CN108173346A - 智能电网输电线路高度监测预警装置 - Google Patents

智能电网输电线路高度监测预警装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108173346A
CN108173346A CN201810052498.4A CN201810052498A CN108173346A CN 108173346 A CN108173346 A CN 108173346A CN 201810052498 A CN201810052498 A CN 201810052498A CN 108173346 A CN108173346 A CN 108173346A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
transmission line
sensor node
parameter information
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810052498.4A
Other languages
English (en)
Inventor
黄信文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen City Hui Da Mechanical Design Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen City Hui Da Mechanical Design Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen City Hui Da Mechanical Design Co Ltd filed Critical Shenzhen City Hui Da Mechanical Design Co Ltd
Priority to CN201810052498.4A priority Critical patent/CN108173346A/zh
Publication of CN108173346A publication Critical patent/CN108173346A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J13/0075—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

本发明提供了智能电网输电线路高度监测预警装置，包括传感监测装置和数据处理中心；所述传感监测装置包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数信息发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数信息，进行处理后转发至数据处理中心；数据处理中心用于对汇聚节点发送的输电线路参数信息进行分析处理和显示，并在输电线路参数信息异常时进行报警。本发明利用无线传感器网络技术实现了输电线路的远程实时监测。

Description

智能电网输电线路高度监测预警装置
技术领域
本发明涉及输电线路监测技术领域，具体涉及智能电网输电线路高度监测预警装置。
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。建设具有信息化、数字化、自动化特征的智能电网是安全、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，因此对输电线路的远程监测成为一项迫切工作。
发明内容
针对上述问题，本发明提供智能电网输电线路高度监测预警装置。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了智能电网输电线路高度监测预警装置，包括传感监测装置和数据处理中心。
传感监测装置包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，其中传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数信息发送至汇聚节点；汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数信息，进行处理后转发至数据处理中心。
数据处理中心用于对汇聚节点发送的输电线路参数信息进行分析处理和显示，并在输电线路参数信息异常时进行报警。
优选地，所述数据处理中心包括数据处理器和显示器，该数据处理器将收到的输电线路参数信息与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器进行比较结果显示。
本发明的有益效果为：可实时远程监测输电线路的温度，电压，电流，张力等相关物理参数值，避免了布线的麻烦且监测精度高。
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本发明一个实施例智能电网输电线路高度监测预警装置的结构示意框图；
图2是本发明一个实施例的数据处理中心的框图示意图。
附图标记：
传感监测装置1、数据处理中心2、报警器3、数据处理器10、显示器20。
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，本实施例提供的智能电网输电线路高度监测预警装置，包括传感监测装置1、和数据处理中心2。
