CN108693447A - 一种输电线路监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路监测系统及方法，其中，系统包括：监测设备、地面终端、由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和监测平台；监测设备用于测量输电线路中的被监测器件的状态参数，并将状态参数发送至地面终端；地面终端用于接收状态参数，并将状态参数发送至物联网星座；物联网星座用于将状态参数发送至地面中心，地面中心接收并解析状态参数，将该状态参数发送至监测平台；监测平台基于接收到的状态参数对输电线路中的被监测器件的工作状态进行监测，并在工作状态异常时报警。本发明可解决无地面网络覆盖区域的信息传输问题，实现对偏远地区输电线路的远程监测。

Description

一种输电线路监测系统及方法

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，具体而言，涉及一种输电线路监测系统及方法。

背景技术

输电线路是电力远程传输不可缺少的环节，输电线路故障将导致断电，电网瘫痪等重大问题，对人民群众生活及企业生产经营造成巨大影响，带来经济损失。

为预防输电线路故障，对输电线路工作状态进行监测是十分必要的。然而，对于设置于偏远地区高压输电线路，由于条件的限制，对该类输电线路的监测具有一定的困难性；如果采用人工巡检的方式，因地形复杂、环境恶劣等原因，电网工作状态得不到及时有效的监测，易引发电网事故，并且人工巡检存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输电线路监测及方法，以达到对偏远地区的输电线路进行远程监测。

第一方面，本发明实施例提供了一种输电线路监测系统，该系统包括：

监测设备、地面终端、由多颗物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和监测平台；

所述监测设备用于测量输电线路中的被监测器件的状态参数，所述状态参数中包含有所述被监测器件的标识和位置信息，并将所述状态参数发送至所述地面终端；所述地面终端用于接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至所述物联网星座；所述物联网星座用于将所述状态参数发送至所述地面中心，所述地面中心接收并解析所述状态参数，将该状态参数发送至监测平台；所述监测平台用于基于接收到的所述状态参数进行判断所述输电线路中的被监测器件的工作状态是否异常。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述状态参数包括：输电线路的张力、温度、电压和电流。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述状态参数还包括：输电塔杆的倾斜角度；

所述监测设备包括：倾角传感器，所述倾角传感器用于测量输电线路中杆塔的倾斜角度。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述监测平台具体用于：基于接收到的所述状态参数和预设的状态参数标准值判断所述输电线路是否存在异常，当判断所述输电线路存在异常时，生成警示信息。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述监测平台还用于存储所述状态参数；

在接收到用户终端设备发送的数据获取请求时，响应于该数据获取请求，将所述状态数据发送至所述用户终端设备。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面第五种可能的实施方式，其中，

所述监测设备包括：图像采集部件，所述图像采集部件用于采集包含输电线路的图像；

所述监测设备还用于将所述图像发送至所述地面终端，所述地面终端用于接收所述图像，并进行一步将所述图像发送至物联网星座，所述物联网星座用于接收所述图像，将所述图像发送至地面中心，所述地面中心接收所述图像并将所述图像发送至监测平台。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述物联网卫星上搭载有数据采集系统DCS载荷。

第二方面，本发明实施例还提供了一种输电线路监测方法，包括：

监测设备测量输电线路中的被监测器件的状态参数，并将所述状态参数发送至地面终端；其中，所述状态参数中包含有被监测器件的标识和位置信息；

所述地面终端接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至物联网星座中的物联网卫星；

所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述状态参数下发至所述地面中心；

所述地面中心接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至监测平台；

所述监测平台基于接收到的所述状态参数进行判断所述输电线路中的被监测器件的工作状态是否异常。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法，还包括：

所述监测平台存储所述状态参数，并在接收到用户终端设备发送的数据获取请求时，响应于该数据获取请求，将所述状态数据发送至所述用户终端设备。

本发明实施例提供的输电线路监测系统及方法，通过监测设备测量输电线路中被监测器件的状态参数，并采用卫星通信将采集到的状态参数发送至监测平台，本发明对输电线路的监测不受地域条件的限制，能够实现对无地面网络覆盖地区的输电线路进行远程监测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一个实施例所提供的一种输电线路监测系统的结构示意图；

图2示出了本发明一个实施例所提供的监测设备的结构示意图；

图3示出了本发明另一个实施例所提供的一种输电线路监测方法的流程示意图；

图4示出了本发明另一个实施例所提供的一种输电线路监测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

高压输电线路一般铺设距离较长，跨越的地域比较广；高压线路出现故障是可能会导致整个电网的瘫痪，给国民经济带来巨大损失；因此对输电线路进行检测是十分有必要的；现有技术中，采用人工定期巡检的方式对高压输电线路进行检测，具有效率低且存在一定困难性的缺陷；基于此，本发明实施例提供了一种输电线路监测系统及方法。

