CN101819712A - 输电线路无线综合数据采集、监测方法及系统 - Google Patents

输电线路无线综合数据采集、监测方法及系统 Download PDF

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俞文忠
文金华
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Abstract

输电线路无线综合数据采集、监测方法，涉及电力线路的检测领域，其特征是：在安装在输电线路杆塔上的无线数据采集终端(LTU)设备上，设置太阳能电池组件，将太阳能转换为电能给设备本身供电，并且在LTU设备内设置GSM/GPRS通信模块，用来传输数据信息；无线数据采集终端(LTU)的各种传感器将感应的各种信号转换成数字信息，通过GSM/GPRS通信模块，将数据传送给线路监控主站(LMS)进行处理。本发明利用了太阳能和无线技术，简化了数据采集终端设备，不需要额外的供电线路和数据传输线路，节约了成本和消耗。

Description

输电线路无线综合数据采集、监测方法及系统
技术领域
本发明涉及一种监控方法，特别涉及电力系统运行中的综合监测。
背景技术
电能是现代工农业生产及人类日常生活不可或缺的能源。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统，是现代社会中最重要、最庞杂的综合系统之一。这其中，输电线路又是电力传输网络的主要组成部分，它构成复杂密布的网络将电能传输到各个电力终端，如变压器等。由此，对输电线路的监控尤为重要，保证输电线路的正常运行时整个电网安全运行的前提和保障。随着电网容量的不断扩大，对输电线路的监测越来越困难，需要大量的人力，在正中情况下，输电线路的运行状态和故障隐患的不可知性与大电网安全稳定运行的矛盾日趋突出。
发明内容
本发明旨在发明一种利用太阳能供电的、利用无线网络通信进行数据传输的输电线路综合在线监测方法及系统。
本发明的方法是：在安装在输电线路杆塔上的zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)设备上，设置太阳能电池组件，将太阳能转换为电能给设备本身供电，并且在LTU设备内设置GSM/GPRS通信模块，用来传输数据信息；Zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)的各种传感器将感应的各种信号转换成数字信息，通过GSM/GPRS通信模块，将数据传送给线路监控主站进行处理。
Zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)采集数据的方法也是通过zigbee无线传感网络节点实现自主星型网络传输的。
本发明利用了太阳能和无线技术，简化了数据采集终端设备，不需要额外的供电线路和数据传输线路，要知道对于复杂的电力网络，这是巨大的成本开支和消耗。并且成熟的无线通信网络能够提供诸如短信提醒之类的独特报警方式，报警及时又成本低廉。
本发明的系统：包括zigebee无线传感网络数据采集终端(LTU)和线路监控主站(LMS)，数据采集终端含有主控单元、数据采集及处理单元、数据存储单元、绝缘隔离模块和各种传感器，特别含有太阳能电池组件和GSM/GPRS无线通信模块。
所述的传感器，具体是：泄漏电流传感器、绝缘子分布电压传感器、杆塔接地线电流传感器、摄像头、温湿度传感器、风力传感器、声音振动传感器。
线路监控主站(LMS)主要由通信服务系统、数据库、监控管理系统、专家系统、画面编辑系统和Web服务器构成，zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)采集的数据通过通信服务系统与监控管理系统、数据库、专家系统连接，数据库是数据交换的核心，连接监控管理系统、专家系统、画面编辑系统和Web服务器。
所述通信服务系统还能连接一个SMS短信传输服务模块，能够发送SMS短信息让手机用户接收，做到及时报警。
所述数据库中存储有静态数据、动态数据和专家规则。
附图说明
图1，本发明系统原理图。
图2，本发明无线数据采集终端(LTU)结构图。
图3，本发明LMS系统结构。
具体实施方式
如图2，本发明系统中zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)含有主控单元1、zigbee无线数据采集及处理单元2、数据存储单元3、绝缘隔离模块4、太阳能电池组件5和GSM/GPRS无线通信模块6，并且设置有泄露电流传感器7、分布电压传感器8、接地电流传感器9、温湿度传感器11、风力传感器12、声音振动传感器13和摄像头10。这些传感器构成对电力线路运行环境的综合监控。具体的：绝缘子表面泄漏电流传感器监测稳态泄漏电流和局部放电时泄漏电流脉冲情况，分布电压传感器用于监测接地端最后一片绝缘子分布电压，接地线传感器用于监测雷击或闪络时流过杆塔的电流。摄像头用于监测电线舞动情况、绝缘子和线路覆冰情况以及实现杆塔防盗检测；温湿度传感器测量环境温度和湿度，风力传感器测量环境的风力、风速，声音振动传感器用于识别锯子、锤子等敲击声音，用于杆塔的防盗。
如图3，线路监控主站(LMS)由通信服务系统、数据库、监控管理系统、专家系统、画面编辑系统和Web服务器构成，通信服务系统连接SMS短信传输服务模块，数据库中存储有静态数据、动态数据和专家规则。
如图1和图3所示的。本发明系统的zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)安装于杆塔，由太阳能组件供电，维持正常工作，它将采集到的各种数据信息通过zigbee无线传感网络节点实现自主星型网络传输，并将采集到的数据信息汇总后，通过GSM/GPRS无线通信模块发射出去，利用现有的无线网络(GSM/GPRS移动通信网络)进行传输，通过线路监控主站(LMS)的通信服务系统与用户通信。通信服务系统分别与数据库、专家系统、监控管理系统建立数据连接。数据库中存储着静态信息、动态信息数据和专家规则，与采集的数据进行比较、交换等数据处理。用户通过监控管理系统进行系统参数设置、历史数据查询和系统维护；通过专家系统对各种数据进行分析、对运行状况进行判断。
并且，本实施例中，与数据库连接的还有画面编辑系统和web服务器，画面编辑系统用来对监控管理系统中的图形监控画面进行可视化组态编辑；web服务器用于用户通过网页以B/S方式浏览数据。
线路监控主站(LMS)的各个系统构成，可以是在同一台计算机上完成，也可以设置在不同的计算机，通过网络协同运行。本实施例中，是通过TCP/IP网络完成。

