CN112398230B - 一种输电线路舞动监测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种输电线路舞动监测系统及方法，涉及线缆舞动监测技术领域，能够为用户提供输电线路舞动预警。本发明实施例的一种输电线路舞动监测系统，包括舞动数据采集单元、服务器和报警单元，舞动数据采集单元实时采集输电线路的舞动数据，并把舞动数据传输给服务器；服务器实时接收并处理舞动数据，服务器实时接收气象参数和电力参数，服务器还根据舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，服务器向报警单元发出报警信号；报警单元，实时接收报警信号并对应报警。本公开利用舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，在实时监测输电线路的舞动情况基础上为用户提供输电线路舞动预警。

Description

一种输电线路舞动监测系统及方法
技术领域
本公开涉及线缆舞动监测领域，尤其涉及一种输电线路舞动监测系统及方法。
背景技术
输电导线沿圆周方向覆冰不均匀的架空导线在侧向风力作用下产生的低频、大幅度自激振动现象，称为输电导线舞动。输电导线舞动是一种低频(约为0.1-3Hz)、大振幅(约为输电线直径的5-300倍)的自激振动，导线舞动的危害很大，极易引起线路的相间闪络、金具损坏，造成线路跳闸停电或引起输电线烧伤、输电线折断、倒塔等严重事故，造成重大的经济损失和恶劣的社会影响，是影响输电线路运行的重大安全隐患。
输电线路舞动问题已经不可忽视，尤其在某些地形复杂和大跨越区段，更是舞动事故频发。输电线路导线舞动的防治显得尤为重要。
有鉴于此，有必要研究出一种输电线路舞动监测系统及方法，以实时监测输电线路的舞动情况。
发明内容
本发明的实施例提供一种输电线路舞动监测系统及方法，本发明利用舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，在实时监测输电线路的舞动情况基础上为用户提供输电线路舞动预警。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种输电线路舞动监测系统，包括：
舞动数据采集单元，所述舞动数据采集单元实时采集输电线路的舞动数据，并把所述舞动数据传输给服务器；
服务器，所述服务器实时接收并处理所述舞动数据，所述服务器实时接收气象参数和电力参数，所述服务器还根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，所述服务器设置有报警阈值，若所述输电线路舞动趋势超过报警阈值，则所述服务器向报警单元发出报警信号；
报警单元，实时接收报警信号并对应报警。
在一些实施例中，所述舞动数据采集单元包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，所述舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；所述传输模块实现所述舞动采集模块和服务器之间的数据交互；
所述电源模块与所述传输模块连接，所述电源模块向所述传输模块供电；
所述感应取电模块从输电线缆获取电能；
所述舞动采集模块与所述感应取电模块电连接，所述感应取电模块向所述舞动采集模块提供电能。
在一些实施例中，所述舞动采集模块实时采集原始舞动数据，所述舞动采集模块根据原始舞动数据、单元定位结果和姿态测量结果、以及接收到的基准站数据进行双频RTK解算，进行舞动预警初判；
所述舞动采集模块与报警单元连接，所述报警单元对所述舞动预警初判实时报警。
在一些实施例中，所述服务器实时接收并处理所述舞动数据，包括：
所述服务器构建舞动监测模型，
所述服务器实时接收所述舞动数据并把所述舞动数据实时输入舞动监测模型；
所述舞动监测模型实时将所述舞动数据处理成舞动状态量数据。
在一些实施例中，所述舞动监测模型的计算公式为：
Figure BDA0002811025460000031
上式中，z'为输电线路的弧垂最低点，h1为弧垂高度，h2为两杆塔的高度差，h为两杆塔的水平跨度。
在一些实施例中，所述服务器实时接收气象参数和电力参数，包括：
所述服务器实时接收气象服务器发送的气象参数；
所述服务器实时接收电力精准位置服务器发送的电力参数；
所述服务器构建舞动分析模型；
向所述舞动分析模型输入所述舞动状态量数据、所述气象参数和所述电力参数，所述舞动分析模型输出舞动姿态和舞动幅值；
所述舞动分析模型设置有舞动幅度阈值，所述舞动分析模型对超限的舞动幅值实时预警。
在一些实施例中，所述舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；
所述舞动分析模型分析连续的所述舞动椭圆峰值，结合所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
