[發(fā)明專利]一種基于北斗通信的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107393279A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉益岑;范松海;龔奕宇;劉小江;馬小敏;羅磊;廖文龍
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)四川省電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G08C17/02
• 分類號(hào): G08C17/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 戴勇靈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種基于北斗通信的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

“十二五”以來，隨著西部水電基地的建設(shè)，四川電網(wǎng)規(guī)模在原有基礎(chǔ)上翻了一番。以“川藏聯(lián)網(wǎng)”、“電力天路”等為代表的水電送出通道和民生工程逐漸向“甘阿涼”三州無人區(qū)或少人區(qū)延伸。但是，無人區(qū)普遍具有地形復(fù)雜、地質(zhì)條件脆弱、海拔高、氣候環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，覆冰、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害嚴(yán)重威脅輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，通過技術(shù)手段對輸電線路及走廊進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，并使運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握其狀態(tài)，進(jìn)而評估其風(fēng)險(xiǎn)已是迫在眉睫。

當(dāng)前，國內(nèi)外輸電線路狀態(tài)線監(jiān)測技術(shù)，主要依托移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(4G/3G/2G)，個(gè)別情況利用無線(WiFi)接力或OPGW光纖傳輸技術(shù)。但是，面對無人區(qū)、少人區(qū)，以及隨時(shí)可能發(fā)生的自然災(zāi)害事故時(shí)，以上技術(shù)路線都面臨嚴(yán)重不足。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)無法全面覆蓋，在無人區(qū)、少人區(qū)等地區(qū)，由于沒有基站，造成通信死角；無線(WiFi)結(jié)合OPGW光纖的傳輸方式，由于需要中繼接力的，則應(yīng)用受限、投資成本高、運(yùn)行穩(wěn)定性差，一處斷則全線斷。

因此，針對當(dāng)前輸電線路狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的瓶頸，結(jié)合線路運(yùn)維的緊迫需求，如何解決無信號(hào)地區(qū)架空輸電線路無法開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測的難題迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是無人區(qū)輸電線路及走廊無法進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，目的在于提供一種基于北斗通信的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可在無人區(qū)、少人區(qū)等移動(dòng)通信無信號(hào)或信號(hào)較弱地區(qū)實(shí)現(xiàn)架空輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測，消除了線路狀態(tài)監(jiān)測盲區(qū)，使電網(wǎng)具備了狀態(tài)監(jiān)測全覆蓋能力，大幅度提高線路狀態(tài)監(jiān)測水平，提高了無人區(qū)線路運(yùn)維水平，大幅降低現(xiàn)場人員工作強(qiáng)度。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于北斗通信的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，包括

現(xiàn)場監(jiān)測單元：利用傳感器單元采集輸電線路狀態(tài)特征量，并將特征量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)規(guī)范格式的數(shù)據(jù)，運(yùn)算得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)并發(fā)送給北斗數(shù)據(jù)終端；

北斗數(shù)據(jù)終端:用于無線發(fā)射和接收現(xiàn)場監(jiān)測單元得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過通信網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制指令傳送到北斗指揮機(jī)；

通信網(wǎng)絡(luò):為北斗衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用北斗短報(bào)文通信功能，實(shí)現(xiàn)北斗制式的監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制指令在天地間的傳輸；

北斗指揮機(jī):與監(jiān)測平臺(tái)連接，用于接收和發(fā)射監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制指令；

監(jiān)測平臺(tái):具有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析和展示功能，將北斗制式的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再經(jīng)存儲(chǔ)、分析，開展輸電線路狀態(tài)評價(jià)，最后實(shí)現(xiàn)展示。

在現(xiàn)有的高壓架空輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中還沒有人將北斗短報(bào)文通信功能應(yīng)用其中，使得現(xiàn)有技術(shù)中對無信號(hào)地區(qū)架空輸電線路無法開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測，使得無信號(hào)區(qū)域線路運(yùn)維的難度大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明借助北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，應(yīng)用了北斗短報(bào)文通信功能，可在無人區(qū)、少人區(qū)等移動(dòng)通信無信號(hào)或信號(hào)較弱地區(qū)應(yīng)用，消除了線路狀態(tài)監(jiān)測盲區(qū)，使電網(wǎng)具備了狀態(tài)監(jiān)測全覆蓋能力，解決無人區(qū)輸電線路及走廊無法開展進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的難題，大幅度提高了線路狀態(tài)監(jiān)測水平，助力線路運(yùn)維，為復(fù)雜運(yùn)維工況下無通信地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)維提供技術(shù)支撐，減少人工巡線，通用性廣、可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好，大大節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，保證了電網(wǎng)安全。

優(yōu)選的，所述現(xiàn)場監(jiān)測單元包括中央處理單元、數(shù)據(jù)采集單元、供電單元和通信單元，所述的中央處理單元分別與數(shù)據(jù)采集單元、供電單元和通信單元連接。

優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集單元包括統(tǒng)一接口和傳感器；傳感器通過統(tǒng)一接口與中央處理單元相連；傳感器為一個(gè)或者多個(gè)，統(tǒng)一接口同時(shí)與一個(gè)或者多個(gè)不同傳感器進(jìn)行連接，以監(jiān)測不同狀態(tài)特征量。統(tǒng)一接口的設(shè)置方便接收和傳遞不同傳感器收集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，兼容性好，不用額外進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，操作方便。

優(yōu)選的，多個(gè)傳感器為多種狀態(tài)監(jiān)測傳感器，用于輸電線路本體或環(huán)境的監(jiān)測。

優(yōu)選的，所述供電單元包括太陽能電池板、充放電控制模塊、蓄電池，太陽能電池板通過充放電控制模塊與蓄電池相連，充放電控制模塊與中央處理單元相連。

優(yōu)選的，所述通信單元按照北斗短報(bào)文通信規(guī)范將監(jiān)測數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為北斗制式，并與北斗數(shù)據(jù)終端連接，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到北斗數(shù)據(jù)終端。利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的北斗短報(bào)文可以發(fā)布140個(gè)字的信息，既能夠定位，又能顯示發(fā)布者的位置的功能實(shí)現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的高效傳輸，無需再依托移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)(4G/3G/2G)、無線(WiFi)接力或OPGW光纖傳輸技術(shù)，也就無需建基站和中繼接力，成本大大降低，運(yùn)行穩(wěn)定性好。

太陽能電池板能始終工作在V-A特性曲線的最大功率點(diǎn)。