CN107340017A - 架空送电线路在线监测*** - Google Patents
架空送电线路在线监测*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了架空送电线路在线监测***，包括架空送电线路监测模块、架空送电线路监控中心和智能终端，所述架空送电线路监测模块基于无线传感器网络采集架空送电线路参数信息，并将采集到的架空送电线路参数信息发送到所述架空送电线路监控中心，所述架空送电线路监控中心用于接收、存储、显示架空送电线路参数信息，并将架空送电线路参数信息与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端通过通信网络与架空送电线路监控中心连接，用于实时访问架空送电线路监控中心中的架空送电线路参数信息。本发明利用无线传感器网络技术实现了架空送电线路监测。
Description
技术领域
本发明涉及电力监测技术领域，具体涉及架空送电线路在线监测***。
背景技术
架空送电线路特别是超高压、远距离、大容量的送电线路，在运行过程中受气象条件和外界环境等的影响经常发生超过允许幅值的微风振动，往往导致某些线路部件的疲劳损坏，如导地线的疲劳断股，金具、间隔棒及杆塔构件的疲劳损坏或磨损等。其中导地线疲劳断股是架空送电线路普遍发生的问题，严重时需要将全线路更换为新导线。目前微风振动已经严重威胁着电网架空送电线路的安全运行。
发明内容
针对上述问题，本发明提供架空送电线路在线监测***。
本发明的目的采集以下技术方案来实现：
提供了架空送电线路在线监测***，包括架空送电线路监测模块、架空送电线路监控中心和智能终端，所述架空送电线路监测模块基于无线传感器网络采集架空送电线路参数信息，并将采集到的架空送电线路参数信息发送到所述架空送电线路监控中心，所述架空送电线路监控中心用于接收、存储、显示架空送电线路参数信息，并将架空送电线路参数信息与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端通过通信网络与架空送电线路监控中心连接，用于实时访问架空送电线路监控中心中的架空送电线路参数信息。
本发明的有益效果为：利用无线传感器网络技术实现了架空送电线路监测，并在架空送电线路参数信息异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1本发明的结构框图；
图2是本发明架空送电线路监控中心的连接框图。
附图标记：
架空送电线路监测模块1、架空送电线路监控中心2、智能终端3、信息存储模块10、信息处理模块20、报警模块30。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本实施例提供的架空送电线路在线监测***，包括架空送电线路监测模块1、架空送电线路监控中心2和智能终端3，所述架空送电线路监测模块1基于无线传感器网络采集架空送电线路参数信息，并将采集到的架空送电线路参数信息发送到所述架空送电线路监控中心2，所述架空送电线路监控中心2用于接收、存储、显示架空送电线路参数信息，并将架空送电线路参数信息与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端3通过通信网络与架空送电线路监控中心2连接，用于实时访问架空送电线路监控中心2中的架空送电线路参数信息。
优选地，所述架空送电线路监控中心2包括信息存储模块10、信息处理模块20、报警模块30，所述信息存储模块10与所述信息处理模块20连接，所述信息处理模块20与所述报警模块30连接。
优选地，所述的架空送电线路参数信息包括架空送电线路微风振动、导线温度、风偏角、气象环境数据。
本发明上述实施例利用无线传感器网络技术实现了架空送电线路监测，并在架空送电线路参数信息异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。
优选地，所述的无线传感器网络采用下述的网络模型：基于监测区域确定网络区域，在部署架空送电线路监测节点之前，将网络区域平均划分为4×4的监测子区域，监测子区域的边长根据实际情况确定，该网络区域中的架空送电线路监测节点分为780MHz和433MHz两个频段，相邻监测子区域部署不同频段的架空送电线路监测节点，在每个监测子区域中随机部署架空送电线路监测节点，该网络模型还设有一个移动数据收集器，该移动数据收集器按照设定的访问路径移动并进行架空送电线路参数信息收集，具体为：
(1)设定相邻四个监测子区域的中心点为移动数据收集器进行架空送电线路参数信息收集时的停留站点，则网络区域中共有四个停留站点，按照与移动数据收集器初始位置的距离由近到远的顺序，将各停留站点直线连接形成的路径设定为移动数据收集器的访问路径；
