CN111901439A - 基于物联网技术动态提高输电线路输送容量的***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种基于物联网技术动态提高输电线路输送容量的***及方法,其至少包含环境监测***和交叉跨越距离监测***,并通过通信网络进行数据交互。其中,环境监测***安装于输电线路铁塔上,其包含温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置、环境数据处理单元及环境通信单元。交叉跨越距离监测***安装于线路导线上最接近跨越物的位置,其包含导线温度传感器、测距器、距离数据处理单元及距离通信单元;通过网络将上述***互联实现信息交互应用,获取环境温度、风速及日照强度、导线线温及电气距离的数据,并传送至物联网平台计算导线实时的最大输送容量,为电网调度工作人员操作提供可靠的数据支撑,从而实现动态提高输电线路输送容量。
Description
技术领域
本发明为一种应用于输电线路的基于物理联网技术动态提高输电线路输送容量的***及方法。
背景技术
现有输电线路是靠导线传输电能,而传输电能的能力取决于导线的***根数和单根导线的截面,并且导线载流量是决定输电线路极限输送容量的重要因素。所谓导线的载流量是指在给定的设计条件,例如给定的日照强度、风速、环境温度下导线能够持续承载而不至于超过规定的温度限值的最大电流。在现行的设计规程《110kV~750kV架空输电线路设计规范》(GB 50545-2010)中规定了导线的允许温度,常用的钢芯铝绞线宜采用70℃,必要时可采用80℃。但在线路设计时,导线对地面、建筑物、树木、铁路、道路、河流、管道、索道及各种架空线路的距离,是根据导线运行温度+40℃(若导线按允许温度+80℃设计时,导线运行温度取+50℃)情况或覆冰无风情况求得的最大弧垂计算的垂直距离。这样实际上在导线达到允许温度时导线弧垂变大将导致局部区段存在对各种跨越物(障碍物)不能满足安全距离的情况。
故此,对于输电线路而言其极限输送容量可能受限于局部区段的交叉跨越距离要求而不能达到最大的设计容量。此外由于导线的载流量是与环境温度、风速及日照强度等多个因素相关,其值是会随外界环境变化而发生变化的。具体为,现有的输电线路设计是按照导线运行温度进行交叉跨越距离的设计,这样在计算输电线路输送容量时环境温度是按照最热月每日最高温度的月平均值,日照强度按照天晴、日光直射导线通常取1000W/m2,这样计算载流量的条件跟实际绝大多数运行时间的外部环境相比要严苛,也就是说相对于绝大多数运行时间下线路实际允许的最大输送容量相比,线路设计载流量打了折扣,而且无法实现输电线路根据实时变化的极限输送量进行调整。
并且,随着物联网技术的发展,出现了通过实时监测外界环境及输电线路的运行参数进行输送线路输送量动态采集并调整预警的***,例如:
专利1:《输电线路输送容量动态测算***及方法》是通过输电线路上的数据采集终端、通过通信网络与数据采集终端相连的监控主站以及与监控主站通信连接的数据采集与监视控制子***、所述的数据采集终端至少包括导线张力传感器、温度传感器和风力传感器。通过监测准确地动态确定线路最大容许输送容量,提升电网输送能力,从而提高原有线路的利用率,达到少建或缓建输电线路的目的;
专利2:《一种输电线路动态增容摩尔根载流量的监测方法》是通过实时采集稳态时输电线路的气象数据及导线稳态温度参数发送给监控中心,监控中心根据气象数据及导线稳态温度参数通过导线稳态载流量计算公式计算导线稳态载流量,并根据稳态载流量计算公式建立输电线路摩尔根载流量简化公式,得出输电线路的动态增容摩尔根载流量,从而得到输送线路的输送容量,调度人员可以参考此结果对输电线路的输送容量进行调整,使输电线路在最大负荷状态下安全运行,并可实现早期预警等功能;
专利3:《一种特高压输电线路导线监测***》则是通过在导线节点或金具处安装导线温度传感器,并通过无线通讯网络将传感器测量温度发送至中央数据处理单元,由中央数据处理单元将温度数据进行模数转换,并传送至后台分析***,并根据温度及输电线路设计参数计算不同温度时导线允许的输送容量,当导线的输送容量达到上限危险临界值时发出报警信息,从而调度人员可以及时采取补救措施,从而确保特高压输电线路的正常运行;
专利4:《一种用于输电线路动态增容的线路温度辨识方法》是通过获取输电线路的在线监测数据,并将其转化为遵循IEC61970CIM/E格式监测数据;通过处理温度数据构建导线温度辨识模型,并对预处理后的CIM/E格式监测数据进行辨识,从而提升输电线路监测信息的可信度,在保证***稳定运行和设备安全前提下,提高了输电线路的输送容量。