传感监测装置1包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数信息发送至汇聚节点。
汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数信息，进行处理后转发至数据处理中心2。
数据处理中心2用于对汇聚节点发送的输电线路参数信息进行分析处理和显示，并在输电线路参数信息异常时进行报警。
其中，所述输电线路参数信息包括当前线路的张力、温度、电压和电流。
在一个实施例中，如图2所示，数据处理中心2包括数据处理器10和显示器20，该数据处理器10将收到的输电线路参数信息与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器20进行比较结果显示。显示器20还用于实时显示输电线路参数信息，从而供监测人员实时查看输电线路的状态信息。
可选地，智能电网输电线路高度监测预警装置还包括与数据处理器10连接的报警器3，当输电线路参数信息超出对应设定的安全阈值时，所述数据处理器10驱动报警器3进行报警。
其中，所述的报警器30包括蜂鸣报警器或者声光报警器，本实施例对此不作限定。
本发明上述实施例可实时远程监测输电线路的温度，电压，电流，张力等相关物理参数值，避免了布线的麻烦且监测精度高。
在一个实施例中，定义传感器节点x的邻域为Rx为传感器节点x的通信距离，dxk为表示传感器节点x与传感器节点k之间的距离。
设置传感监测装置1时，将传感器节点按照优化部署机制部署于设定的输电线路监测区域内，其中，优化部署机制具体包括：
(1)在设定的输电线路监测区域内随机部署多个传感器节点；
(2)对各传感器节点进行冗余分析，若传感器节点的冗余度小于设定的阈值，确定该传感器节点为冗余节点，其中，设定冗余度的计算公式为：
式中，Yi表示传感器节点i的冗余度，Λi表示传感器节点i邻域中的传感器节点集合，area(∪j∈A(i)j∩i)表示传感器节点i的感知范围与其邻域内所有传感器节点感知范围的重合部分，area(i)为传感器节点i的感知范围；表示在传感器节点i的邻域内与传感器节点i的距离小于或等于Ri/3的传感器节点的个数，N(i)表示传感器节点i的邻域中的传感器节点数量，λ1、λ2为设定的权重系数；
(3)对确定的各冗余节点按照设定的休眠策略进行休眠。
相关技术中，随机部署传感器节点通常会出现大量冗余节点的情况，带来信息冗余过度、能量过度浪费的问题。为解决该问题，本实施例设定了节点部署的优化机制，该优化机制通过对随机部署的各传感器节点进行冗余分析，根据分析结果对确定的冗余节点按照设定的休眠策略进行休眠，实现了传感器节点的优化部署，有利于降低输电线路参数信息采集和传输的能耗，延长无线传感器网络的生命周期，从而提高系统运行的可靠性。其中，本实施例基于距离和感知范围两个因素进行考虑，创造性地设定了冗余度的计算公式，为对传感器节点进行冗余分析提供了一个衡量传感器节点冗余情况的指标，提高了对传感器节点进行冗余分析的效率和精度，实现传感器节点部署的快速优化。
其中，所述设定的休眠策略为：
(1)按照距离汇聚节点由远到近的顺序对各冗余节点进行排序；
(2)按照排序依次对冗余节点进行休眠判定，每对一个冗余节点进行休眠判定时，若该冗余节点满足休眠条件，则令该冗余节点休眠；
其中，休眠条件设定为：
式中，Ra为冗余节点a的通信距离，Rab为冗余节点a的邻域中与冗余节点a距离最近的传感器节点的通信距离，N(a)为冗余节点a邻域中的传感器节点数量，Ψ为设定的覆盖质量阈值。
如果把冗余节点的状态设置为休眠，那么会降低无线传感器网络的覆盖率，若对多个冗余节点的状态同时设置为休眠，将会出现大量的感知盲点。本实施例基于这个问题，设定了一种针对冗余节点的休眠策略，按照排序依次对冗余节点进行休眠判定，只对满足休眠条件的冗余节点进行休眠，具有一定的灵活应变性，能够减少因为陆续休眠带来感知盲点的问题，保障一定的网络覆盖率，确保输电线路参数信息感知的全面性。
可选地，由汇聚节点对确定的各冗余节点按照设定的休眠策略进行休眠。
在一个实施例中，若传感器节点的邻域中存在已休眠冗余节点，该传感器节点在进行输电线路参数信息采集和传输的过程中，若自身的当前剩余能量低于设定的最小能量值时，触发邻域中已休眠冗余节点进行工作，具体为：
(1)设传感器节点为ν，若传感器节点ν的邻域中已休眠冗余节点只有一个，传感器节点ν直接触发邻域中已休眠冗余节点进行工作；
(2)若邻域中已休眠冗余节点存在多个，传感器节点ν在其邻域的已休眠冗余节点中选择权值最大的进行工作；
其中，权值的计算公式为：
式中，Qρ表示在传感器节点ν邻域中的已休眠冗余节点ρ的权值，dνρ表示传感器节点ν与冗余节点ρ之间的距离，dνμ表示传感器节点ν与其邻域中的已休眠冗余节点μ之间的距离，nν表示传感器节点ν邻域中的已休眠冗余节点数量，dρτ为已休眠冗余节点ρ与其邻域中的传感器节点τ之间的距离，Dρ为已休眠冗余节点ρ与其邻域中传感器节点距离的均值，N(ρ)为已休眠冗余节点ρ邻域中的传感器节点数量，η1、η2为权重系数。
传感器节点在剩余能量低于设定的最小能量值时，容易失效，传感器节点的失效将会降低网络覆盖率。本实施例设定了已休眠冗余节点的恢复策略，通过恢复为工作状态的冗余节点参与到输电线路参数信息采集和传输的工作中，能够填补传感器节点在失效时可能会带来的感知盲点，从而保证网络的覆盖质量，提高无线传感器网络的稳定性。其中设定了权值的计算公式，选择权值最大的已休眠冗余节点进行唤醒，有利于在增加工作状态的冗余节点时尽可能地减少冗余信息的增加，实现智能电网输电线路高度监测预警装置中资源的优化布置。
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 (6)

