电容参数模型与求解方法 45

4.3.1 代数方程法 46

4.3.2 微分方程法 46

4.3.3 积分方程法 47

4.4 利用工频干扰的互感线路零序阻抗参数模型与求解方法 48

4.4.1 代数方程法 48

4.4.2 微分方程法 50

4.4.3 积分方程法 53

4.5 利用工频干扰的输配电线路零序参数测量方法仿真 53

4.5.1 利用工频干扰的输配电线路零序电容测量方法仿真 53

4.5.2 利用工频干扰的互感输配电线路零序阻抗测量方法仿真 54

4.6 工频干扰法在输配电线路零序参数测量中的应用 58

4.6.1 测试线路基本情况 58

4.6.2 互感线路带电测量方案 58

4.6.3 用干扰法实测零序阻抗与零序电容 59

4.6.4 传统停电方法测量线路参数结果 59

4.6.5 干扰法测量线路参数结果 59

4.6.6 干扰法测量结果与传统停电方法测量结果的对比 61

4.6.7 对线路参数测量结果的分析 62

4.7 小结 63

第5章 T 型接线输配电线路参数测量 64

5.1 T 型接线输配电线路参数测量方法 64

5.1.1 T 型接线输配电线路零序参数测量方法 64

5.1.2 T 型接线输配电线路正序参数测量方法 72

5.2 含T 型接线的互感线路零序阻抗参数带电测量方法 74

5.2.1 代数方程法 75

5.2.2 微分方程法 76

5.2.3 积分方程法 80

5.3 T 型接线线路参数测量方法仿真 81

5.3.1 T 型接线线路零序阻抗参数带电测量方法仿真 81

5.3.2 T 型接线线路零序阻抗参数停电测量方法仿真 83

5.3.3 T 型接线输配电线路零序电容参数停电测量方法仿真 84

5.3.4 T 型接线输配电线路正序阻抗参数停电测量方法仿真 85

5.3.5 T 型接线输配电线路正序电容参数停电测量方法仿真 87

5.4 含T 型接线的互感线路参数测量方法仿真 88

5.4.1 代数法仿真模型及结果 88

5.4.2 微分法仿真模型及结果 89

5.5 小结 93

第6章 基于谐波分量的输配电线路电容参数测量 94

6.1 传统单回不换位输配电线路电容测量方法 94

6.2 基于谐波分量的单回不换位输配电线路电容测量方法 96

6.2.1 饱和变压器的谐波产生原理分析 96

6.2.2 基于三次谐波分量的电容测量方法 97

6.3 基于三次谐波分量的单回不换位输配电线路电容仿真测量 98

6.4 220kV 洋洛Ⅰ线电容参数实地测量 100

6.5 小结 104

第7章 基于分布参数模型的超/特高压输电线路参数测量 105

7.1 单回超/特高压输电线路参数测量方法 105

7.1.1 单回超/特高压输电线路正序参数测量方法 105

7.1.2 单回超/特高压输电线路零序参数测量方法 106

7.1.3 仿真分析 107

7.2 同塔双回超/特高压输电线路参数测量方法 109

7.2.1 同塔双回超/特高压输电线路零序自参数不相同的测量方法 109

7.2.2 同塔双回超/特高压输电线路零序自参数相同的测量方法 113

7.2.3 仿真分析 115

7.3 双回部分同塔输电线路参数测量方法 122

7.3.1 双回共一端部分同塔输电线路零序参数测量方法 122

7.3.2 双回不共端部分同塔输电线路零序参数测量方法 128

7.3.3 仿真分析 134

7.4 混压双回混合长度超/特高压输电线路参数测量方法 145

7.4.1 测量原理 145

7.4.2 仿真分析 149

7.5 同塔三回超/特高压输电线路工频参数测量方法 151

7.5.1 测量原理 151

7.5.2 仿真分析 156

7.6 同塔四回超/特高压输电线路参数测量方法 162

7.6.1 同压同塔四回超/特高压输电线路参数测量方法 162

7.6.2 混压同塔四回超/特高压输电线路参数测量方法 168

7.6.3 仿真分析 174

7.7 双极直流输电线路参数测量方法 183

7.7.1 测量原理 183

7.7.2 特高压直流输电线路正序(线模)参数测量 185

7.7.3 特高压直流输电线路零序(地模)参数测量 186