上述现有技术通过采集线路导线温度、环境参数对输电线路的载流量进行监测,通过监测可达到提高输电线路的输送容量的目的。但是现有技术中均未考虑在工程实践中,线路设计是按照导线运行温度对各种交叉跨越控制距离,最高线温情况下的交叉跨越会出现不满足距离要求的情况。因此需要创新的提出一种技术手段,基于物联网技术,通过实时采集输电线路外界环境影响载流量的各项参数,实时计算出输电线路的载流量值,结合受控区段的安全距离实时测值,对输电线路的输送容量实现动态的管理,从而实现动态提高输电线路输送容量。
发明内容
本发明所解决的技术问题即在提供一种基于物理联网技术动态提高输电线路输送容量的***及方法,其通过采用物联网技术,在输电线路中安装导线测距器、温度传感器、环境温度监测装置、温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置等设备通过网络将这些设备互联实现信息交互应用,获取环境温度、风速及日照强度及交叉跨越距离受控制点的电气距离等数据,并通过计算得到线路实时状态下的允许载流量,从而推算线路实时的最大输送容量,为电网调度工作人员操作提供可靠的数据支撑,从而实现动态提高输电线路输送容量。
本发明所采用的技术手段如下。
本发明一种基于物联网技术动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,其至少包含环境监测***和交叉跨越距离监测***,并通过通信网络进行数据交互;该环境监测***安装于输电线路铁塔上,其包含温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置、环境数据处理单元及环境通信单元;其中,通过该温度监测装置获取环境实时温度值,通过该风速监测装置获取实时风速值,通过该日照强度监测装置获取实时日照强度值,并通过该环境数据处理单元对于该环境实时温度值、该实时风速值及该实时日照强度值进行数据处理计算后将数据结果通过该环境通信单元进行通信传送;该交叉跨越距离监测***安装于线路导线上最接近跨越物的位置,其包含导线温度传感器、测距器、距离数据处理单元及距离通信单元;其中,通过该导线温度传感器测量导线的导线实时温度值,通过该测距器测量导线距交叉跨越物的距离值Δs,通过该距离数据处理单元对于该导线实时温度值及该距离值Δs进行数据运算获取两者的相关边缘计算结果数据并将其通过该距离通信单元进行通信传送。
进一步的,该距离数据处理单元包含如下模块:
模块A:获取监测的该距离值Δs;
模块B:获取内置的导线与跨越物的距离安全限值s;
模块C:将Δs与s进行数值比较,如果Δs大于s则进行模块D,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警;
模块D:获取跨越点对地高度、导线两端挂线点分别对地高度、跨越物接地点分别与导线两端挂线点的地面垂直点的距离;
模块E:计算导线最大弧垂距离;
模块F:计算安全距离下导线最大允许线温值t’;
模块G:获取导线自身最大允许线温值tg;
模块H:将t’与tg进行数值比较,如果t’小于tg则通过所述距离通信单元进行数据通信传送,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警。
进一步的,该环境监测***通过该环境通信单元将该环境数据处理单元的数据处理结果通过网络传送至物联网平台,该物联网平台计算各安装位置的导线的最大允许实时载流量;该交叉跨越距离监测***通过该距离通信单元将该距离数据处理单元的数据处理结果通过网络转送至物联网平台,该物联网平台结合该环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量;该物联网平台进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过网络进行数据传送。
进一步的,该环境数据处理单元还包含导线实时最大容许传输电流计算模块,根据该环境实时温度值、该实时风速值及所述实时日照强度值计算导线的最大允许实时载流量。
进一步的,该环境通信单元将最大允许实时载流量数值传送至该交叉跨越距离监测***;该距离数据处理单元还包含计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量模块,根据安全距离下导线最大允许线温值t’,并结合所述环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量;该距离数据处理单元进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过该距离通信单元进行数据结果传送。