(2)移动数据收集器按照设定的访问路径移动到停留站点后停留，与该停留站点所对应的四个监测子区域的汇聚节点通信，收集汇聚节点已经接收的所在监测子区域内所有架空送电线路监测节点发送的架空送电线路参数信息，其中对于每个监测子区域，汇聚节点从所在监测子区域内的架空送电线路监测节点中选出，具体为：
1)按照下列公式计算监测子区域内的架空送电线路监测节点的权值：
式中，表示监测子区域内第i个架空送电线路监测节点即Si的权值，为Si的当前剩余能量，为Si的初始能量，d(Si,O)为Si到监测子区域所对应的停留站点的欧式距离，f(·)为设定的取值函数，当时，当时，
2)选择权值最大的架空送电线路监测节点作为该监测子区域的汇聚节点。
本优选实施例设定了移动数据收集器的访问路径，使得移动数据收集器不需要停留在每个静态架空送电线路监测节点的位置进行架空送电线路参数信息收集，节省了移动数据收集器进行架空送电线路参数信息收集的能耗，整体上相对缩短了移动数据收集器的停留时间，另外，本优选实施例选择权值最大的架空送电线路监测节点作为与移动数据收集器通信的汇聚节点，不会引起太大的时延，并且能够很大程度上节省架空送电线路监测节点因多跳导致的能量消耗。
优选地，监测子区域内所有架空送电线路监测节点向对应的汇聚节点发送架空送电线路参数信息时，具体执行：
(1)汇聚节点的一跳邻居节点以单跳的方式直接将架空送电线路参数信息发送至汇聚节点；
(2)监测子区域内的其余架空送电线路监测节点以多跳的方式将架空送电线路参数信息发送至汇聚节点，期间计算自身通信范围内的邻居节点的优选值，选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，进行架空送电线路参数信息转发，最终发送至汇聚节点，其中优选值的计算公式为：
式中，Sμv表示架空送电线路监测节点Sμ通信范围内的第v个邻居节点，表示Sμv的优选值，分别表示Sμv的当前剩余能量、额定最大能量，d(Sμ,O)表示Sμ到所在监测子区域对应的停留站点的欧式距离，d(Sμν,O)表示Sμν到所在监测子区域对应的停留站点的欧式距离，MT(Sμ，Sμv)表示Sμ在当前时间窗口T内监听到Sμv发送的架空送电线路参数信息量，表示Sμv在当前时间窗口T内发送的架空送电线路参数信息分组中的最大序列号，表示Sμν在上一个时间窗口T-1内发送的架空送电线路参数信息分组中的最大序列号，T为设定的时间窗口值，θ为连续前三个时间窗口内时的个数，a,b,c为设定的取值系数，a,b,c>0，且a+b+c＝1。
本优选实施例选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，并定义了优选值的计算公式，在进行转发节点选取时，综合考虑了邻居节点的能量消耗、与基站间的距离以及数据发送效率等因素，使得选出的转发节点能够更高效地将架空送电线路监测节点的架空送电线路参数信息转发到对应的汇聚节点，提高了架空送电线路参数信息转发的可靠度，从而避免架空送电线路监测节点的架空送电线路参数信息需要重新上传，相对地降低了架空送电线路参数信息传输的平均能耗。
优选地，按照下列公式设定移动数据收集器在当前停留站点的停留时间：
式中，ΔT为移动数据收集器在当前停留站点的停留时间，No为当前停留站点所对应的四个监测子区域内具有的架空送电线路监测节点数目，当前停留站点所对应的四个监测子区域内的第λ个架空送电线路监测节点的失效概率，N1为当前停留站点所对应的四个监测子区域内汇聚节点的一跳邻居节点数目，Nk→O表示汇聚节点的第k个非邻居节点发送架空送电线路参数信息至汇聚节点所需的转发节点数目，为设定的架空送电线路参数信息单跳发送时间阈值，ξ为设定的调整系数。
本优选实施例在进行移动数据收集器在当前停留站点的停留时间的设置时，考虑了架空送电线路监测节点的失效概率和转发节点数目情况，从而能够根据实际情况对停留时间进行适当地约束，减少整体时延，进一步节省架空送电线路参数信息收集能耗。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.架空送电线路在线监测***，其特征是，包括架空送电线路监测模块、架空送电线路监控中心和智能终端，所述架空送电线路监测模块基于无线传感器网络采集架空送电线路参数信息，并将采集到的架空送电线路参数信息发送到所述架空送电线路监控中心，所述架空送电线路监控中心用于接收、存储、显示架空送电线路参数信息，并将架空送电线路参数信息与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端通过通信网络与架空送电线路监控中心连接，用于实时访问架空送电线路监控中心中的架空送电线路参数信息。
