[發明專利]基于微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統

有效

• 申請號: 202110479538.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113189450B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 胡金磊;唐翀;黃紹川;黎陽羊;歐陽業;周達明
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司清遠供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01D21/02;G08B21/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種基于微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統，包括：拉曼傳感模塊、布里淵傳感模塊、綜合瑞利散射模塊、時分復用模塊、覆冰區域監測模塊、覆冰厚度監測模塊、風速監測模塊、和基于SVM的覆冰報警模塊，基于OPGW上各點的溫度值監測架空傳輸線的覆冰區域；基于OPGW上各點的應變值監測架空傳輸線的等值覆冰厚度；根據OPGW的振動頻率監測架空傳輸線的風速；根據OPGW上各點的溫度值、應變值和風速，進行覆冰預警。本發明實施例公開的基于微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統，能夠提高電力傳輸線覆冰判斷的準確性。

技術領域

本發明實施例電網技術，尤其涉及一種基于微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統。

背景技術

高壓架空線路長期暴露在野外，特別是超/特高壓輸電線路距離長、分布范圍廣、穿越的地區地形十分復雜，在丘陵、山區等地區，冬季凍雨、冰雪等極端天氣下，線路較大概率產生覆冰。輸電線路覆冰輕則導致電氣絕緣性能破壞造成閃絡，重則導致斷線、倒塔等災難事故，對輸電線路覆冰情況進行實時監測是實現電力系統穩定運行的重要環節。

目前，電力系統中監測線路覆冰狀態的方法主要有：視頻監測法、稱重/拉力傳感器和傾角傳感器，上述方法所用均為電子傳感器，易受電磁場干擾導致測量結果偏差。分布式光纖傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾強，且可以直接利用架空光纜作為傳感器和傳輸通道，無需另外架設光纖。目前，主要利用偏振光時域反射計(Polarization OpticalTime-Domain Reflectometer，POTDR)技術和布里淵散射(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometer，BOTDR)傳感器監測覆冰情況，但這些方法存在只能測單一物理量、傳感距離不足、應變溫度難以解耦等不足。

發明內容

本發明提供一種微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統，能夠提高電力傳輸線覆冰判斷的準確性。

第一方面，本發明實施例提供一種基于微氣象監測和SVM算法的線路覆冰監測系統，其特征在于，包括：拉曼傳感模塊、布里淵傳感模塊、綜合瑞利散射模塊、時分復用模塊、覆冰區域監測模塊、覆冰厚度監測模塊、風速監測模塊、和基于SVM的覆冰報警模塊；

拉曼傳感模塊和布里淵傳感模塊，分別用于通過時分復用模塊向架空傳輸線的OPGW發送激光信號，根據從OPGW獲取的后向散射光信號，計算OPGW上各點的溫度值和應變值；

綜合瑞利散射模塊，用于通過時分復用模塊向架空傳輸線的OPGW發送偏振前后的兩束激光信號，獲取OPGW的后向散射光信號后分別檢測后向散射光的偏振態變化和相位變化后，計算OPGW的振動頻率；

覆冰區域監測模塊，用于基于OPGW上各點的溫度值監測架空傳輸線的覆冰區域；

覆冰厚度監測模塊用于基于OPGW上各點的應變值監測架空傳輸線的等值覆冰厚度；

風速監測模塊，用于根據OPGW的振動頻率監測架空傳輸線的風速；

基于SVM的覆冰報警模塊，用于根據OPGW上各點的溫度值、應變值和風速，進行覆冰預警。

在第一方面一種可能的實現方式中，拉曼傳感模塊，包括激光源、多脈沖光編碼調制、第一環形器、濾波器、第一EDFA、第一光電探測器、第一信號采集處理單元；

激光源用于發射高強度單色光源；

多脈沖編碼調制器用于將單色光源調制為高信噪比的光脈沖；

第一EDFA用于將高信噪比的光脈沖放大后輸入環形器；

第一環形器用于將放大后的光脈沖輸入OPGW，并將接收OPGW返回的后向散射光信號，將后向散射光信號輸入濾波器，后向散射光信號包括斯托克斯光信號和反斯托克斯光信號；