进一步的,该交叉跨越距离监测***将该距离数据处理单元计算的数据结果通过网络传送至该环境监测***;该环境数据处理单元计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量,并进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过所述距离通信单元进行数据结果传送。
进一步的,该环境监测***可以为一个集成设备统一安装在输电线路铁塔上,或者由所述温度监测装置、所述风速监测装置及所述日照强度监测装置分段安装在输电线路铁塔上;该温度监测装置可为温度传感器,该风速监测装置可为风速传感器,该日照强度监测装置为日照强度传感器;该导线温度传感器通过夹具或预绞丝固定安装在导线之上实时测量导线温度;该测距器可为激光测距器或雷达测距器,所述测距器安装位置为导线与跨越物最高点铅锤方向上的相交位置。
进一步的,该环境通信单元及所述距离通信单元可发送预警信息至终端设备;该环境通信单元及所述距离通信单元可采用无线通信或光纤通信方式。
一种基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的方法,其特征在于,通过在输电线路铁塔上安装温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置采集输电线路环境实时的环境温度值、风速值、日照强度值,并作为参数进行计算获得导线的最大允许实时载流量,并通过通信网络进行数据传送;通过在线路导线上最接近跨越物的位置安装温度传感器、测距器采集导线实时温度值及导线距交叉跨越物的距离值Δs,并作为参数计算获得导线的安全距离下导线最大允许线温值t’,并通过通信网络进行数据传送;通过物联网平台接收导线的实时环境温度值、风速值、日照强度值、导线的最大允许实时载流量、导线实时温度值、距离值Δs、安全距离下导线最大允许线温值t’并计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量,通过进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过网络进行传送及预警。
进一步的,该安全距离下导线最大允许线温值t’的测算包含如下步骤:
步骤A:获取监测的该距离值Δs;
步骤B:获取内置的导线与跨越物的距离安全限值s;
步骤C:将Δs与s进行数值比较,如果Δs大于s则进行模块D,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警;
步骤D:获取跨越点对地高度、导线两端挂线点分别对地高度、跨越物接地点分别与导线两端挂线点的地面垂直点的距离;
步骤E:计算导线最大弧垂距离;
步骤F:计算安全距离下导线最大允许线温值t’;
步骤G:获取导线自身最大允许线温值tg;
步骤H:将t’与tg进行数值比较,如果t’小于tg则通过所述距离通信单元进行数据通信传送,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警。
本发明所产生的有益效果如下。
本发明通过设置在架空输电线路上实时获取的环境温度、风速、日照强度等参数进行运算获得线路导线允许的最大实时载流量,同时根据实际情况在重要交叉跨越若干区段对受控交叉跨越物安装距离监测,监测其距离,按照规程中要求的安全距离反算此时线路允许的最大弧垂,并反推此时的导线温度并与交叉跨越距离监测***中所测导线实时温度值进行确认,从而推算出交叉跨越允许的安全距离控制的最大导线载流量,并通过网络传递数据结果及预警信息为调度工作人员提供可靠的数据支撑,进而实现根据实际情况实时动态提高输电线路的输送容量,在保障电网可靠性的基础上有效提升了电网能量传输效率,具备巨大的经济价值。
附图说明
图1为本发明中整体的设备安装位置示意图。
图2为本发明中基于物联网平台的整体工作流程示意图。
图3为本发明中的导线与重要交叉跨越物相对位置关系示意图。
图号说明:1-输电线路铁塔、2-输电线路导线、3-环境监测***、4-交叉跨越距离监测***、5-跨越物、6-物联网平台、7-导线挂点位置。
具体实施方式
本发明保护一种基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其至少包含环境监测***3和交叉跨越距离监测***4,并通过通信网络进行数据交互。
