CN107645209A - 电网输电线路实时监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了电网输电线路实时监测系统，包括输电线路参数实时采集模块、输电线路实时监测管理平台和用户终端，所述输电线路参数实时采集模块用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述输电线路实时监测管理平台，所述输电线路实时监测管理平台用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的用户终端通过通信网络与输电线路实时监测管理平台连接，用于实时访问输电线路实时监测管理平台中的输电线路参数。本发明实现了输电线路的实时监测。

Description

电网输电线路实时监测系统

技术领域

本发明涉及输电线路监测技术领域，具体涉及电网输电线路实时监测系统。

背景技术

随着工业化、城镇化进程不断加快，电力需求持续增长，一个坚强、可靠的现代化大电网对于保障国家能源安全，在更大范围内优化能源配置，具有不可替代的作用。建设具有数据化、数字化、自动化、互动化特征的坚强智能电网是安全、可靠、高效输电的保障，是电力科学发展的方向，对电网的监测也尤其重要。作为电力输送纽带的输电线路具有分散性大、距离长、难以巡视及维护等特点，因此对输电线路进行远程监测成为一项迫切工作。

发明内容

针对上述问题，本发明提供电网输电线路实时监测系统。

本发明的目的采集以下技术方案来实现：

提供了电网输电线路实时监测系统，包括输电线路参数实时采集模块、输电线路实时监测管理平台和用户终端，所述输电线路参数实时采集模块用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述输电线路实时监测管理平台，所述输电线路实时监测管理平台用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的用户终端通过通信网络与输电线路实时监测管理平台连接，用于实时访问输电线路实时监测管理平台中的输电线路参数。

本发明的有益效果为：系统简单智能，实现了电网输电线路监测，并在输电线路参数异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明输电线路实时监测管理平台的连接框图。

附图标记：

输电线路参数实时采集模块1、输电线路实时监测管理平台2、用户终端3、通信模块10、数据处理模块20、异常报警模块30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的电网输电线路实时监测系统，包括输电线路参数实时采集模块1、输电线路实时监测管理平台2和用户终端3，所述输电线路参数实时采集模块1用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述输电线路实时监测管理平台2，所述输电线路实时监测管理平台2用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的用户终端3通过通信网络与输电线路实时监测管理平台2连接，用于实时访问输电线路实时监测管理平台2中的输电线路参数。

优选地，所述输电线路实时监测管理平台2包括通信模块10、数据处理模块20、异常报警模块30，所述通信模块10与所述数据处理模块20连接，所述数据处理模块20与所述异常报警模块30连接。

优选地，所述的输电线路参数包括输电线路的张力、温度、电压和电流。

优选地，所述输电线路参数实时采集模块1为设置在输电线路监测区域内的无线传感器网络，包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点获取且处理输电线路参数并将处理后的输电线路参数发送到汇聚节点，所述的汇聚节点接收且处理所述输电线路参数并将所述处理后的输电线路参数通过移动网络通信方式上传到输电线路实时监测管理平台2；所述传感器节点分为簇头节点和输电线路监测节点，每个输电线路监测节点采集输电线路参数并将采集的输电线路参数打包成输电线路参数包后传送给所在簇的簇头节点，簇头节点接收输电线路监测节点发送的输电线路参数，并融合自身采集的输电线路参数后传送给汇聚节点。

本发明上述实施例利用无线传感器网络技术实现了输电线路监测，并在输电线路参数异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。

簇头节点与汇聚节点为单跳距离时，簇头节点直接将融合后的输电线路参数发送至汇聚节点，簇头节点与汇聚节点为多跳距离时，簇头节点选择汇聚节点方向的其他簇头节点作为用于转发该融合后的输电线路参数的转发节点，并建立其到汇聚节点的路由路径，具体包括：

(1)获取簇头节点至汇聚节点的所有路由路径，设该簇头节点为B，汇聚节点为O，路由路径上除B外的其余簇头节点皆为转发节点，计算每条路由路径的选择概率：

式中，W_B→o表示B至汇聚节点的第W条路由路径，λ(W_B→o)表示W_B→o的选择概率，表示W_B→o包含的转发节点数目，ρ_e表示W_B→o上第e个转发节点所在簇的环境监测节点数目，P_e表示W_B→o上第e个转发节点的当前剩余能量，a₁、a₂为设定的权重系数，满足0<a₂<a₁<1；

(2)以选择概率最大的路由路径作为最终的路由路径，簇头节点通过该最终的路由路径将融合后的输电线路参数发送至汇聚节点。

本实施例定义了选择概率的计算公式，其中选择概率考虑了转发节点的数目和转发节点的能量以及包含的环境监测节点数目三个因素，根据选择概率的大小进行簇头节点至汇聚节点的路由路径的选择，能够在保证较短的路由路径的前提下均衡各簇头节点转发融合输电线路参数的负载和能量，从而延长输电线路参数实时采集模块1的网络寿命。

在一个实施例中，簇头节点定期对其到汇聚节点的路由路径进行信任检测，若簇头节点到汇聚节点的路由路径满足信任检测条件，判定该路由路径为可信路径，若不满足信任检测条件，判定该路由路径为可疑路径；当路由路径被判定为可疑路径时，簇头节点开始监测其下一跳的转发节点的输电线路参数包转发信任值，若监测到输电线路参数包转发信任值低于设定的输电线路参数包转发信任阈值时，簇头节点重新建立到汇聚节点的路由路径；

