[發(fā)明專利]一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510084484.7
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104655030B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝杰;張翼翔;宮志堅;金發(fā);江維
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力公司銅陵供電公司;國網(wǎng)安徽銅陵縣供電有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙)34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，包括攝像頭，用于采集輸電導(dǎo)線圖像信息；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集輸電導(dǎo)線的微氣象參數(shù)；

檢測與預(yù)警分析模塊，包括覆冰檢測模塊和覆冰預(yù)警模塊，所述覆冰檢測模塊為：對通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄z像頭采集的圖像信息進行濾波邊緣檢測，并通過二值化處理和邊界跟蹤記錄下邊界輪廓點在圖像中的坐標，最后通過綜合比較輸電導(dǎo)線前后的邊界點坐標，并用輸電導(dǎo)線直徑進行標定得出當時輸電導(dǎo)線的覆冰厚度；

所述覆冰預(yù)警模塊為：根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊采集的微氣象參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析，輔以設(shè)定時間段內(nèi)的導(dǎo)線拉力變化趨勢圖和覆冰厚度變化趨勢圖，結(jié)合依據(jù)存儲的歷史覆冰厚度，根據(jù)易形成覆冰的氣象參數(shù)條件、線路設(shè)計冰厚和實測的覆冰厚度對覆冰情況對未來三至五天的覆冰厚度進行預(yù)測，并發(fā)出預(yù)警信號；

控制中心，接收檢測與預(yù)警分析模塊的分析和預(yù)警信號；

所述覆冰檢測模塊的檢測過程包括以下步驟：

(11)對采集的輸電導(dǎo)線圖像信息進行邊緣提取；

(12)通過厚度檢測分析得出覆冰的厚度，采用自適應(yīng)閾值法檢測覆冰厚度，設(shè)定閾值將模值圖像轉(zhuǎn)換成二值圖像，然后利用行掃描和列掃描找到起始邊界點，并在此基礎(chǔ)上進行跟蹤得出整個邊界輪廓進而得出覆冰厚度；

所述步驟(12)中，將厚度分為四類，分別為10mm，15mm，20mm，30mm，首先將閾值取為最高值，然后逐漸降低閾值，在每一個閾值處將原模值圖像轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的二值圖像，同時檢測導(dǎo)線和絕緣子的初始部分的邊界輪廓，初始部分的大小由圖像大小及分辨率確定，直到找到滿足設(shè)定特征的初始部分邊界輪廓，所選的初始部分邊界輪廓是一段近似水平直線段；

(13)根據(jù)覆冰比值的大小進行分級匯報，覆冰比值其中β₁為監(jiān)控的第一根導(dǎo)線覆冰標準厚度，β_n為監(jiān)控的第n根導(dǎo)線覆冰標準厚度，β_d為線路設(shè)計覆冰厚度，覆冰比值為0.4～0.5時做出三級匯報即為較為危險，覆冰比值為0.5～0.6時做出二級匯報即為危險，覆冰比值大于0.6時做出一級匯報即為非常危險；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，所述微氣象參數(shù)包括輸電導(dǎo)線上絕緣子串的拉力、角度、氣象條件、導(dǎo)線覆冰厚度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過GPRS將數(shù)據(jù)傳輸至檢測與預(yù)警分析模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，所述步驟(11)中，采用多分辨率小波變化方法來提取邊緣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，所述覆冰預(yù)警模塊的預(yù)警過程包括以下步驟：

(21)收集氣象監(jiān)測部門與實際區(qū)域的實時和預(yù)測的氣象數(shù)據(jù)，以及溫度閾值、濕度閾值；

(22)監(jiān)測瞬時風(fēng)速和十分鐘內(nèi)的平均風(fēng)速，當風(fēng)速小于3m/s時，導(dǎo)線覆冰速度與風(fēng)速成正比；導(dǎo)線覆冰最快時，風(fēng)速為3～6m/s；當風(fēng)速大于6m/s，導(dǎo)線覆冰速度與風(fēng)速成反比；

(23)根據(jù)過往的歷史微氣象數(shù)據(jù)進行回歸分析預(yù)測的覆冰厚度；

(24)將未來三到五天的厚度趨勢上報。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輸電線路覆冰檢測與預(yù)警裝置，其特征在于，所述步驟(23)中，回歸分析分為學(xué)習(xí)和預(yù)測兩個過程：

首先給定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，內(nèi)含歷史微氣象數(shù)據(jù)，

T＝{(x₁,y₁),(x₂,y₂),...,(x_n,y_n)}

其中x_i∈Rⁿ,i∈1,...,n為微氣象數(shù)據(jù)，y∈R為對應(yīng)的覆冰厚度值，學(xué)習(xí)系統(tǒng)基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，即函數(shù)Y＝f(X)；

對新輸入的當前微氣象數(shù)據(jù)x_n+1,預(yù)測系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)到的模型Y＝f(X)確定相應(yīng)的輸出y_n+1，此時輸出結(jié)果為預(yù)測的覆冰厚度。