如图1所示,上述环境监测***3安装于输电线路铁塔1上,其包含温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置、环境数据处理单元及环境通信单元。其中,通过上述温度监测装置获取环境实时温度值,通过上述风速监测装置获取实时风速值,通过上述日照强度监测装置获取实时日照强度值,并通过上述环境数据处理单元对于上述环境实时温度值、上述实时风速值及上述实时日照强度值进行数据处理后通过上述环境通信单元利用无线公网或电力通信专网传送至物联网平台6,通过物联网平台6根据导线允许载流量计算公式:I=√(WR+WF-WS)/Rt′,计算出输电线路上安装的导线若干位置的最大允许实时载流量:I1、I2、I3……。其中上述环境监测***3可采用集成方式利用一个集成设备实现,也可为三个独立的监测装置分段安装在输电线路铁塔1上组合而成,并结合交叉跨越距离监测装置安装位置,在交叉跨越距离检测装置邻近铁塔上相应也安装。用以适应有些输电线路绵延上百公里,线路沿线的运行环境差别很大的情况。其中,上述温度监测装置可采用温度传感器,上述风速监测装置可采用风速传感器,上述日照强度监测装置可采用日照强度传感器。
如图1及图3所示,上述交叉跨越距离监测***4安装于输电线路导线2上最接近跨越物5的位置,其包含导线温度传感器、测距器、距离数据处理单元及距离通信单元。其中,通过上述导线温度传感器测量导线的导线实时温度值,通过上述测距器测量导线距交叉跨越物的距离值Δs,通过上述距离数据处理单元对于上述导线实时温度值及上述距离值Δs进行数据运算获取两者的相关边缘计算结果数据并将其通过上述距离通信单元利用无线公网或电力通信专网传送至物联网平台6。通过上述物联网平台结合上述环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量。同时,上述物联网平台6进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值作为输电线路实时允许载流量IMAX,并据此按照公式:WMAX=√3*U*IMAX,计算出导线的最大允许输送容量WMAX,并通过网络发送至调度中心供调度人员参考。其中,上述导线温度传感器通过夹具或预绞丝固定安装在导线之上实时测量导线温度,上述测距器可为激光测距器或雷达测距器,其安装位置为导线与跨越物最高点铅锤方向上的相交位置。
优选的,如图2所示的基于物联网平台的整体工作流程示意图,上述交叉跨越距离监测***4可测量导线的实时温度t、导线距交叉跨越物的距离值Δs、交叉跨越距离两侧杆塔距离等数据,并利用监测的实时导线与交叉跨越物的距离值Δs,与内置的交叉跨越距离安全值s比较可以计算出交跨处导线弧垂最大增加值Δf=Δs-s,若该值小于0(即Δs<s),说明该处交叉跨越距离不满足设计安全要求,一方面通过上述距离通信单元将该数据信息传送至现场运维人员手机中,提醒检修人员现场核对,另一方面该报警信息发送至物联网平台6,提醒调度中心人员进行进一步的核对并处理,以排除安全隐患。若该值等于0(即Δs=s),说明安全距离刚刚满足要求,按上述小于0流程进行处理;若该值大于0(即Δs>s),说明此时导线跨越物安全距离有余量可以适当增加导线传输容量,并利用距离数据处理单元中内设的边缘计算功能,以及几何关系可以直接求出跨越点导线满***叉跨越要求情况下的最大弧垂,具体公式为:f’=f+Δf=f+Δs-s=(H1*L2+H2*L1)/(L1+L2)-s-H3,(其中,跨越点对地高度H3、导线两端挂线点分别对地高度H1及H2、跨越物接地点分别与导线两端挂线点的地面垂直点的距离L1及L2)再采用悬链线公式和状态方程可以求出导线对交叉跨越物要求的安全距离下的导线允许线温t’,将其与导线自身最大允许线温值tg进行比较,如果t’小于tg则通过所述距离通信单元将数据传送至物联网平台6,否则发送距离紧张报警信息至运维人员终端设备。
此外,也可以按照没有物联网平台的方案进行布置。
方案一:上述环境监测***3的环境数据处理单元,根据所述环境实时温度值、所述实时风速值及所述实时日照强度值计算导线的最大允许实时载流量,并将最大允许实时载流量数值传送至上述交叉跨越距离监测***4。上述交叉跨越距离监测***4的距离数据处理单元,根据安全距离下导线最大允许线温值t’,并结合上述环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量。上述距离数据处理单元进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过上述距离通信单元利用无线网(4G、5G等)或光纤网(OPGW、ADSS等)将数据结果及预警信息发送至调度中心。
方案二:上述环境监测***3的环境数据处理单元,根据所述环境实时温度值、所述实时风速值及所述实时日照强度值计算导线的最大允许实时载流量。上述交叉跨越距离监测***将所述距离数据处理单元计算的数据结果通过网络传送至上述环境监测***,上述环境数据处理单元计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量,并进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过所述距离通信单元利用无线网(4G、5G等)或光纤网(OPGW、ADSS等)将数据结果及预警信息发送至调度中心。
