[發明專利]基于改進SOM網絡的鐵塔遠程監測和故障診斷系統

在審

• 申請號: 202011328673.1
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112631235A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 李領;徐英杰;毛成斌;許亮峰
• 申請（專利權）人: 北京妙微科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種基于改進SOM網絡的鐵塔遠程監測和故障診斷系統，包括多個鐵塔系統、多個遠程運輸站和控制室，所述鐵塔系統通過近距離無線傳輸設備連接附近的遠程運輸站，多個遠程運輸站采用遠距離無線傳輸設備與控制室相連；所述鐵塔系統包括多個傳感器、太陽能電池板、蓄電池和末端采集裝置，傳感器包括應力傳感器和位移傳感器，負責采集鐵塔各個節點應力或位移信號，并將信號通過有線傳輸的方式送到末端采集裝置，太陽能電池板與蓄電池負責供給裝置用電。本發明提高了系統的性能。

技術領域

本發明屬于遠程監控與故障監測領域，涉及一種基于改進SOM網絡的鐵塔遠程監測和故障診斷系統。

背景技術

自1879年以后，我國開始了輸電線路的建設。輸電線路鐵塔作為輸電線路的一個重要部分，其安全直接關系到電網供電的可靠性，影響著國家的生產建設，社會生活秩序甚至生命財產安全。我國幅員遼闊，連接電源端與用戶端的輸電線路往往需跨越多種復雜氣象條件區域，因此多種自然環境與氣象荷載對線路鐵塔安全穩定性構成極大的威脅。隨著近年來國家電網裝機容量、電壓等級不斷提高，輸電鐵塔朝著高聳、大跨越及特高壓方向的不斷發展，這對鐵塔可靠性、經濟性提出了更高的要求。

智能電網與物聯網的相互滲透和深度融合是信息通信技術發展到一定階段的必然結果，它能有效的整合通信基礎設施資源和電力基礎設施資源，提高電信化水平，改善現有電力基礎設施利用效率。目前，物聯網在各個領域中應用廣泛，但是對電力鐵塔的安全性研究只是在設計階段考慮地震、雷擊、覆冰等因素的作用，對已建成的輸電塔的安全性檢測和健康評價并沒有制定相應的標準和制度，也沒有成熟的檢測措施及健康評估方案。

發明內容

為了實現電力鐵塔的運行狀態和能效智能評估和診斷以及故障預警的在線實時監測和智能管理，本發明提供了一種基于改進SOM網絡的鐵塔遠程監測和故障診斷系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于改進SOM網絡的鐵塔遠程監測和故障診斷系統，包括多個鐵塔系統、多個遠程運輸站和控制室，所述鐵塔系統通過近距離無線傳輸設備連接附近的遠程運輸站，多個遠程運輸站采用遠距離無線傳輸設備與控制室相連；

所述鐵塔系統包括多個傳感器、太陽能電池板、蓄電池和末端采集裝置，傳感器包括應力傳感器和位移傳感器，負責采集鐵塔各個節點應力或位移信號，并將信號通過有線傳輸的方式送到末端采集裝置，太陽能電池板與蓄電池負責供給裝置用電。

進一步，鐵塔內采集到的信號運輸到附近的遠程運輸站轉化為5G信號后傳輸到控制室內進行處理。

再進一步，所述鐵塔系統每隔5分鐘采集一次信號，若采集得到的信號經識別為異常信號，則系統將會處于激活狀態，處于激活狀態的系統將會每隔一秒采集一次信號；若信號恢復正常，則設備采集時間也會恢復至5分鐘，反之，設備將會報警。

所述的遠程運輸站包括電源模塊、數據采集模塊、數據存儲模塊和近距離無線傳輸模塊，近距離無線傳輸模塊將電信號處理成5G信號以便傳輸，電源模塊負責整個運輸站的供電，數據采集和存儲模塊分別對系統信號進行采集和存儲。

所述的控制室包括數據庫、監測中心和專家中心，所述監測中心將各個遠程運輸站的系統接收、降噪、濾波一系列處理，送入專家中心；專家中心結合大量的數據進行推理，判斷鐵塔運行狀態，實現對各個輸電鐵塔的實時監控。

所述專家中心采用改進型SOM自組織特征映射網絡，采用一種變學習率計算，且網絡的初始權值通過K-Means聚類算法確定。

進一步，所述專家中心的處理過程為：

(1)信號處理