参照图1所示的实施例，本实施例中提供了一种输电线路监测系统，该输电线路监测系统包括：监测设备105、地面终端102、由多颗物联网卫星101组成的物联网星座、地面中心103和监测平台104；其中，地面终端102既可以与监测设备105进行建立通信连接，也可以与物联网卫星101进行通信连接；相应的，上述地面中心103既可以与监测平台104通过地面网络进行通信，并且该地面中心103也可以与物联网卫星101进行通信。

上述的监测设备105用于获取输电线路生被监测器件的状态参数，该状态参数包含有被监测器件的标识和位置信息，该被检测器件可是包括输电线、绝缘子、杆塔等，监测设备将该状态参数传输至地面终端102，该监测设备105可以是通过数据传输线与地面终端102相连接，由地面终端102通过卫星通信将该数据发送至物联网卫星。具体的，参照图2所示，该监测设备105包括：力传感器201、温度传感器202、电压传感器203和电流传感器204，该力传感器201、温度传感器202、电压传感器203和电流传感器204分别安装于输电线路上，用于测量输电线路的张力、温度、电压和电流；物联网卫星接收地面终端发送的上述数据，并存储该数据，在物联网卫星运行至地面中心上方，与地面中心建立通信连接以后将该数据进一步下发至地面中心，地面中心接收并解析该数据，将解析后的数据发送至监测平台。

监测平台104基于上述的输电线路的张力、温度、电压和电流等数据，进行判断输电线路是否存在异常，具体的，监测平台分别将该张力、温度、电压和电流数据与预设的张力标准值、温度标准值、电压标准值和电流标准值进行比较，根据比较结果判断是否出现异常，当上述任一状态参数出现异常时，监测平台104会生成警示信息。在一可能的实施例中，此处的监测平台可以是包括服务器和管理显示端，服务器判断状态参数出现异常时，生成警示信息，并将该警示信息发送至管理显示端，通过该管理显示端显示或者播报该警示信息。

示例性地，输电线路上存在积雪时，输电线路的张力会增加，当张力超出预设的张力标准值时，此时输电线路或者输电杆塔会存在断线、倒塌的风险；此时需要提示工作人员及时采取相应的措施进行清理积雪。此处也可以是检测输电线表面的压力，例如当压力大于50g/cm³时，此时表明积雪的厚度已经超过了安全值，监测平台会生成警示信息。再例如，当温度传感器所检测到的温度值低于0℃时，此时说明会存在结冰的风险，监测平台会生成警示信息。上述的电流传感器还可以用于检测输电线路的绝缘子是否漏电、输电线是否发生短路等。

本实施例中上述的监测设备105还包括：倾角传感器205，该倾角传感器205用于测量输电线路中杆塔的倾斜角度；进而上述的状态参数中还包括杆塔的倾斜角度。监测设备将该倾斜角度发送至地面终端，地面终端将该倾斜角度发送至物联网卫星，物联网卫星接收倾斜角度数据，将该倾斜角度数据发送至地面中心，由地面中心最终将该数据发送至监测平台；监测平台加收该倾斜角度，将该倾斜角度与预设的角度值进行比较，当倾斜角度大于预设的角度值时，判断杆塔出现倾斜，并存在倒塌风险，此时也会生成警示信息。

本实施例中上述的监测平台104还用于存储接收到的状态参数，监测平台104还用于接收用户终端设备发送的数据获取请求，响应于该数据获取请求将对应的状态参数发送至用户终端供用户进行查看、参考。该用户终端可以是用户所使用的手机、平板电脑等设备。

也可以是设置使上述的监测平台在生成警示信息时，将该警示信息推送至对应的用户终端设备。

在具体实施时，可以是将输电线路进行分段划分，并对每一段输电线路上的被监测器件分配标识，该标识中应当包含有该器件所属的输电线路段的第一标识，以及该输电线路段的负责人的第二标识；设置使状态参数中包含被监测器件的标识，进而监测平台在判断出现异常时，可以根据该被监测器件所属输电线路的第一标识和负责人的第二标识，将警示信息发送至第二标识所对应的用户的终端设备上，该第二标识可以是用户的终端设备的设备序列号。

上述的监测设备还可以：包括图像采集部件206，该图像采集部件206用于采集包含输电线路或者输电杆塔的图像，监测设备还用于将所述图像发送至所述地面终端，所述地面终端用于接收所述图像，并进行一步将所述图像发送至物联网星座，所述物联网星座用于接收所述图像，将所述图像发送至地面中心，所述地面中心接收所述图像并将所述图像发送至监测平台，所述监测平台还用于基于所述图像判断所述输电线路是否存在异常；例如，判断输电线是否有破损、是否有积雪结冰。

在另一可能的实施方式中，监测平台接收到上述图像采集部件206所采集的图像以后，基于所述图像进行三维建模，得到被监测器件的三维模型，并且调用webGIS平台，基于被监测对象的三维模型和webGIS平台生成场景图；进而平台管理人员可以更加直观的对输电线路进行监测。