7.7.4 仿真分析 187

7.8 混压双极直流输电线路零序参数测量方法 190

7.8.1 测量原理 190

7.8.2 仿真分析 196

7.9 小结 200

第8章 基于粒子群优化方法的输配电线路参数测量 201

8.1 粒子群算法的基本原理 201

8.2 带惯性权重的粒子群算法 201

8.3 带收缩因子的粒子群算法 202

8.4 基于粒子群优化方法的输配电线路参数测量方法 202

8.5 数值仿真 207

8.5.1 单回超/特高压交流线路零序参数测量 207

8.5.2 双回超/特高压交流线路零序参数测量 209

8.5.3 双回双极超高压直流线路零序参数测量 212

8.6 小结 213

第9章 基于异频法的输配电线路零序参数带电测量 214

9.1 传统异频法测量输配电线路零序阻抗的误差分析 214

9.2 测量输配电线路零序阻抗的新型异频测量方法 216

9.2.1 新型异频法测量原理 216

9.2.2 基于加汉明窗的FFT 高精度谐波检测改进算法 217

9.3 新型异频法测量输配电线路零序参数的仿真分析 218

9.3.1 三回互感线路零序阻抗的MATLAB 仿真 218

9.3.2 同塔四回输配电线路零序阻抗的PSCAD 仿真 222

9.4 新型异频法在输配电线路参数测量中的应用 227

9.4.1 测量线路的基本情况 227

9.4.2 线路参数测量结果 228

9.5 小结 230

第10章 不换位输配电线路参数测量 231

10.1 单回不换位输配电线路参数测量方法 231

10.1.1 无干扰环境下单回不换位输配电线路停电测量方法 231

10.1.2 无干扰环境下单回不换位输配电线路带电测量方法 234

10.1.3 干扰环境下单回不换位输配电线路停电测量方法 234

10.2 单回不换位输配电线路PSCAD 仿真结果对比分析 235

10.2.1 无干扰时停电测量方法仿真 236

10.2.2 无干扰时带电测量方法仿真 238

10.2.3 基于增量法的抗干扰测量仿真 238

10.3 同塔双回不换位输配电线路参数测量方法 240

10.3.1 无干扰环境下同塔双回不换位输配电线路参数停电测量方法 242

10.3.2 无干扰环境下同塔双回不换位输配电线路参数带电测量方法 244

10.3.3 干扰环境下同塔双回不换位输配电线路参数停电测量方法 244

10.4 左右对称双回不换位输配电线路PSCAD 仿真结果对比分析 244

10.4.1 无干扰时停电测量方法仿真 245

10.4.2 无干扰时带电测量方法仿真 246

10.4.3 基于增量法的抗干扰测量仿真 247

10.5 同塔四回不换位输配电线路参数测量方法 249

10.5.1 同塔四回不换位输配电线路模型分析 249

10.5.2 测量原理 249

10.5.3 同塔四回不换位输配电线路参数测量方法 254

10.6 基于分布参数模型的不换位输电线路相参数测量方法 260

10.6.1 不换位输电线路相参数测量方法 260

10.6.2 不换位输电线路相参数测量方法仿真 265

10.7 不换位T 型输配电线路参数测量方法 269

10.7.1 不换位T 型输配电线路参数测量原理 269

10.7.2 Levenberg-Marquardt 优化算法 272

10.7.3 不换位T 型输配电线路参数仿真 273

10.8 小结 276

第11章 基于PMU 的输配电线路参数测量 278

11.1 PMU 简介 278

11.1.1 PMU 装置原理 278

11.1.2 PMU 装置结构 278

11.1.2100433B

高速视频测量是以非接触的形式获取高速运动目标的海量影像序列数据，并根据近景摄影测量理论和方法分析每张或每对像片中物体目标点的三维空间坐标变化，以确定物体的整体运动状态，具有非接触、三维测量和密集测量的优势，已广泛应用于土木工程、材料测试、考古学、航空学和工业制造等领域。本书通过理论方法、软硬件系统和工程应用三篇详细介绍了高速视频测量的原理与技术方法及其在土木工程中的应用，从原理以及实际应用的角度给出相应的高速视频测量解决方法。