Claims (10)

1.输电线路无线综合数据采集、监测方法，其特征是：在安装在输电线路杆塔上的线路zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)设备上，设置太阳能电池组件(5)，将太阳能转换为电能给设备本身供电，并且在LTU设备内设置GSM/GPRS通信模块(6)，用来传输数据信息；zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)的各种传感器将感应的各种信号转换成数字信息通过zigbee无线传感网络节点实现自主星型网络传输，并将采集到的数据信息汇总后，通过GSM/GPRS通信模块(6)，将数据传送给线路监控主站(LMS)进行处理。
2.根据权利要求1所述的输电线路无线综合数据采集、监测方法，其特征是：zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)采集数据的方法也是通过zigbee无线传感网络节点实现自主星型网络传输的。
3.根据权利要求1所述的输电线路无线综合数据采集、监测方法，其特征是：GSM/GPRS通信模块发出的数据，通过无线网络传输给线路监控主站。
4.输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：包括zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)和线路监控主站(LMS)，zigbee无线传感网络数据采集终端含有主控单元 (1)、数据采集及处理单元(2)、数据存储单元(3)、绝缘隔离模块(4)和各种传感器。
5.根据权利要求4所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：zigbee无线传感网络数据采集终端(LTU)含有太阳能电池组件(5)和GSM/GPRS无线通信模块(6)。
6.根据权利要求4或5所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是所述的传感器可以是：泄漏电流传感器(7)、绝缘子分布电压传感器(8)、杆塔接地线电流传感器(9)、摄像头(10)、温湿度传感器(11)、风力传感器(12)、声音振动传感器(13)。
7.根据权利要求4所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：线路监控主站(LMS)由通信服务系统、数据库、监控管理系统、专家系统、画面编辑系统和Web服务器构成，无线数据采集终端(LTU)采集的数据通过通信服务系统与监控管理系统、数据库、专家系统连接，数据库连接监控管理系统、专家系统、画面编辑系统和Web服务器。
8.根据权利要求7所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：数据库中存储有静态数据、动态数据和专家规则。
9.根据权利要求4、7或8所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：所述通信服务系统还连接SMS短信传输服务模块。
10.根据权利要求7所述的输电线路无线综合数据采集、监测系统，其特征是：各组成部分设置在不同的计算机系统上，通过TCP/IP连接协同工作。
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