另一方面，提供了一种输电线路舞动监测方法，包括：
实时采集并传输输电线路的舞动数据；
实时接收气象参数和电力参数；
根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势；
若所述输电线路舞动趋势尚未超过报警阈值，则继续监测输电线路舞动；若所述输电线路舞动趋势超过报警阈值，则所述服务器向报警单元发出报警信号并继续监测输电线路舞动。
在一些实施例中，实时采集输电线路的舞动数据，包括：
输电线路划分成若干节点；
实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，该相位中心三维坐标数据为卫星天线的相位中心三维坐标数据；
确定每个节点对应的改正数值，该改正数值为卫星天线与当前节点之间的改正数值；
基于所述改正数值和所述相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标；
连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数据。
在一些实施例中，根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，包括：
构建舞动分析模型；
所述舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；
所述舞动分析模型分析连续的所述舞动椭圆峰值，结合所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
在本公开中，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明利用舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，在实时监测输电线路的舞动情况基础上为用户提供输电线路舞动预警。
2、本发明将实时的相位中心三维坐标数据改算到输电线路的线缆中心，获取输电线路的线缆中心的实时舞动数值，以实现精确采集输电线路的舞动数据。
3、本发明实施例通过感应取电模块从输电线缆周围取电，有效解决了舞动监测系统取电的问题，进而实现了舞动监测系统的随时取电。
4、本发明实施例的舞动数据采集单元块安装在输电线缆上，舞动采集模块把采集的舞动参数通过传输模块发送到服务器，从而实现输电线缆的舞动情况实时监测。
5、由于舞动采集模块安装在高压输电线路上，高压输电线路在送电的过程中，会产生很强大的磁场环境和电感环境，本发明实施例利用磁环模块消除磁场环境和电感环境对舞动采集模块的干扰，保证舞动采集模块在强磁环境下正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为根据本公开的一些实施例提供的一种输电线路舞动监测系统原理框图；
图2为根据本公开的一些实施例提供的一种输电线路舞动监测方法流程图；
图3为图2中步骤S110的流程图；
图4为图2中步骤S130的流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本公开进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本公开的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本公开的保护范围之内。
请参阅图1，本发明的实施例提供一种输电线路舞动监测系统，包括舞动数据采集单元、服务器和报警单元，舞动数据采集单元实时采集输电线路的舞动数据，并把舞动数据传输给服务器；服务器实时接收并处理舞动数据，服务器实时接收气象参数和电力参数，服务器还根据舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，服务器设置有报警阈值，若输电线路舞动趋势超过报警阈值，则服务器向报警单元发出报警信号；报警单元实时接收报警信号并对应报警。
本发明通过输电线路舞动监测得到舞动数据，结合气象参数尤其是覆冰状况，分析后续舞动的趋势，做出正确的决策，及时采取措施进行人工干预，将舞动降到最小，确保输电线路及其附属设施的安全。
通常导线舞动的频率为0.1～3Hz，然而一般测绘型北斗卫星导航接收机采用RTK进行差分定位时是工作在1Hz的频率上，为了满足导线舞动监测的需求，需提高接收机动态差分的解算频率。由于舞动的频率最高在3Hz，故为了能够完整的监测舞动的运动方式，舞动数据采集单元的采样频率要在12Hz才能满足需求。
在大部分实施例中，本发明实施例的输电线路舞动监测系统接收北斗卫星导航系统信号，使用高精度差分定位技术，实时监测输电导线舞动参数，保障线路运行安全。
本发明实施例的舞动采集单元包括GNSS多频高精度测量天线、惯性导航板、GNSS多模多频RTK板卡、CT感应取电、电池、CAT1模块和主控板。舞动采集单元把采集的原始观测值、单元定位结果和姿态测量结果和接收到的基准站数据进行双频RTK解算，进行线舞预警初判。
