CN111509864A - 一种应用于智能电网的输电线路监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于智能电网的输电线路监测系统，包括监测子系统和分析预警子系统；所述监测子系统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监测数据发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路监测数据，进行处理后转发至分析预警子系统；分析预警子系统用于对汇聚节点发送的输电线路监测数据进行分析处理和显示，并在输电线路监测数据异常时进行报警。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

一种应用于智能电网的输电线路监测系统
技术领域
本发明涉及输电线路监测技术领域，具体涉及一种应用于智能电网的输电线路监测系统。
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，本发明提供一种应用于智能电网的输电线路监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种应用于智能电网的输电线路监测系统，包括监测子系统和分析预警子系统；所述监测子系统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监测数据发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路监测数据，进行处理后转发至分析预警子系统；分析预警子系统用于对汇聚节点发送的输电线路监测数据进行分析处理和显示，并在输电线路监测数据异常时进行报警。
在一种能够实现的方式中，所述分析预警子系统包括数据分析模块和显示模块，该数据分析模块将收到的输电线路监测数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示模块进行比较结果显示。
在一种能够实现的方式中，所述分析预警子系统还包括与数据分析模块连接的报警模块，当输电线路监测数据超出对应设定的安全阈值时，所述数据分析模块驱动报警模块进行报警，作为优选，所述报警模块包括蜂鸣报警器。
在一种能够实现的方式中，述输电线路监测数据包括当前线路的张力、温度、电压和电流。
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本发明一个实施例一种应用于智能电网的输电线路监测系统的结构示意框图；
图2是本发明一个实施例的分析预警子系统的框图示意图。
附图标记：
监测子系统1、分析预警子系统2、数据分析模块10、显示模块20、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，本实施例提供的一种应用于智能电网的输电线路监测系统，包括监测子系统1、和分析预警子系统2。
监测子系统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监测数据发送至汇聚节点。
汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路监测数据，进行处理后转发至分析预警子系统2。
分析预警子系统2用于对汇聚节点发送的输电线路监测数据进行分析处理和显示，并在输电线路监测数据异常时进行报警。
其中，所述输电线路监测数据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，分析预警子系统2包括数据分析模块10和显示模块20，该数据分析模块10将收到的输电线路监测数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示模块20进行比较结果显示。显示模块20还用于实时显示输电线路监测数据，从而供监测人员实时查看输电线路的状态信息。
可选地，分析预警子系统2还包括与数据分析模块10连接的报警模块30，当输电线路监测数据超出对应设定的安全阈值时，所述数据分析模块10驱动报警模块30进行报警。
其中，所述的报警模块30包括蜂鸣报警器或者声光报警器。
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。
在一种能够实现的方式中，传感器节点的初始能量各异但不为零，网络初始化时，传感器节点接收汇聚节点的广播信息，通过广播信息进行网络泛洪，传感器节点添加所有邻居节点到自身的邻居表，并确定自身到汇聚节点的路由方式，其中邻居节点为位于传感器节点通信范围内的其他传感器节点；所述确定自身到汇聚节点的路由方式，包括：传感器节点满足直接转发条件时，直接将采集的输电线路监测数据发送至汇聚节点，若不满足直接转发条件，则从其邻居表中选择一个邻居节点作为下一跳节点，将采集的输电线路监测数据发送至下一跳节点；
其中所述直接转发条件为：
Figure BDA0002542466420000031
式中，D(i,sink)为传感器节点i到汇聚节点的距离，Dimax为传感器节点i可调的最大通信距离，Ei0为传感器节点i的初始能量，Emin为预设的传感器节点维持工作所需的最小能量，DT为预设的距离阈值，D(j,sink)为与汇聚节点距离小于DT的第j个传感器节点到汇聚节点的距离，
Figure BDA0002542466420000032
为与汇聚节点距离小于DT的传感器节点的数量，
Figure BDA0002542466420000033
为最大值取值函数，当
Figure BDA0002542466420000034
时，
Figure BDA0002542466420000035
当
Figure BDA0002542466420000036
时，
Figure BDA0002542466420000037
Figure BDA0002542466420000038
为判断取值函数，当
Figure BDA0002542466420000039
时，
Figure BDA00025424664200000310
当
Figure BDA00025424664200000311
时，
Figure BDA00025424664200000312
本实施例基于能量和距离两个因素创造性地设定了直接转发条件，传感器节点根据自身是否符合直接转发条件来确定到汇聚节点的路由方式，具体为：传感器节点满足直接转发条件时，直接将采集的输电线路监测数据发送至汇聚节点，若不满足直接转发条件，则从其邻居表中选择一个邻居节点作为下一跳节点，将采集的输电线路监测数据发送至下一跳节点。
本实施例中传感器节点根据该直接转发条件确定路由方式，保障了路由的灵活性，能够限制直接与汇聚节点通信的传感器节点所属区域的范围，且有利于使得直接与汇聚节点通信的传感器节点有足够的功率将输电线路监测数据发送至汇聚节点。
在一种能够实现的方式中，传感器节点从其邻居表中选择一个邻居节点作为下一跳节点，包括：
(1)传感器节点将邻居表中相对于其距离汇聚节点更近的邻居节点作为备选节点，传感器节点与各备选节点进行信息交互，获取各邻居节点的权值，其中各邻居节点按照下列公式计算自身的权值：
Figure BDA0002542466420000041
式中，Qa为备选节点a的权值，Damax为备选节点a可调的最大通信距离，Ea0为备选节点a的初始能量，D(a,sink)为备选节点a到汇聚节点的距离；
(2)传感器节点选择权值最大的邻居节点作为下一跳节点。
本实施例设定了权值的指标，并根据权值设计了传感器节点选择下一跳节点的机制。该权值的计算公式参考了备选节点的最大通信距离、初始能量以及到汇聚节点的距离，通过选择权值最大的邻居节点作为下一跳节点，有利于使得所选择的下一跳节点具有更好的功率维持数据转发的工作，且有利于节省数据转发的能耗。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，各模块可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路、数字信号处理器、数字信号处理设备、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于存储器或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
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)

1.一种应用于智能电网的输电线路监测系统，其特征是，包括监测子系统和分析预警子系统；所述监测子系统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监测数据发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路监测数据，进行处理后转发至分析预警子系统；分析预警子系统用于对汇聚节点发送的输电线路监测数据进行分析处理和显示，并在输电线路监测数据异常时进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种应用于智能电网的输电线路监测系统，其特征是，所述分析预警子系统包括数据分析模块和显示模块，该数据分析模块将收到的输电线路监测数据与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示模块进行比较结果显示。
3.根据权利要求2所述的一种应用于智能电网的输电线路监测系统，其特征是，所述分析预警子系统还包括与数据分析模块连接的报警模块，当输电线路监测数据超出对应设定的安全阈值时，所述数据分析模块驱动报警模块进行报警。
4.根据权利要求3所述的一种应用于智能电网的输电线路监测系统，其特征是，所述报警模块包括蜂鸣报警器。
5.根据权利要求1所述的一种应用于智能电网的输电线路监测系统，其特征是，述输电线路监测数据包括当前线路的张力、温度、电压和电流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112614313A (zh) * 2020-11-30 2021-04-06 国网山东省电力公司滨州供电公司 一种输电线路综合自定义管理警报终端

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