[發明專利]一種提高電力光纖狀態監測精度的方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110421700.8
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113124931B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 梁云;黃莉;張梓平;肖靖峰;崔力民;周文婷;王瑤;張志峰;孫曉艷;郭經紅
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網新疆電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

本發明公開了一種提高電力光纖狀態監測精度的方法、裝置及存儲介質，該方法包括：對預設頻率掃描范圍進行劃分，得到多個掃描頻率；控制監測裝置中的光源按照多個掃描頻率中的任一頻率輸出光束，進行電力光纖的狀態監測；控制監測裝置進行預設次數的測量，得到多個測量值；根據多個掃描頻率改變光源輸出光束的頻率，再次進行預測次數的測量，直至得到在多個掃描頻率下的測量結果；對多個掃描頻率下的測量結果進行處理，得到電力光纖的多參量監測數據。通過實施本發明，可以有效提高測量精度。由此，該提高電力光纖狀態監測精度的方法可以用于長距離電力光纖的狀態監測中，解決長距離電力光纖監測精度不足的問題。

技術領域

本發明涉及電力光纖傳感技術領域，具體涉及一種提高電力光纖狀態監測精度的方法、裝置及存儲介質。

背景技術

輸電線路在線監測對于電網安全穩定運行非常重要。目前輸電線路在線監測的主要技術手段是采用基于電信號的傳感器，例如導線覆冰、溫度、微氣象、微風振動、泄漏電流、桿塔傾斜等，通過無線網絡回傳數據。但輸電線路運行環境復雜，電信號的感知與傳輸不可避免地存在電磁干擾等技術問題，而且某些地區的交通和通信相對滯后，限制了狀態在線監測系統的推廣應用。

電網擁有大規模的專用光纖資源，光纖傳感在輸電線路在線監測中發揮重要作用。除了對光纖本體的斷點、衰減等狀態進行監測，還可以把電力光纖作為測量應變、溫度、振動等多種物理量的敏感介質，通過分布式傳感實現電力光纖沿線的狀態監測，而不需要安裝點式傳感器，具有無源、抗電磁干擾等技術優勢。

由于光纖中的探測脈沖光強度受限，空間分辨率由脈沖寬度決定，而脈沖寬度的減小會導致傳感距離減小，簡單地增加探測光強度也會產生非線性效應等問題，因此測量距離、動態范圍、空間分辨率之間存在相互制約的關系。目前提出了使用多個探測光頻率，并按照時序進行編碼，每個探測頻率對應一條探測曲線，從而提升監測性能的方法。但是，該方法為了增加頻率間隔，保證各頻率的幅度分布相互獨立，需要多個聲光調制器件，而且主要適用于φ－OTDR測量振動，不涉及電力光纖狀態監測系統。

很多輸電線路長達數百公里，電力光纖跨距長，易受外部環境因素影響。在實際應用中，現有的技術還不能完全適用于長距離電力光纖監測的需求，在監測精度上還存在不足，特別是對隨時間非線性變化的狀態量如溫度、振動等。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了涉及一種提高電力光纖狀態監測精度的方法、裝置及存儲介質，以解決現有技術中針對長距離電力光纖監測精度不足的技術問題。

本發明提出的技術方案如下：

本發明實施例第一方面提供一種提高電力光纖狀態監測精度的方法，所述方法應用于電力光纖狀態監測裝置，包括：對預設頻率掃描范圍進行劃分，得到多個掃描頻率；控制監測裝置中的光源按照多個掃描頻率中的任一頻率輸出光束，進行電力光纖的狀態監測；控制監測裝置進行預設次數的測量，得到多個測量值；根據多個掃描頻率改變光源輸出光束的頻率，再次進行預測次數的測量，直至得到在多個掃描頻率下的測量結果；對多個掃描頻率下的測量結果進行處理，得到電力光纖的多參量監測數據。

可選地，對預設頻率掃描范圍進行劃分，得到多個掃描頻率，包括：根據監測裝置中光源的參數設定預設頻率掃描范圍；根據高斯分布對預設頻率掃描范圍進行劃分，得到多個不等的頻率掃描范圍間隔；根據多個不等的頻率掃描范圍間隔以及預設頻率掃描范圍的端值計算得到多個掃描頻率。

可選地，對多個掃描頻率下的測量結果進行處理，得到電力光纖的多參量監測數據，包括：對于多個掃描頻率中的任一頻率下的多個測量值，進行加權平均平滑處理；對加權平均平滑處理后的多個測量值進行累加平均，計算得到相應頻率下的測量值；將多個掃描頻率下的測量值進行處理，得到電力光纖的多參量監測數據。

可選地，所述加權平均平滑處理通過以下公式表示：