其中，信任检测条件为：

式中，m_B→o(ΔT)表示簇头节点B至汇聚节点o的路由路径上簇头节点B在设定的ΔT时间段内发送出去的输电线路参数包次数，M_B→o(ΔT)表示簇头节点B至汇聚节点o的路由路径上汇聚节点o在设定的ΔT时间段内接收到的输电线路参数包次数，J为设定的可信度阈值；

其中，输电线路参数包转发信任值的计算公式为：

式中，L(b)表示簇头节点的下一跳的转发节点b的输电线路参数包转发信任值，μ为监测到的下一跳的转发节点b转发输电线路参数包的次数，ν为监测到的下一跳的转发节点b丢弃输电线路参数包的次数。

本实施例中，簇头节点定期对其到汇聚节点的路由路径进行信任检测，并仅对判定为可疑路径的路由路径进行下一跳的转发节点的输电线路参数包转发信任值监测，对不满足数据包转发信任值条件的路由路径进行更新，实现了无线传感器网络的通信链路的动态维护和更新，能够保障路由的稳定性，保证输电线路参数的可靠传输，且路由检测过程简单，对判定为可信路径的路由路径不进行下一跳的转发节点的输电线路参数包转发信任值监测，能够避免浪费过多的能量，节省电网输电线路实时监测系统的通信成本。

在一个实施例中，当簇头节点监测到下一跳的转发节点的输电线路参数包转发信任值低于设定的输电线路参数包转发信任阈值时，簇头节点向该转发节点发送消息，转发节点接收到消息后，计算自身相对于所在簇的环境监测节点的数据融合信任值，若数据融合信任值低于设定的数据融合信任值阈值，该转发节点向簇内的环境监测节点广发簇头重选消息，重新进行簇头节点选取，设该转发节点为s，s相对于所在簇的环境监测节点的数据融合信任值为H_s，则H_s的计算公式为：

式中，表示转发节点s所在簇内的第j个环境监测节点在设定的ΔT时间段内采集的输电线路参数的平均值，n_s为转发节点s所在簇内的环境监测节点的数目，为转发节点s在设定的ΔT时间段内采集的输电线路参数的平均值。

本实施例设计了数据融合信任值的计算公式，能够较高效、较准确地评价簇头节点的输电线路参数可靠性，根据数据融合信任值对不满足数据转发信任要求的转发节点进行进一步的输电线路参数可靠性检测，在该簇头节点不能监测到可靠的输电线路参数时及时引发簇头节点重选，能够避免出现问题的簇头节点影响输电线路参数融合的可靠性，提高输电线路参数传输的精度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.电网输电线路实时监测系统，其特征是，包括输电线路参数实时采集模块、输电线路实时监测管理平台和用户终端，所述输电线路参数实时采集模块用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述输电线路实时监测管理平台，所述输电线路实时监测管理平台用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的用户终端通过通信网络与输电线路实时监测管理平台连接，用于实时访问输电线路实时监测管理平台中的输电线路参数。

2.根据权利要求1所述的电网输电线路实时监测系统，其特征是，所述输电线路实时监测管理平台包括通信模块、数据处理模块、异常报警模块，所述通信模块与所述数据处理模块连接，所述数据处理模块与所述异常报警模块连接。

3.根据权利要求1所述的电网输电线路实时监测系统，其特征是，所述输电线路参数实时采集模块为设置在输电线路监测区域内的无线传感器网络，包括传感器节点和汇聚节点，所述传感器节点获取且处理输电线路参数并将处理后的输电线路参数发送到汇聚节点，所述的汇聚节点接收且处理所述输电线路参数并将所述处理后的输电线路参数通过移动网络通信方式上传到输电线路实时监测管理平台；所述传感器节点分为簇头节点和输电线路监测节点，每个输电线路监测节点采集输电线路参数并将采集的输电线路参数打包成数据包后传送给所在簇的簇头节点，簇头节点接收输电线路监测节点发送的输电线路参数，并融合自身采集的输电线路参数后传送给汇聚节点。

4.根据权利要求3所述的电网输电线路实时监测系统，其特征是，簇头节点与汇聚节点为单跳距离时，簇头节点直接将融合后的输电线路参数发送至汇聚节点，簇头节点与汇聚节点为多跳距离时，簇头节点选择汇聚节点方向的其他簇头节点作为用于转发该融合后的输电线路参数的转发节点，并建立其到汇聚节点的路由路径。

5.根据权利要求4所述的电网输电线路实时监测系统，其特征是，簇头节点建立其到汇聚节点的路由路径，具体包括：

(1)获取簇头节点至汇聚节点的所有路由路径，设该簇头节点为B，汇聚节点为O，路由路径上除B外的其余簇头节点皆为转发节点，计算每条路由路径的选择概率：

<mrow> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <mi>o</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn> </msub> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>N</mi> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>N</mi> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </msub> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>e</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <msub> <mi>W</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mo>&amp;RightArrow;</mo> <mi>o</mi> </mrow> </msub> </msub> </munderover> <mfrac> <msub> <mi>P</mi> <mi>e</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>e</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

式中，W_B→o表示B至汇聚节点的第W条路由路径，λ(W_B→o)表示W_B→o的选择概率，表示W_B→o包含的转发节点数目，ρ_e表示W_B→o上第e个转发节点所在簇的环境监测节点数目，P_e表示W_B→o上第e个转发节点的当前剩余能量，a₁、a₂为设定的权重系数，满足0<a₂<a₁<1；

(2)以选择概率最大的路由路径作为最终的路由路径，簇头节点通过该最终的路由路径将融合后的输电线路参数发送至汇聚节点。