本发明实施例的服务器通过互联网接收线舞数据，下发指令。利用舞动RTK结果，计算舞动单元精确位置和姿态，据此进行舞动预警。
在一些实施例中，舞动数据采集单元包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；传输模块实现舞动采集模块和服务器之间的数据交互；电源模块与传输模块连接，电源模块向传输模块供电；感应取电模块从输电线缆获取电能；舞动采集模块与感应取电模块电连接，感应取电模块向舞动采集模块提供电能。
由于舞动数据采集单元要足够的轻和足够的小，既无法安装太阳能板，也不能安装电池，舞动数据采集单元的供电方式只能采用感应供电的方式。舞动数据采集单元安装在输电导线上通过电磁感应方式获取稳定的直流电源。直流电源输出为12V，保障舞动数据采集单元内部供电需求。
本发明实施例的舞动采集模块，具备传感、采集功能。能完成线上安装点舞动数据、监测点附近气温、湿度、风速及风向数据的采集、测量，通过网络将测量结果传输到状态监测代理装置或状态监测主站系统；具备自动采集功能。按设定时间间隔自动采集安装点、监测点附近气温、湿度、风速及风向数据，舞动加速度数据最小采集间隔宜大于20分钟，最大采集间隔应不大于120分钟，默认采样间隔为40分钟。在监测到存在覆冰、舞动可能的情况下，具备加密采集的功能；具备受控采集功能，能响应远程指令，按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔、采集点数启动采集；对线上采集单元，宜具备电源电压、工作温度采集功能；应在一档线路上安装多个舞动采集单元(5个及以上)，沿档均匀布置或根据监测目的布置，舞动采集单元、气象采集单元与数据集中器之间可进行双向通讯并建立起良好的同步机制，在数据集中器的控制下同步采集并传输数据，以保证各参数采集时刻的同步性。
上述的舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据，具体为：输电线路划分成若干节点；实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，该相位中心三维坐标数据为卫星天线的相位中心三维坐标数据；确定每个节点对应的改正数值，该改正数值为卫星天线与当前节点之间的改正数值；基于改正数值和相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标；连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数值。
上述的输电线路划分成若干节点，包括：采集输电线路的杆塔信息，得到输电线路对应的多个档距信息；逐一划分多个档距信息的子档距，每个档距信息包括多个子档距；逐一划分所有子档距的节点，得到输电线路的若干节点。
上述的实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，包括：参照输电线路的输电方向逐一标记若干节点；同时获取每个节点的相位中心三维坐标数据，得到若干相位中心三维坐标数据；根据标记将若干相位中心三维坐标数据与若干节点逐一对应；实时获取每个节点的相位中心三维坐标数据，使用标记随时调取任一节点的相位中心三维坐标数据。
上述的确定每个节点对应的改正数值，包括：计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值；通过差值确定卫星天线与输电线路之间的改正数值。
上述的计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值，包括：卫星天线辐射的电磁波离开天线后的等相位面近似为球面；获取球面的球心三维坐标，该球心三维坐标为相位中心的三维坐标；基于舞动监测设备计算相位中心与线缆中心的高度差；实时获取舞动监测设备与输电线路的紧密连接数值；根据高度差和紧密连接数值计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值。
上述的实时获取舞动监测设备与输电线路的紧密连接数值，包括：预设舞动监测设备与输电线路的紧密连接阈值；实时监控舞动监测设备在输电线路的安装数据；从安装数据中提取紧密连接数值；判断紧密连接数值是否超过紧密连接阈值，(1)若紧密连接数值尚未超出紧密连接阈值，则差值为高度差；(2)若紧密连接数值等于紧密连接阈值，接下来计算出紧密连接阈值对应的X向差值和Y向差值，此时差值为高度差、X向差值和Y向差值的组合；(3)若紧密连接数值超出紧密连接阈值，接下来计算出超出系数并基于超出系数、X向差值和Y向差值确定实时X向差值和实时Y向差值，此时差值为高度差、实时X向差值和实时Y向差值的组合。