2.根据权利要求1所述的架空送电线路在线监测***，其特征是，所述架空送电线路监控中心包括信息存储模块、信息处理模块、报警模块，所述信息存储模块与所述信息处理模块连接，所述信息处理模块与所述报警模块连接。
3.根据权利要求1所述的架空送电线路在线监测***，其特征是，所述的架空送电线路参数信息包括架空送电线路微风振动、导线温度、风偏角、气象环境数据。
4.根据权利要求1所述的架空送电线路在线监测***，其特征是，所述的无线传感器网络采用下述的网络模型：基于监测区域确定网络区域，在部署架空送电线路监测节点之前，将网络区域平均划分为4×4的监测子区域，监测子区域的边长根据实际情况确定，该网络区域中的架空送电线路监测节点分为780MHz和433MHz两个频段，相邻监测子区域部署不同频段的架空送电线路监测节点，在每个监测子区域中随机部署架空送电线路监测节点。
5.根据权利要求4所述的架空送电线路在线监测***，其特征是，所述的网络模型还设有一个移动数据收集器，该移动数据收集器按照设定的访问路径移动并进行架空送电线路参数信息收集，具体为：
(1)设定相邻四个监测子区域的中心点为移动数据收集器进行架空送电线路参数信息收集时的停留站点，则网络区域中共有四个停留站点，按照与移动数据收集器初始位置的距离由近到远的顺序，将各停留站点直线连接形成的路径设定为移动数据收集器的访问路径；
(2)移动数据收集器按照设定的访问路径移动到停留站点后停留，与该停留站点所对应的四个监测子区域的汇聚节点通信，收集汇聚节点已经接收的所在监测子区域内所有架空送电线路监测节点发送的架空送电线路参数信息，其中对于每个监测子区域，汇聚节点从所在监测子区域内的架空送电线路监测节点中选出，具体为：
1)按照下列公式计算监测子区域内的架空送电线路监测节点的权值：
<mrow>
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<mi>i</mi>
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</mrow>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
式中，表示监测子区域内第i个架空送电线路监测节点即Si的权值，为Si的当前剩余能量，为Si的初始能量，d(Si,O)为Si到监测子区域所对应的停留站点的欧式距离，f(·)为设定的取值函数，当时，当时，
2)选择权值最大的架空送电线路监测节点作为该监测子区域的汇聚节点。
6.根据权利要求5所述的架空送电线路在线监测***，其特征是，监测子区域内所有架空送电线路监测节点向对应的汇聚节点发送架空送电线路参数信息时，具体执行：
(1)汇聚节点的一跳邻居节点以单跳的方式直接将架空送电线路参数信息发送至汇聚节点；
(2)监测子区域内的其余架空送电线路监测节点以多跳的方式将架空送电线路参数信息发送至汇聚节点，期间计算自身通信范围内的邻居节点的优选值，选择优选值最大的对应邻居节点作为下一跳转发节点，进行架空送电线路参数信息转发，最终发送至汇聚节点，其中优选值的计算公式为：
<mrow>
<msub>
<mi>Y</mi>
<msub>
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<mrow>
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</mrow>
</mrow>
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</mrow>
式中，Sμv表示架空送电线路监测节点Sμ通信范围内的第v个邻居节点，表示Sμv的优选值，分别表示Sμv的当前剩余能量、额定最大能量，d(Sμ,O)表示Sμ到所在监测子区域对应的停留站点的欧式距离，d(Sμv,O)表示Sμv到所在监测子区域对应的停留站点的欧式距离，MT(Sμ,Sμv)表示Sμ在当前时间窗口T内监听到Sμv发送的架空送电线路参数信息量，表示Sμv在当前时间窗口T内发送的架空送电线路参数信息分组中的最大序列号，表示Sμv在上一个时间窗口T-1内发送的架空送电线路参数信息分组中的最大序列号，T为设定的时间窗口值，θ为连续前三个时间窗口内时的个数，a,b,c为设定的取值系数，a,b,c>0，且a+b+c＝1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171110 |