CN114325229A - 一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统 - Google Patents

一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统，包括：载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；如果监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。本发明能够实现输电线路故障点快速定位。

Description

一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统
技术领域
本发明涉及电力检修技术领域，具体涉及一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统。
背景技术
输电线路承载这电力传输的重要任务，但输电线路在运行过程中，因为覆冰、火灾、地质灾害或认为破坏等原因导致输电线路故障不能传输电能，为了尽可能的降低输电线路损坏对经济造成的损失，首先需要对输电线路故障点进行定位，然后才能根据定位位置进行抢修。
目前，输电线路故障后，对故障点的查找主要依靠人工沿故障线路逐步排查，但输电线路大多数都位于偏远地区，加之输电线路距离较长，人工排查很难做到快速定位故障点，这导致了输电线路故障后电力恢复较慢，给国家经济造成损失，如何实现输电线路故障点快速定位是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统，以实现输电线路故障点快速定位。
为实现上述目的，本发明的实施例提出一种基于北斗的输电线路故障点定位方法，包括：
在输电线路上等距离安装多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；
如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
如果监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
优选地，还包括：
所述运维平台接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台。
优选地，还包括：
所述运维平台根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
优选地，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
基于高精度地图获取所述准确故障点的北斗定位坐标附近预设距离范围内的多个检修中心的坐标，根据所述准确故障点的北斗定位坐标与所述多个检修中心的坐标进行导航规划，确定到达所述准确故障点时间最短的检修中心。
优选地，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
获取以所述准确故障点为圆心且半径为r的搜索区域的带高程信息的卫星遥感地图和道路数据；所述r为预设值；
获取所述搜索区域内的检修中心坐标，如果所述搜索区域内检测到的检修中心数量小于2个，则将扩大搜索区域继续检索直到搜索区域内检测到的检修中心数量大于等于2个；
建立速度函数v(x)，
Figure BDA0003434342070000031
其中，v(x)为在位置x处的速度，x为位置，f1(α)为有道路数据且只能步行时的速度惩罚函数，f2(α)为无道路数据时的速度惩罚函数，α为坡度，v2为有道路数据时的平地步行速度，v3为无道路数据时的平地步行速度；
根据速度函数v(x)计算每个检修中心所在坐标位置到准确故障点所在坐标位置耗时最短的路径；
比较每个检修中心的最短耗时，将检修任务分配给耗时最短的检修中心，并将对应的最短路径发送给检修中心。
优选地，所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，包括：
采集线路图像，根据所述线路图像判断线路的完整性，根据判断结果确定线路故障点；
通过红外温度测量线路温度，当检测点温度高于线路平均温度时，判断检测点为故障点。
本发明的实施例还提出一种基于北斗的输电线路故障点定位系统，包括故障区段识别单元、定位单元、运维平台、等距离安装在输电线路上的多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
所述载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
所述载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；其中，如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
所述故障区段识别单元用于检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
所述定位单元用于如果所述故障区段识别单元监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
优选地，所述运维平台用于接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
所述无人机用于根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台。
优选地，所述运维平台用于根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
本发明实施例的一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统，利用故障点会阻断载波信号传输或增加载波信号传输的噪声的特点，通过判断载波信号接收器接收到的两端载波信号情况来定位故障区段，一旦故障发生就能立即将故障区段定位出来，实现输电线路故障点快速定位，相比现有技术全线路排查，本发明实施例的方法与系统将排查范围缩小到两故障定位器之间，提升了排查效率。
本发明的实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例中一种基于北斗的输电线路故障点定位方法示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
参阅图1，本发明的实施例提出一种基于北斗的输电线路故障点定位方法，包括如下步骤：
步骤S100、在输电线路上等距离安装多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
步骤S200、载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
步骤S300、载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；具体地，可以根据接收到的载波信号所携带的所述自身标记来识别其是哪一个载波信号发生器；
步骤S400、如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
步骤S500、检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
步骤S600、如果监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
优选地，本发明实施例的方法还包括：
步骤S700、所述运维平台接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
步骤S800、所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台；
具体而言，本实施例中利用无人机巡检技术，对故障定位器所实时监测的故障区段定位结果进行二次的巡检确认，一是确认是否真的存在故障点，以避免故障定位器误监测，因为安排检修人员进行检修需要耗费大量人力和时间成本，二是确认有几个故障点以及故障点的北斗定位坐标，以方便检修人员全面地检修维护，避免漏检修；其中，准确故障点的北斗定位坐标可以根据故障点在故障区段的位置以及故障区段两端的北斗定位坐标来推算得到。
优选地，本发明实施例的方法还包括：
所述运维平台根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
优选地，所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，包括：
采集线路图像，根据所述线路图像判断线路的完整性，根据判断结果确定线路故障点，即线路的不完整点；