上述的基于改正数值和相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标，包括：若差值为高度差，则相位中心三维坐标数据的X向数据和Y向数据为线缆中心三维坐标的X向数据和Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据；若差值为高度差、X向差值和Y向差值的组合，则相位中心三维坐标数据的X向数据与X向差值之和为线缆中心三维坐标的X向数据，相位中心三维坐标数据的Y向数据与Y向差值之和为线缆中心三维坐标的Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据；若差值为高度差、实时X向差值和实时Y向差值的组合，则相位中心三维坐标数据的X向数据与实时X向差值之和为线缆中心三维坐标的X向数据，相位中心三维坐标数据的Y向数据与实时Y向差值之和为线缆中心三维坐标的Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据。
上述的舞动数值为舞动变化数值，上述的连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数值，包括：获取每个节点在t1时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将t1时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成t1时刻的曲线；获取每个节点在t2时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将t2时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成t2时刻的曲线；以此类推，获取每个节点在tn时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将tn时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成tn时刻的曲线；从t1时刻至tn时刻的n条曲线中提取每个节点的舞动变化数值，得到输电线路的舞动变化数值。
在一些实施例中，舞动采集模块实时采集原始舞动数据，舞动采集模块根据原始舞动数据、单元定位结果和姿态测量结果、以及接收到的基准站数据进行双频RTK解算，进行舞动预警初判；舞动采集模块与报警单元连接，报警单元对舞动预警初判实时报警。
载波相位差分技术又称RTK技术，是实时处理两个观测站载波相位观测量的差分方法。基准站将观测得到的载波相位发送给移动站，与移动站自身的载波相位观测值进行相位求差，再解算用户的位置。本发明实施例选用双差解算模型，通过双差解算模型可以将采集精度提高到厘米的水平。
在一些实施例中，服务器实时接收并处理舞动数据，包括：服务器构建舞动监测模型，服务器实时接收舞动数据并把舞动数据实时输入舞动监测模型；舞动监测模型实时将舞动数据处理成舞动状态量数据。
本发明实施例的舞动监测模型具备数据合理性检查分析功能，对采集数据进行预处理，自动识别并剔除干扰数据。本发明实施例的舞动监测模型由舞动等原始采集量得出监测点处导线舞动幅值、频率等状态量数据。本发明实施例的舞动监测模块，其输出的舞动状态量数据包括：各监测点导线舞动幅值、频率状态量数据；气温、湿度、风速及风向状态量数据；装置电源电压、工作温度、心跳包等工作状态数据。
在部分实施例中，舞动监测模型的计算公式为：
Figure BDA0002811025460000101
上式中，z'为输电线路的弧垂最低点，h1为弧垂高度，h2为两杆塔的高度差，h为两杆塔的水平跨度。
设架空线质量密度均匀，其空间分布应是一悬链线，在电缆伸缩变形不明显情况下，可以粗略地将电缆的舞动看成刚体运动，即电缆在总体形状不改变情况下围绕通过两端点的直线转动。在风、冰雪等影响下，线缆上的一点呈现出椭圆运动轨迹。假定两杆塔高度差h2和水平跨度h，根据架空线比载和标准应力参数(可以从架空线放线曲线获得)可以计算出弧垂高度h1。在坐标系中，无风情况下，根据线缆的抛物线特征，可以推算出弧垂最低点的z′坐标。
在一些实施例中，服务器实时接收气象参数和电力参数，包括：服务器实时接收气象服务器发送的气象参数；服务器实时接收电力精准位置服务器发送的电力参数；服务器构建舞动分析模型；向舞动分析模型输入舞动状态量数据、气象参数和电力参数，舞动分析模型输出舞动姿态和舞动幅值；舞动分析模型设置有舞动幅度阈值，舞动分析模型对超限的舞动幅值实时预警。
上述的舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；舞动分析模型分析连续的舞动椭圆峰值，结合气象参数和电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
计算舞动指标的基础是需要得到舞动椭圆方程，所以，本发明实施例需要根据采集的较长时间范围内进行轨迹采集，以形成一个完整的椭圆。基本原理是通过舞动轨迹进行曲线拟合，能够得到实时的舞动椭圆的峰值。