上述的物联网星座是由多颗物联网卫星在轨组网构成的，一个可能的实施例中，该星座采用Walker布局，在该布局下，卫星轨道是圆形轨道，各轨道平面平均分布，而且轨道平面中的卫星均匀分布时的星座排布，可实现全球覆盖，在对输电线路进行监测时，使用卫星进行通信，其通信服务质量不受丛林地带、超高海拔山脉、峡谷等特殊地形地貌影响，解决了地面通信网络覆盖范围有限的问题。

在另一可能的实施方式中，上述的物联网星座的每颗物联网卫星上搭载有数据采集系统DCS载荷，用于提供数据传输服务。相应的，地面终端包括：DCS终端，该DCS终端为通用终端，可根据应用场景定制，提供标准化接口。

本发明的另一个实施例中提供了一种输电线路监测方法，该方法包括如下步骤：

S301、监测设备测量输电线路中的被监测器件的状态参数，并将所述状态参数发送至地面终端；其中，所述状态参数中携带有被监测器件的标识和位置信息；

具体的，上述的监测设备可以是包括力传感器、温度传感器、电压传感器和电流传感器，以及倾角传感器和图像采集部件。

S302、所述地面终端接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至物联网星座中的物联网卫星；

S303、所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述状态参数下发至所述地面中心；

S304、所述地面中心接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至监测平台；

S305、所述监测平台基于接收到的所述状态参数对输电线路上的被监测器件进行监测。

上述方法，还可以包括：监测平台接收到上述图像采集部件所采集的图像以后，基于所述图像进行三维建模，得到被监测器件的三维模型，并且调用webGIS平台，基于被监测对象的三维模型和webGIS平台生成场景图；进而平台管理人员可以更加直观的对输电线路进行监测。

本发明的另一个实施例中，参照图4所示，上述的方法，还包括如下步骤：

S306、所述监测平台存储所述状态参数，并在接收到用户终端设备发送的数据获取请求时，响应于该数据获取请求，将所述状态数据发送至所述用户终端设备。

本实施例中用户终端设备也可以通过地面网络发送控制指令数据至地面中心；地面中心接收所述控制指令数据后，将控制指令数据上传至物联网卫星；物联网卫星接收到地面中心上传的控制指令数据后，对控制指令数据进行存储，并当所述物联网卫星运行至被控地面终端上方时，将所述控制指令数据下发至地面终端；地面终端接收所述物联网卫星下发的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行解析，响应于解析后得到控制指令控制监测设备执行相应的操作。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种输电线路监测系统，其特征在于，包括：

监测设备、地面终端、由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和监测平台；

所述监测设备用于测量输电线路中的被监测器件的状态参数，所述状态参数中包含有所述被监测器件的标识和位置信息，并将所述状态参数发送至所述地面终端；所述地面终端用于接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至所述物联网星座；所述物联网星座用于将所述状态参数发送至所述地面中心，所述地面中心接收并解析所述状态参数，将该状态参数发送至监测平台；所述监测平台用于基于接收到的所述状态参数进行判断所述输电线路中的被监测器件的工作状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述状态参数包括：输电线路的张力、温度、电压和电流。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述状态参数还包括：输电塔杆的倾斜角度；

所述监测设备包括：倾角传感器，所述倾角传感器用于测量输电线路中杆塔的倾斜角度。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述监测平台具体用于：基于接收到的所述状态参数和预设的状态参数标准值判断所述输电线路是否存在异常，当判断所述输电线路存在异常时，生成警示信息。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述监测平台还用于存储所述状态参数；

在接收到用户终端设备发送的数据获取请求时，响应于该数据获取请求，将所述状态数据发送至所述用户终端设备。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述监测设备包括：图像采集部件，所述图像采集部件用于采集包含输电线路的图像；

所述监测设备还用于将所述图像发送至所述地面终端，所述地面终端用于接收所述图像，并进行一步将所述图像发送至物联网星座，所述物联网星座用于接收所述图像，将所述图像发送至地面中心，所述地面中心接收所述图像并将所述图像发送至监测平台。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物联网卫星上搭载有数据采集系统DCS载荷。

8.一种输电线路监测方法，其特征在于，包括：

监测设备测量输电线路中的被监测器件的状态参数，并将所述状态参数发送至地面终端；其中，所述状态参数中包含有被监测器件的标识和位置信息；

所述地面终端接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至物联网星座中的物联网卫星；

所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述状态参数下发至所述地面中心；

所述地面中心接收所述状态参数，并将所述状态参数发送至监测平台；

所述监测平台基于接收到的所述状态参数进行判断所述输电线路中的被监测器件的工作状态是否异常。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

所述监测平台存储所述状态参数，并在接收到用户终端设备发送的数据获取请求时，响应于该数据获取请求，将所述状态数据发送至所述用户终端设备。