对于《电机工程手册》中导线允许载流量计算公式:I=√(WR+WF-WS)/Rt′做如下参数说明。
式中:I——允许载流量(A);
WR——单位长度导线的辐射散热功率(W/m);
WF——单位长度导线的对流散热功率(W/m);
WS——单位长度导线的日照吸热功率(W/m);
Rt′——允许温度时导线的交流电阻(Ω/m);
辐射散热功率WR的算式:WR=πDE1S1[(θ+θa+273)4-(θa+273)4]
式中:D——导线外径(m);
E1——导线表面的辐射散热系数,光亮的新线为0.23~0.43;
旧线或涂黑色防腐剂的线为0.90~0.95;
S1——斯特凡—包尔茨曼常数,为5.67×10-8(W/m2);
θ——导线表面的平均温升(℃);
θa——环境温度(℃);
对流散热功率WF的算式:WF=0.57πλfθRe0.485
式中:λf——导线表面空气层的传热系数,(W/m/℃);
Re——雷诺数;
λf=2.42×10-2+7(θa+θ/2)×10-5;
Re=VD/υ;
式中:V——垂直于导线的风速,m/s;
υ——导线表面空气层的运动粘度,m2/s;
υ=1.32×10-5+9.6(θa+θ/2)×10-8;
日照吸热功率Ws的算式:Ws=αsJsD;
式中:αS——导线表面的吸热系数,光亮的新线为0.35~0.46;旧线或涂黑色防腐剂的线为0.9~0.95;
JS——日光对导线的日照强度(W/m2)。
Claims (10)
1.基于物联网技术动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,其至少包含环境监测***和交叉跨越距离监测***,并通过通信网络进行数据交互;
所述环境监测***安装于输电线路铁塔上,其包含温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置、环境数据处理单元及环境通信单元;
其中,通过所述温度监测装置获取环境实时温度值,通过所述风速监测装置获取实时风速值,通过所述日照强度监测装置获取实时日照强度值,并通过所述环境数据处理单元对于所述环境实时温度值、所述实时风速值及所述实时日照强度值进行数据处理计算后将数据结果通过所述环境通信单元进行通信传送;
所述交叉跨越距离监测***安装于线路导线上最接近跨越物的位置,其包含导线温度传感器、测距器、距离数据处理单元及距离通信单元;
其中,通过所述导线温度传感器测量导线的导线实时温度值,通过所述测距器测量导线距交叉跨越物的距离值Δs,通过所述距离数据处理单元对于所述导线实时温度值及所述距离值Δs进行数据运算获取两者的相关边缘计算结果数据并将其通过所述距离通信单元进行通信传送。
2.如权利要求1所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述距离数据处理单元包含如下模块:
模块A:获取监测的所述距离值Δs;
模块B:获取内置的导线与跨越物的距离安全限值s;
模块C:将Δs与s进行数值比较,如果Δs大于s则进行模块D,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警;
模块D:获取跨越点对地高度、导线两端挂线点分别对地高度、跨越物接地点分别与导线两端挂线点的地面垂直点的距离;
模块E:计算导线最大弧垂距离;
模块F:计算安全距离下导线最大允许线温值t’;
模块G:获取导线自身最大允许线温值tg;
模块H:将t’与tg进行数值比较,如果t’小于tg则通过所述距离通信单元进行数据通信传送,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警。
3.如权利要求1或2所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述环境监测***通过所述环境通信单元将所述环境数据处理单元的数据处理结果通过网络传送至物联网平台,所述物联网平台计算各安装位置的导线的最大允许实时载流量;
所述交叉跨越距离监测***通过所述距离通信单元将所述距离数据处理单元的数据处理结果通过网络转送至物联网平台,所述物联网平台结合所述环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量;
所述物联网平台进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过网络进行数据传送。