通过红外温度测量线路温度，当检测点温度高于线路平均温度时，判断检测点为故障点。
优选地，在一个具体实施例中，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
基于高精度地图获取所述准确故障点的北斗定位坐标附近预设距离范围内的多个检修中心的坐标，根据所述准确故障点的北斗定位坐标与所述多个检修中心的坐标进行导航规划，确定到达所述准确故障点时间最短的检修中心。
优选地，在另一个具体实施例中，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
获取以所述准确故障点为圆心且半径为r的搜索区域的带高程信息的卫星遥感地图和道路数据；所述r为预设值；
获取所述搜索区域内的检修中心坐标，如果所述搜索区域内检测到的检修中心数量小于2个，则将扩大搜索区域继续检索直到搜索区域内检测到的检修中心数量大于等于2个；
建立速度函数v(x)，
Figure BDA0003434342070000071
其中，v(x)为在位置x处的速度，x为位置，f1(α)为有道路数据且只能步行时的速度惩罚函数，f2(α)为无道路数据时的速度惩罚函数，α为坡度，v2为有道路数据时的平地步行速度，v3为无道路数据时的平地步行速度；
根据速度函数v(x)计算每个检修中心所在坐标位置到准确故障点所在坐标位置耗时最短的路径；
比较每个检修中心的最短耗时，将检修任务分配给耗时最短的检修中心，并将对应的最短路径发送给检修中心。
本发明的实施例还提出一种基于北斗的输电线路故障点定位系统，可以用于实施上述实施例的一种基于北斗的输电线路故障点定位方法，本实施例的系统包括故障区段识别单元、定位单元、运维平台、等距离安装在输电线路上的多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
所述载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
所述载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；其中，如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
所述故障区段识别单元用于检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
所述定位单元用于如果所述故障区段识别单元监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
优选地，所述运维平台用于接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
所述无人机用于根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台。
优选地，所述运维平台用于根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
优选地，所述运维平台用于：
获取以所述准确故障点为圆心且半径为r的搜索区域的带高程信息的卫星遥感地图和道路数据；所述r为预设值；
获取所述搜索区域内的检修中心坐标，如果所述搜索区域内检测到的检修中心数量小于2个，则将扩大搜索区域继续检索直到搜索区域内检测到的检修中心数量大于等于2个；
建立速度函数v(x)，
Figure BDA0003434342070000081
其中，v(x)为在位置x处的速度，x为位置，f1(α)为有道路数据且只能步行时的速度惩罚函数，f2(α)为无道路数据时的速度惩罚函数，α为坡度，v2为有道路数据时的平地步行速度，v3为无道路数据时的平地步行速度；
根据速度函数v(x)计算每个检修中心所在坐标位置到准确故障点所在坐标位置耗时最短的路径；
比较每个检修中心的最短耗时，将检修任务分配给耗时最短的检修中心，并将对应的最短路径发送给检修中心。
优选地，所述无人机用于：
采集线路图像，根据所述线路图像判断线路的完整性，根据判断结果确定线路故障点；
通过红外温度测量线路温度，当检测点温度高于线路平均温度时，判断检测点为故障点。
本发明实施例的一种基于北斗的输电线路故障点定位方法与系统，利用故障点会阻断载波信号传输或增加载波信号传输的噪声的特点，通过判断载波信号接收器接收到的两端载波信号情况来定位故障区段，一旦故障发生就能立即将故障区段定位出来，相比现有技术全线路排查，本发明实施例的方法与系统将排查范围缩小到两故障定位器之间，提升了排查效率。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种基于北斗的输电线路故障点定位方法，其特征在于，包括：
在输电线路上等距离安装多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；
如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
如果监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述运维平台接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述运维平台根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
基于高精度地图获取所述准确故障点的北斗定位坐标附近预设距离范围内的多个检修中心的坐标，根据所述准确故障点的北斗定位坐标与所述多个检修中心的坐标进行导航规划，确定到达所述准确故障点时间最短的检修中心。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述到达所述准确故障点时间最短的检修中心的判定包括：
获取以所述准确故障点为圆心且半径为r的搜索区域的带高程信息的卫星遥感地图和道路数据；所述r为预设值；
获取所述搜索区域内的检修中心坐标，如果所述搜索区域内检测到的检修中心数量小于2个，则将扩大搜索区域继续检索直到搜索区域内检测到的检修中心数量大于等于2个；
建立速度函数v(x)，
Figure FDA0003434342060000021
其中，v(x)为在位置x处的速度，x为位置，f1(α)为有道路数据且只能步行时的速度惩罚函数，f2(α)为无道路数据时的速度惩罚函数，α为坡度，v2为有道路数据时的平地步行速度，v3为无道路数据时的平地步行速度；
根据速度函数v(x)计算每个检修中心所在坐标位置到准确故障点所在坐标位置耗时最短的路径；
比较每个检修中心的最短耗时，将检修任务分配给耗时最短的检修中心，并将对应的最短路径发送给检修中心。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无人机根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，包括：
采集线路图像，根据所述线路图像判断线路的完整性，根据判断结果确定线路故障点；
通过红外温度测量线路温度，当检测点温度高于线路平均温度时，判断检测点为故障点。
7.一种基于北斗的输电线路故障点定位系统，其特征在于，包括故障区段识别单元、定位单元、运维平台、等距离安装在输电线路上的多个故障定位器，其中所述故障定位器包括北斗定位装置、载波信号发生器和载波信号接收器；
所述载波信号发生器定时通过输电线路发送带有自身标记的载波信号；
所述载波信号接收器接收所述载波信号，并识别所述载波信号所对应的载波信号发生器；其中，如果任意一个载波信号接收器只能接收到所述载波信号发生器所在位置线路两端的任意一端载波信号，则将所述载波信号接收器标记为故障端点；
所述故障区段识别单元用于检测同一时刻的所有故障端点，如果两故障端点相邻，则将两故障端点之间的线路判定为故障区段；
所述定位单元用于如果所述故障区段识别单元监测到故障区段，则开启故障区段两端的北斗定位装置进行定位，并通过北斗短报文向运维平台发送故障区段两端的北斗定位坐标。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述运维平台用于接收到所述故障区段两端的北斗定位坐标后，根据所述故障区段两端的北斗定位坐标向无人机下达巡检任务；
所述无人机用于根据所述巡检任务对故障区段两端的线路进行巡检，根据巡检结果获取准确故障点的北斗定位坐标并通过北斗短报文发送给运维平台。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述运维平台用于根据所述准确故障点的北斗定位坐标生成检修任务，并将所述检修任务分配给到达所述准确故障点时间最短的检修中心，所述检修中心根据所述检修任务安排检修人员进行检修。
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