1.智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，包括传感监测装置和数据处理中心；所述传感监测装置包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数信息发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数信息，进行处理后转发至数据处理中心；数据处理中心用于对汇聚节点发送的输电线路参数信息进行分析处理和显示，并在输电线路参数信息异常时进行报警。
2.根据权利要求1所述的智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，所述数据处理中心包括数据处理器和显示器，该数据处理器将收到的输电线路参数信息与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器进行比较结果显示。
3.根据权利要求2所述的智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，还包括与数据处理器连接的报警器，当输电线路参数信息超出对应设定的安全阈值时，所述数据处理器驱动报警器进行报警。
4.根据权利要求1所述的智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，所述输电线路参数信息包括当前线路的张力、温度、电压和电流。
5.根据权利要求1-4任一项所述的智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，传感器节点按照优化部署机制部署于设定的输电线路监测区域内，其中，优化部署机制具体包括：
(1)在设定的输电线路监测区域内随机部署多个传感器节点；
(2)对各传感器节点进行冗余分析，若传感器节点的冗余度小于设定的阈值，确定该传感器节点为冗余节点，其中，设定冗余度的计算公式为：
式中，Yi表示传感器节点i的冗余度，Λi表示传感器节点i邻域中的传感器节点集合，area(∪j∈A(i)j∩i)表示传感器节点i的感知范围与其邻域内所有传感器节点感知范围的重合部分，area(i)为传感器节点i的感知范围；表示在传感器节点i的邻域内与传感器节点i的距离小于或等于Ri/3的传感器节点的个数，N(i)表示传感器节点i的邻域中的传感器节点数量，λ1、λ2为设定的权重系数；
(3)对确定的各冗余节点按照设定的休眠策略进行休眠。
6.根据权利要求5所述的智能电网输电线路高度监测预警装置，其特征是，所述设定的休眠策略为：
(1)按照距离汇聚节点由远到近的顺序对各冗余节点进行排序；
(2)按照排序依次对冗余节点进行休眠判定，每对一个冗余节点进行休眠判定时，若该冗余节点满足休眠条件，则令该冗余节点休眠；
其中，休眠条件设定为：
式中，Ra为冗余节点a的通信距离，Rab为冗余节点a的邻域中与冗余节点a距离最近的传感器节点的通信距离，N(a)为冗余节点a邻域中的传感器节点数量，Ψ为设定的覆盖质量阈值。
CN201810052498.4A 2018-01-19 2018-01-19 智能电网输电线路高度监测预警装置 Pending CN108173346A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810052498.4A CN108173346A (zh) 2018-01-19 2018-01-19 智能电网输电线路高度监测预警装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810052498.4A CN108173346A (zh) 2018-01-19 2018-01-19 智能电网输电线路高度监测预警装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108173346A true CN108173346A (zh) 2018-06-15

