[發明專利]一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監測系統

有效

• 申請號: 201210063134.9
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102611200A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 苗新
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02B3/00;H04L9/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述系統包括地面測控站、無人機、輸電線路、輸電線路桿塔、變電站、輸電線路桿塔的傳感器網絡和變電站的傳感器網絡、大氣激光量子密碼通信裝置和大氣激光輸能裝置；

所述地面測控站向無人機發送測控指令，并接收無人機通過UHF無線通信鏈路發送的數據信號；

所述輸電線路桿塔或變電站收集、匯聚并存儲監測信息；所述輸電線路桿塔或變電站接收無人機發射的大氣激光量子密碼通信信號，所述信號通過安全認證后激活輸電線路桿塔或變電站內的網關，并由輸電線路桿塔或變電站的UHF無線通信鏈路將監測信息上傳至無人機，由無人機將所述監測信息轉發至地面測控站；

所述大氣激光量子密碼通信裝置、無人機與輸電線路桿塔或變電站的傳感器網絡網關構筑大氣激光量子密碼通信鏈路；

所述大氣激光輸能裝置構筑大氣激光輸能鏈路；所述大氣激光輸能裝置為所述輸電線路桿塔或變電站的傳感器網絡及網關的供電系統充電或供電。

2.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述地面測控站配置帶伺服跟蹤系統的UHF無線通信天線。

3.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述無人機為旋翼無人機；所述旋翼無人機配置光學天線和UHF無線通信天線；所述光學天線安裝伺服跟蹤系統。

4.如權利要求3所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述旋翼無人機配置可見光、紅外和紫外成像巡視系統，以及三維激光雷達系統；

所述成像巡視系統采集飛行過程中的信息，存儲在旋翼無人機，并通過L波段無線通信鏈路發送至地面測控站；地面測控站收到實時動態信息通過電力通信網傳送到輸變電監測中心處理并展示，旋翼無人機回收后將存儲的采集信息送輸變電監測中心作后期數據處理，以實現變電站、輸電線路和輸電線路桿塔的實時動態巡檢和故障檢測。

5.如權利要求3所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述旋翼無人機根據三維地理信息系統GIS自主飛行或所述地面測控站的測控指令飛行和懸停。

6.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，由所述輸電線路桿塔或變電站的傳感器網絡收集監測信息；由所述輸電線路桿塔或變電站的網關匯聚并存儲。

7.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述輸電線路桿塔的傳感器網絡包括導線溫度監測傳感器、絕緣端子污穢監測傳感器、桿塔傾斜監測傳感器、覆冰監測傳感器、線路舞動監測傳感器、微氣象監測傳感器、閃電雷擊監測傳感器、連接器監測傳感器、漏電監測傳感器、供電系統和網關。

8.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述變電站的傳感器網絡包括電力變壓器狀態監測傳感器、氣體絕緣組合電器狀態監測傳感器、高壓電容型設備狀態監測傳感器、電力電纜監測傳感器、閃電雷擊監測傳感器、連接器監測傳感器、漏電監測傳感器、供電系統和網關。

9.如權利要求7或8所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述供電系統包括蓄電池、太陽能和大氣激光輸能裝置。

10.如權利要求9所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述大氣激光輸能裝置包括光學透鏡接收天線、光電轉換器和輸電饋線；

所述大氣激光輸能裝置構筑大氣激光輸能鏈路；所述大氣激光輸能鏈路工作在400nm～500nm的波長，通過大氣激光輸能，為所述輸電線路桿塔或變電站的傳感器網絡及網關的供電系統充電或供電。

11.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述大氣激光量子密碼通信鏈路工作在850nm或1310nm或1550nm波長，量子密碼采用BB84協議，量子密碼中所傳遞的量子密鑰起到安全認證和激活傳感器網絡網關的作用。

12.如權利要求1所述的無人機輸變電監測系統，其特征在于，所述監測信息包括輸電線路桿塔狀態的監測信息和變電站狀態的監測信息；

所述輸電線路桿塔狀態的監測信息包括導線溫度監測信息、絕緣端子污穢監測信息、桿塔傾斜監測信息、覆冰監測信息、線路舞動監測信息、微氣象監測信息、閃電雷擊監測信息、連接器監測信息和漏電監測信息；

所述變電站狀態的監測信息包括電力變壓器狀態監測信息、氣體絕緣組合電器狀態監測信息、高壓電容型設備狀態監測信息、電力電纜監測信息、閃電雷擊監測信息、連接器監測信息和漏電監測信息。