《地球观测与导航技术丛书》编写说明

序

前言

第1章 概论 1

1.1 高速视频测量的定义 1

1.2 高速视频测量的发展 2

1.3 高速视频测量的用途 5

1.4 高速视频测量的国内外研究现状 7

1.4.1 高速视频测量技术的国内外研究现状 7

1.4.2 高速视频测量应用的国内外研究现状 10

1.5 高速视频测量的关键问题 13

第一篇 理论方法

第2章 高速视频测量理论 17

2.1 高速视频测量原理 17

2.1.1 高速视频测量传感网络构建原理 17

2.1.2 高速视频测量海量影像序列处理原理 21

2.2 高速视频测量坐标系 23

2.2.1 高速视频测量像素坐标系 23

2.2.2 高速视频测量像平面坐标系 23

2.2.3 高速视频测量像空间坐标系 24

2.2.4 高速视频测量像空间辅助坐标系 24

2.2.5 高速视频测量地面摄影测量坐标系 24

2.2.6 高速视频测量内外方位元素 25

2.3 基于共线条件方程的高速视频测量空间解析 26

2.3.1 高速视频测量共线条件方程 26

2.3.2 高速视频测量后方交会-前方交会 28

2.3.3 高速视频测量直接线性变换 31

2.3.4 高速视频测量序列影像整体光束法平差 33

2.4 基于共面条件方程的高速视频测量空间解析 37

2.4.1 高速视频测量共面条件方程 37

2.4.2 高速视频测量相对定向-绝对定向 38

2.5 高速视频测量传感器网络检校 43

2.5.1 高速相机传感器网络检校 43

2.5.2 高速相机传感器网络同步性检校 55

第3章 视频序列影像处理方法 56

3.1 目标点识别与定位 56

3.1.1 椭圆目标点识别与定位 56

3.1.2 目标点自动识别与定位 67

3.1.3 编码目标点识别与定位 71

3.1.4 散斑目标点识别与定位 88

3.2 左右影像目标立体匹配 96

3.2.1 左右点集配准 96

3.2.2 基于灰度相关的立体匹配策略 99

3.2.3 基于核线约束的立体匹配策略 99

3.2.4 基于可信度引导的立体匹配策略 101

3.3 前后序列影像目标跟踪 103

3.3.1 基于灰度的亚像素级匹配方法 103

3.3.2 基于相位相关的亚像素级匹配方法 108

3.3.3 序列影像目标点跟踪策略 113

第4章 结构形变参数计算与分析 116

4.1 结构形变参数计算 116

4.1.1 位移参数计算 116

4.1.2 变形参数计算 116

4.1.3 速度参数计算 117

4.1.4 加速度参数计算 118

4.1.5 频谱参数计算 118

4.1.6 应变参数计算 119

4.1.7 时序数据降噪 120

4.2 结构表面形变场计算 124

4.2.1 位移场计算 124

4.2.2 应变场计算 125

4.3 结构损伤识别与分析 126

4.3.1 时序序列结构损伤识别 126

4.3.2 结构表面裂纹探测 139

第二篇 软硬件系统

第5章 高速视频测量分布式系统 147

5.1 分布式系统组成 147

5.2 分布式硬件系统构建 147

5.2.1 高速相机网络构建 147

5.2.2 工控机-主控机网络构建 148

5.2.3 硬件系统需求分析 150

5.3 分布式软件系统构建 150

5.3.1 分布式高速视频测量解析 150

5.3.2 软件系统需求分析 151

5.3.3 系统加速并行计算 154

5.4 工程方案设计 157

5.4.1 实验流程介绍 157

5.4.2 高速视频测量精度分析 161

第6章 硬件系统 164

6.1 高速相机传感器网络 164

6.1.1 传感器网络设计 164

6.1.2 传感器网络构建 165

6.2 高速相机成像系统 165