在上述公开一种输电线路舞动监测系统的基础上，另一方面，本发明实施例还提供了一种输电线路舞动监测方法，请参阅图2，包括以下步骤：
步骤S110、实时采集并传输输电线路的舞动数据；
步骤S120、实时接收气象参数和电力参数；
步骤S130、根据舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势；
步骤S140、若输电线路舞动趋势尚未超过报警阈值，则继续监测输电线路舞动；若输电线路舞动趋势超过报警阈值，则服务器向报警单元发出报警信号并继续监测输电线路舞动。
在绝大部分实施例中，为了提高舞动数据的采集精度，本发明实施例的一档输电线路安装有MxN个监测终端，N≥2，M≥2；每个监测终端均安装有卫星天线和通讯模块，每个卫星天线实时接收卫星信号，每个通讯模块实时把卫星信号发送给监测平台。每个假想档距包括至少一组半波数，每组半波数的舞动幅值为0的节点安装有监测终端，每组半波数的舞动幅值最大的节点也安装有监测终端。例如：从左至右分成第一档输电线路和第二档输电线路，第一档输电线路从左至右依次为4个半波数、3个半波数和1个半波数。第二档输电线路从左到右依次为3个半波数、2个半波数、1个半波数和1个半波数。第一档输电线路中，4个半波数的1/4档处、1/2档处、3/4档处各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装；3个半波数的1/3档处、2/3档处、1/6档处、1/2档处、5/6档处各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装；1个半波数的档中央和两端各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装。第二档输电线路中，3个半波数的1/3档处、2/3档处、1/6档处、1/2档处、5/6档处各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装；2个半波数的档中央、两端点、1/4档处、3/4档处各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装；1个半波数的档中央和两端各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装，1个半波数的档中央、两端、档中央至端点的中部各安装两个监测终端，一个监测终端为惯性传感器，另一个监测终端为卫星三维定位终端，惯性传感器紧邻卫星三维定位终端安装。
在一些实施例中，请参阅图3，步骤S110中，实时采集输电线路的舞动数据，包括：
步骤S110a、输电线路划分成若干节点；
步骤S110b、实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，该相位中心三维坐标数据为卫星天线的相位中心三维坐标数据；
步骤S110c、确定每个节点对应的改正数值，该改正数值为卫星天线与当前节点之间的改正数值；
步骤S110d、基于改正数值和相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标；
步骤S110e、连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数据。
上述的输电线路划分成若干节点，包括：采集输电线路的杆塔信息，得到输电线路对应的多个档距信息；逐一划分多个档距信息的子档距，每个档距信息包括多个子档距；逐一划分所有子档距的节点，得到输电线路的若干节点。
上述的实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，包括：参照输电线路的输电方向逐一标记若干节点；同时获取每个节点的相位中心三维坐标数据，得到若干相位中心三维坐标数据；根据标记将若干相位中心三维坐标数据与若干节点逐一对应；实时获取每个节点的相位中心三维坐标数据，使用标记随时调取任一节点的相位中心三维坐标数据。
上述的确定每个节点对应的改正数值，包括：计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值；通过差值确定卫星天线与输电线路之间的改正数值。
上述的计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值，包括：卫星天线辐射的电磁波离开天线后的等相位面近似为球面；获取球面的球心三维坐标，该球心三维坐标为相位中心的三维坐标；基于舞动监测设备计算相位中心与线缆中心的高度差；实时获取舞动监测设备与输电线路的紧密连接数值；根据高度差和紧密连接数值计算卫星天线的相位中心与输电线路的线缆中心之间的差值。
