[發(fā)明專利]一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監(jiān)測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102611200A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 苗新
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸電線路和變電站智能化領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通過旋翼無人機進行輸變電監(jiān)測，將是未來電力系統(tǒng)運行維護智能化巡檢的趨勢。

目前，通信加密和信息安全都是基于數(shù)學復雜性，量子保密通信是基于量子物理學原理。量子保密通信是可以同時解決通信安全和信息安全的新技術(shù)。

輸電線路桿塔和變電站通過物聯(lián)網(wǎng)或傳感網(wǎng)進行狀態(tài)監(jiān)測信息的感知，是智能化巡檢的技術(shù)趨勢。

近距離無線激光輸能，也是物聯(lián)網(wǎng)或傳感網(wǎng)充電/供能技術(shù)趨勢。

建設智能電網(wǎng)是國際電力工業(yè)積極應對未來挑戰(zhàn)的共同選擇，輸電線路和變電站都是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。在通過旋翼無人機進行輸電線路監(jiān)測和變電站監(jiān)測的應用場景，需要解決高效安全的信息傳輸問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決智能電網(wǎng)中高效安全的信息傳輸問題，提供一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監(jiān)測系統(tǒng)，本發(fā)明通過激光量子密碼通信來保障無人機對輸電線路和變電站設備狀態(tài)監(jiān)測的安全性，應用本發(fā)明，可實現(xiàn)輸電線路和變電站的安全智能化巡檢及電器設備狀態(tài)監(jiān)測。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種基于激光量子密碼通信的無人機輸變電監(jiān)測系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)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(wǎng)絡和變電站的傳感器網(wǎng)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(fā)送測控指令，并接收無人機通過UHF無線通信鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)信號；

所述輸電線路桿塔或變電站收集、匯聚并存儲監(jiān)測信息；所述輸電線路桿塔或變電站接收無人機發(fā)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(nèi)的網(wǎng)關(guān)，并由輸電線路桿塔或變電站的UHF無線通信鏈路將監(jiān)測信息上傳至無人機，由無人機將所述監(jiān)測信息轉(zhuǎn)發(fā)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(wǎng)絡網(wǎng)關(guān)構(gòu)筑大氣激光量子密碼通信鏈路；

所述大氣激光輸能裝置構(gòu)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(wǎng)絡及網(wǎng)關(guān)的供電系統(tǒng)充電或供電。

本發(fā)明提供的一種優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述地面測控站配置帶伺服跟蹤系統(tǒng)的UHF無線通信天線。

本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的技術(shù)方案是：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(tǒng)。

本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述旋翼無人機配置可見光、紅外和紫外成像巡視系統(tǒng)，以及三維激光雷達系統(tǒng)；

所述成像巡視系統(tǒng)采集飛行過程中的信息，存儲在旋翼無人機，并通過L波段(上行1300-1420MHz，下行1620-1740MHz)無線通信鏈路發(fā)送至地面測控站；地面測控站收到實時動態(tài)信息通過電力通信網(wǎng)傳送到輸變電監(jiān)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(jiān)測中心作后期數(shù)據(jù)處理，以實現(xiàn)變電站、輸電線路和輸電線路桿塔的實時動態(tài)巡檢和故障檢測。

本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述旋翼無人機根據(jù)三維地理信息系統(tǒng)GIS自主飛行或所述地面測控站的測控指令飛行和懸停。

本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的技術(shù)方案是：由所述輸電線路桿塔或變電站的傳感器網(wǎng)絡收集監(jiān)測信息；由所述輸電線路桿塔或變電站的網(wǎng)關(guān)匯聚并存儲。

本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述輸電線路桿塔的傳感器網(wǎng)絡包括導線溫度監(jiān)測傳感器、絕緣端子污穢監(jiān)測傳感器、桿塔傾斜監(jiān)測傳感器、覆冰監(jiān)測傳感器、線路舞動監(jiān)測傳感器、微氣象監(jiān)測傳感器、閃電雷擊監(jiān)測傳感器、連接器監(jiān)測傳感器、漏電監(jiān)測傳感器、供電系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)；所述供電系統(tǒng)包括蓄電池、太陽能和大氣激光輸能裝置。

本發(fā)明提供的第七優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述變電站的傳感器網(wǎng)絡包括電力變壓器狀態(tài)監(jiān)測傳感器、氣體絕緣組合電器狀態(tài)監(jiān)測傳感器、高壓電容型設備狀態(tài)監(jiān)測傳感器、電力電纜監(jiān)測傳感器、閃電雷擊監(jiān)測傳感器、連接器監(jiān)測傳感器、漏電監(jiān)測傳感器、供電系統(tǒng)和網(wǎng)關(guān)；所述供電系統(tǒng)包括蓄電池、太陽能和大氣激光輸能裝置。

本發(fā)明提供的第八優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述供電系統(tǒng)包括蓄電池、太陽能和大氣激光輸能裝置。

本發(fā)明提供的第九優(yōu)選的技術(shù)方案是：所述大氣激光輸能裝置包括光學透鏡接收天線、光電轉(zhuǎn)換器和輸電饋線；