6.2.1 高速相机 165

6.2.2 高速成像系统组成及描述 168

6.3 同步控制系统 169

6.4 高速采集存储系统 170

6.5 光源照明系统 170

6.6 UPS电源系统 171

第7章 软件系统 172

7.1 高速视频测量软件系统 172

7.1.1 系统设计 172

7.1.2 功能模块设计 173

7.1.3 高速视频测量系统v1.0 介绍 182

7.2 分布式高速视频测量软件系统 201

7.2.1 系统设计 201

7.2.2 新增功能模块设计 202

7.2.3 分布式系统模型 202

7.2.4 分布式高速视频测量系统v1.0介绍 203

第三篇 工程应用

第8章 高速视频测量在振动台实验的应用 215

8.1 多层框架结构抗震稳健性振动台高速视频测量 215

8.1.1 实验背景与模型设计 215

8.1.2 高速视频测量方案 216

8.1.3 数据结果与分析 218

8.2 板式橡胶支座振动台高速视频测量实验 225

8.2.1 实验背景与模型设计 225

8.2.2 高速视频测量方案 225

8.2.3 数据结果与分析 228

8.3 堰塞湖堆积坝体模型振动台高速视频测量 233

8.3.1 实验背景与模型 233

8.3.2 高速视频测量方案 234

8.3.3 结果与分析 236

8.4 高层木塔振动台高速视频测量 240

8.4.1 实验背景与模型设计 240

8.4.2 高速视频测量方案 241

8.4.3 结果与分析 242

8.5 三层框架振动台分布式高速视频测量 243

8.5.1 实验背景与模型设计 243

8.5.2 高速视频测量方案 243

8.5.3 结果与分析 245

8.6 高层建筑振动台高速视频测量 248

8.6.1 实验背景与模型设计 248

8.6.2 高速视频测量方案 248

8.6.3 结果与分析 249

8.7 卫星颤振振动台模拟测试高速视频测量 250

8.7.1 实验背景与模型设计 250

8.7.2 高速视频测量方案 251

8.7.3 结果与分析 251

第9章 高速视频测量在结构倒塌实验中的应用 253

9.1 钢筋混凝土框架-剪力墙结构连续整体倒塌高速视频测量 253

9.1.1 实验背景与模型设计 253

9.1.2 高速视频测量方案 253

9.1.3 数据结果与分析 254

9.2 桁架倒塌实验高速视频测量 267

9.2.1 实验背景与模型设计 267

9.2.2 高速视频测量方案 268

9.2.3 结果与分析 269

9.3 网壳结构连续倒塌高速视频测量 279

9.3.1 实验背景与模型设计 279

9.3.2 高速视频测量方案 279

9.3.3 结果与分析 283

第10章 高速视频测量在结构表面场形变监测中的应用 287

10.1 岩石单轴受压断裂的表面位移场量测 287

10.1.1 实验背景与模型设计 287

10.1.2 高速视频测量方案 287

10.1.3 结果与分析 289

10.2 钢筋混凝土柱抗剪试验中的裂纹检测与特征提取 290

10.2.1 实验背景 290

10.2.2 高速视频测量方案 291

10.2.3 结果与分析 291

10.3 泥石流模拟冲击下的墙体全场形变监测 303

10.3.1 实验背景与模型设计 303

10.3.2 高速视频测量方案 304

10.3.3 结果与分析 304

第11章 结论与展望 307

11.1 结论 307

11.2 展望 309

参考文献 310 2100433B

《全国工程硕士专业学位教育指导委员会推荐教材·测量数据处理理论与方法》在内容和结构上进行了精心组织，重在应用，目标是使学生不仅具有扎实的理论基础，而且具有广阔的思路和较强的解决实际问题的能力。