上述的实时获取舞动监测设备与输电线路的紧密连接数值，包括：预设舞动监测设备与输电线路的紧密连接阈值；实时监控舞动监测设备在输电线路的安装数据；从安装数据中提取紧密连接数值；判断紧密连接数值是否超过紧密连接阈值，(1)若紧密连接数值尚未超出紧密连接阈值，则差值为高度差；(2)若紧密连接数值等于紧密连接阈值，接下来计算出紧密连接阈值对应的X向差值和Y向差值，此时差值为高度差、X向差值和Y向差值的组合；(3)若紧密连接数值超出紧密连接阈值，接下来计算出超出系数并基于超出系数、X向差值和Y向差值确定实时X向差值和实时Y向差值，此时差值为高度差、实时X向差值和实时Y向差值的组合。
上述的基于改正数值和相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标，包括：若差值为高度差，则相位中心三维坐标数据的X向数据和Y向数据为线缆中心三维坐标的X向数据和Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据；若差值为高度差、X向差值和Y向差值的组合，则相位中心三维坐标数据的X向数据与X向差值之和为线缆中心三维坐标的X向数据，相位中心三维坐标数据的Y向数据与Y向差值之和为线缆中心三维坐标的Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据；若差值为高度差、实时X向差值和实时Y向差值的组合，则相位中心三维坐标数据的X向数据与实时X向差值之和为线缆中心三维坐标的X向数据，相位中心三维坐标数据的Y向数据与实时Y向差值之和为线缆中心三维坐标的Y向数据，相位中心三维坐标数据的Z向数据与高度差之和为线缆中心三维坐标的Z向数据。
上述的舞动数值为舞动变化数值，上述的连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数值，包括：获取每个节点在t1时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将t1时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成t1时刻的曲线；获取每个节点在t2时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将t2时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成t2时刻的曲线；以此类推，获取每个节点在tn时刻的线缆中心三维坐标，参考标记将tn时刻的所有线缆中心三维坐标逐一连线，形成tn时刻的曲线；从t1时刻至tn时刻的n条曲线中提取每个节点的舞动变化数值，得到输电线路的舞动变化数值。
本发明将实时的相位中心三维坐标数据改算到输电线路的线缆中心，获取输电线路的线缆中心的实时舞动数值，以实现精确采集输电线路的舞动数据。
在一些实施例中，请参阅图4，步骤S130中、根据舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，包括：
步骤S130a、构建舞动分析模型；
步骤S130b、舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；
步骤S130c、舞动分析模型分析连续的舞动椭圆峰值，结合气象参数和电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
本发明实施例利用舞动数据、气象参数和电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，在实时监测输电线路的舞动情况基础上为用户提供输电线路舞动预警。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本公开的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本公开的保护范围，凡未脱离本公开技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本公开的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种输电线路舞动监测系统，其特征在于，包括：
舞动数据采集单元，所述舞动数据采集单元实时采集输电线路的舞动数据，并把所述舞动数据传输给服务器；其中：所述舞动数据采集单元实时采集输电线路的舞动数据，包括：输电线路划分成若干节点；实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，该相位中心三维坐标数据为卫星天线的相位中心三维坐标数据；确定每个节点对应的改正数值，该改正数值为卫星天线与当前节点之间的改正数值；基于改正数值和相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标；连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数值；