4.如权利要求1或2所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述环境数据处理单元还包含导线实时最大容许传输电流计算模块,根据所述环境实时温度值、所述实时风速值及所述实时日照强度值计算导线的最大允许实时载流量。
5.如权利要求4所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述环境通信单元将最大允许实时载流量数值传送至所述交叉跨越距离监测***;
所述距离数据处理单元还包含计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量模块,根据安全距离下导线最大允许线温值t’,并结合所述环境监测***的数据结果计算出对应的满足跨越物安全距离要求的最大载流量;
所述距离数据处理单元进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过所述距离通信单元进行数据结果传送。
6.如权利要求4所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述交叉跨越距离监测***将所述距离数据处理单元计算的数据结果通过网络传送至所述环境监测***;
所述环境数据处理单元计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量,并进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,并根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过所述距离通信单元进行数据结果传送。
7.如权利要求1所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述环境监测***可以为一个集成设备统一安装在输电线路铁塔上,或者由所述温度监测装置、所述风速监测装置及所述日照强度监测装置分段安装在输电线路铁塔上;
所述温度监测装置可为温度传感器,所述风速监测装置可为风速传感器,所述日照强度监测装置可为日照强度传感器;
所述导线温度传感器通过夹具或预绞丝固定安装在导线之上实时测量导线温度;
所述测距器可为激光测距器或雷达测距器,所述测距器安装位置为导线与跨越物最高点铅锤方向上的相交位置。
8.如权利要求1所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的***,其特征在于,所述环境通信单元及所述距离通信单元可发送预警信息至终端设备;
所述环境通信单元及所述距离通信单元可采用无线通信或光纤通信方式。
9.基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的方法,其特征在于,通过在输电线路铁塔上安装温度监测装置、风速监测装置、日照强度监测装置采集输电线路环境实时的环境温度值、风速值、日照强度值,并作为参数进行计算获得导线的最大允许实时载流量,并通过通信网络进行数据传送;
通过在线路导线上最接近跨越物的位置安装温度传感器、测距器采集导线实时温度值及导线距交叉跨越物的距离值Δs,并作为参数计算获得导线的安全距离下导线最大允许线温值t’,并通过通信网络进行数据传送;
通过物联网平台接收导线的实时环境温度值、风速值、日照强度值、导线的最大允许实时载流量、导线实时温度值、距离值Δs、安全距离下导线最大允许线温值t’并计算满足跨越物安全距离要求的最大载流量,通过进行最大允许实时载流量与满足跨越物安全距离要求的最大载流量的数值对比,根据两数值中的较小值计算出导线的最大允许输送容量,并通过网络进行传送及预警。
10.如权利要求9所述的基于物联网技术实现动态提高输电线路输送容量的方法,其特征在于,所述安全距离下导线最大允许线温值t’的测算包含如下步骤:
步骤A:获取监测的所述距离值Δs;
步骤B:获取内置的导线与跨越物的距离安全限值s;
步骤C:将Δs与s进行数值比较,如果Δs大于s则进行模块D,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警;
步骤D:获取跨越点对地高度、导线两端挂线点分别对地高度、跨越物接地点分别与导线两端挂线点的地面垂直点的距离;
步骤E:计算导线最大弧垂距离;
步骤F:计算安全距离下导线最大允许线温值t’;
步骤G:获取导线自身最大允许线温值tg;
步骤H:将t’与tg进行数值比较,如果t’小于tg则通过所述距离通信单元进行数据通信传送,否则通过所述距离通信单元发送距离紧张报警。
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