Family

ID=62515339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810052498.4A Pending CN108173346A (zh) 2018-01-19 2018-01-19 智能电网输电线路高度监测预警装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108173346A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108810845A (zh) * 2018-09-04 2018-11-13 广州巨枫科技有限公司 油田输油管道的电热带温度监控系统
CN109151755A (zh) * 2018-09-05 2019-01-04 佛山豆萁科技有限公司 加油站安全实时监测系统
CN111907376A (zh) * 2020-06-29 2020-11-10 中铁第一勘察设计院集团有限公司 柱式弹簧补偿装置及其监测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102118881A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 深圳先进技术研究院 架空输电线路的监测装置及监测方法
CN103313264A (zh) * 2013-06-06 2013-09-18 南京邮电大学 一种基于蜂窝网格的传感器冗余节点部署方法
CN103338459A (zh) * 2013-05-24 2013-10-02 西安交通大学 一种无线传感器网络覆盖保持方法
CN104301965A (zh) * 2014-10-16 2015-01-21 西安理工大学 一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法
CN105722144A (zh) * 2016-01-28 2016-06-29 中国电力科学研究院 一种输电线路在线监测数据的通信方法及系统
CN107576873A (zh) * 2017-09-13 2018-01-12 潘金文 电网输电线路智能监测系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102118881A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 深圳先进技术研究院 架空输电线路的监测装置及监测方法
CN103338459A (zh) * 2013-05-24 2013-10-02 西安交通大学 一种无线传感器网络覆盖保持方法
CN103313264A (zh) * 2013-06-06 2013-09-18 南京邮电大学 一种基于蜂窝网格的传感器冗余节点部署方法
CN104301965A (zh) * 2014-10-16 2015-01-21 西安理工大学 一种无线传感器网络非均匀分簇节点调度方法
CN105722144A (zh) * 2016-01-28 2016-06-29 中国电力科学研究院 一种输电线路在线监测数据的通信方法及系统
CN107576873A (zh) * 2017-09-13 2018-01-12 潘金文 电网输电线路智能监测系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108810845A (zh) * 2018-09-04 2018-11-13 广州巨枫科技有限公司 油田输油管道的电热带温度监控系统
CN108810845B (zh) * 2018-09-04 2021-10-29 广州巨枫科技有限公司 油田输油管道的电热带温度监控系统
CN109151755A (zh) * 2018-09-05 2019-01-04 佛山豆萁科技有限公司 加油站安全实时监测系统
CN111907376A (zh) * 2020-06-29 2020-11-10 中铁第一勘察设计院集团有限公司 柱式弹簧补偿装置及其监测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206226464U (zh) 一种电气设备监测系统
CN109219010A (zh) 配电设备状态智能监测系统
CN107578599A (zh) 一种无线智能烟感火灾报警监控系统
CN108173346A (zh) 智能电网输电线路高度监测预警装置
CN109185743B (zh) 一种智能消防应急灯系统
CN107316450A (zh) 一种基于无线传感器网络的输电线路监控系统
CN106505740A (zh) 电力设备的智能监测装置、系统及智能调控系统
CN105761460B (zh) 一种综合一体化安全防范分析报警系统和方法
CN107294213A (zh) 一种电网设备智能监测系统
CN108986414B (zh) 边坡地质灾害智能监控预警装置
CN108271136A (zh) 岩土工程安全智能监测系统
CN105913029A (zh) 一种人流量数据分析、预警与展现系统
CN108233538A (zh) 输电线路导线状态实时监测系统
CN109120456A (zh) 配电设备状态智能监测系统
CN109667621A (zh) 一种煤矿安全监测系统
CN110057515A (zh) 一种基于深度学习的桥梁缺陷检测系统和方法
CN107801171A (zh) 用于架空输电线路的监测装置
CN108306415A (zh) 用于智能电网的输电线路监测装置
Wang et al. Sensor network based oilwell health monitoring and intelligent control
CN109121225A (zh) 一种基于wsn的水质监测系统
CN108200662A (zh) 城市轨道交通土建设施智能监测系统
CN106682742B (zh) 一种基于物联网技术的实时数据采集分析方法
CN103686737A (zh) 基于树形拓扑的无线传感网入侵容忍方法和系统
CN103179602A (zh) 一种无线传感器网络异常数据检测方法和装置
CN207379618U (zh) 一种基于无线传感器的电力设备温度在线监测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180615