服务器，所述服务器实时接收并处理所述舞动数据，所述服务器实时接收气象参数和电力参数，所述服务器还根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，所述服务器设置有报警阈值，若所述输电线路舞动趋势超过报警阈值，则所述服务器向报警单元发出报警信号；
报警单元，实时接收报警信号并对应报警；
其中：服务器构建舞动监测模型，服务器实时接收舞动数据并把舞动数据实时输入舞动监测模型；舞动监测模型的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上式中，z'为输电线路的弧垂最低点，h1为弧垂高度，h2为两杆塔的高度差，h为两杆塔的水平跨度。
2.根据权利要求1所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于，所述舞动数据采集单元包括舞动采集模块、传输模块、感应取电模块和电源模块，所述舞动采集模块采集输电线缆的舞动数据；所述传输模块实现所述舞动采集模块和服务器之间的数据交互；
所述电源模块与所述传输模块连接，所述电源模块向所述传输模块供电；
所述感应取电模块从输电线缆获取电能；
所述舞动采集模块与所述感应取电模块电连接，所述感应取电模块向所述舞动采集模块提供电能。
3.根据权利要求2所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于，所述舞动采集模块实时采集原始舞动数据，所述舞动采集模块根据原始舞动数据、单元定位结果和姿态测量结果、以及接收到的基准站数据进行双频RTK解算，进行舞动预警初判；
所述舞动采集模块与报警单元连接，所述报警单元对所述舞动预警初判实时报警。
4.根据权利要求1所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于，所述服务器实时接收并处理所述舞动数据，包括：
所述服务器构建舞动监测模型；
所述服务器实时接收所述舞动数据并把所述舞动数据实时输入舞动监测模型；
所述舞动监测模型实时将所述舞动数据处理成舞动状态量数据。
5.根据权利要求1-4任一项所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于，所述服务器实时接收气象参数和电力参数，包括：
所述服务器实时接收气象服务器发送的气象参数；
所述服务器实时接收电力精准位置服务器发送的电力参数；
所述服务器构建舞动分析模型；
向所述舞动分析模型输入所述舞动状态量数据、所述气象参数和所述电力参数，所述舞动分析模型输出舞动姿态和舞动幅值；
所述舞动分析模型设置有舞动幅度阈值，所述舞动分析模型对超限的舞动幅值实时预警。
6.根据权利要求5所述的输电线路舞动监测系统，其特征在于，所述舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；
所述舞动分析模型分析连续的所述舞动椭圆峰值，结合所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
7.一种输电线路舞动监测方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的输电线路舞动监测系统，输电线路舞动监测方法包括：
实时采集并传输输电线路的舞动数据；
实时接收气象参数和电力参数；
根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势；
若所述输电线路舞动趋势尚未超过报警阈值，则继续监测输电线路舞动；若所述输电线路舞动趋势超过报警阈值，则所述服务器向报警单元发出报警信号并继续监测输电线路舞动。
8.根据权利要求7所述的输电线路舞动监测方法，其特征在于，实时采集输电线路的舞动数据，包括：
输电线路划分成若干节点；
实时获取每个节点对应的相位中心三维坐标数据，该相位中心三维坐标数据为卫星天线的相位中心三维坐标数据；
确定每个节点对应的改正数值，该改正数值为卫星天线与当前节点之间的改正数值；
基于所述改正数值和所述相位中心三维坐标数据计算对应节点的线缆中心三维坐标；
连续汇总所有节点的线缆中心三维坐标，得到输电线路的舞动数据。
9.根据权利要求7所述的输电线路舞动监测方法，其特征在于，根据所述舞动数据、所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间内的输电线路舞动趋势，包括：
构建舞动分析模型；
所述舞动分析模型通过舞动轨迹进行曲线拟合，得到实时的舞动椭圆峰值；
所述舞动分析模型分析连续的所述舞动椭圆峰值，结合所述气象参数和所述电力参数预测未来一段时间的舞动轨迹。
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