本發(fā)明涉及無人機電網(wǎng)巡檢領域，尤其涉及一種電網(wǎng)巡檢自動警示系統(tǒng)及方法。

背景技術：

電網(wǎng)巡檢是電力作業(yè)的重要內容之一，其目的是通過巡檢得到的的各種量測信息，進而分析整個能量采集模塊以及各設備的運行狀態(tài)，防范風險的發(fā)生。通過及時收集信息，進行整體分析，能夠有效的提高電網(wǎng)的運行效率。但同時，巡檢過程中涉及設備及系統(tǒng)的各種信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，且經(jīng)常發(fā)生變化，通過傳統(tǒng)的人工巡檢方式難以達到及時、準確的采集要求。在一些實驗性電網(wǎng)巡檢項目中，通過自動化檢測、無線傳輸?shù)确椒ǎY合計算機技術形成的遠程檢測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動巡檢，但由于針對每個測量點或設備都需要設置專門的監(jiān)測裝置，敷設大量數(shù)據(jù)線纜等，工程量龐大，且在電網(wǎng)設備分散的農村或山區(qū)等地方，無法進行。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于電力巡檢的自動警示方法及系統(tǒng)，其能夠實現(xiàn)自動巡檢以及自動提醒功能。

為實現(xiàn)上述功能，本發(fā)明包括如下主要步驟：

1、基于電網(wǎng)節(jié)點或重要數(shù)據(jù)采集點，建立用于收集該點數(shù)據(jù)信息的的采集站，該采集站應包括用于供無人機與采集站進行數(shù)據(jù)交換的平臺、實現(xiàn)自供電功能的能量采集模塊、信息采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、采集站控制模塊。

2、建立控制站，該控制站應具備操控無人機、地圖顯示、無人機追蹤、數(shù)據(jù)分析、任務處理體積遠程數(shù)據(jù)傳輸功能，該控制站應當根據(jù)巡檢區(qū)域以及無人機控制范圍來確定地理位置。

3、在上述基礎上，建立中心站，該中心站用于收集控制站上傳的數(shù)據(jù)信息、分析和處理異常數(shù)據(jù)、存儲和傳輸相關數(shù)據(jù)、分析電網(wǎng)狀態(tài)并發(fā)送警示信息。

4、在電網(wǎng)各種正常運行狀態(tài)下，通過采集站或人工采集的方式收集整理相應狀態(tài)下各監(jiān)測點正常數(shù)據(jù)，并整理為相應狀態(tài)數(shù)據(jù)的對比文件，該文件中的數(shù)據(jù)應該包括一些非檢測節(jié)點的輔助信息數(shù)據(jù)以更好地綜合判斷。

5、控制站根據(jù)巡檢需要指定相應的數(shù)據(jù)收集周期，在每個數(shù)據(jù)收集周期內依次或分批采集每個采集站的數(shù)據(jù)信息，并進行進一步分析篩選，同時將數(shù)據(jù)和篩選結果上傳至中心站。

6、中心站接收控制站上傳的數(shù)據(jù)，并進行存儲保存，同時根據(jù)將實時數(shù)據(jù)與對比文件中的數(shù)據(jù)進行分析比較，篩選異常的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息結合電網(wǎng)運行狀態(tài)對數(shù)據(jù)節(jié)點的狀態(tài)進行分析判斷，并將結果通過短信或其他數(shù)據(jù)傳遞方式發(fā)送至控制站以及節(jié)點維護人員，并進行相關數(shù)據(jù)存儲工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于電力巡檢的自動警示系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種用于電力巡檢的自動警示系統(tǒng)顯示界面(其一)；

圖3為本發(fā)明一種用于電力巡檢的自動警示方法及系統(tǒng)能量模塊原理圖；

圖4為本發(fā)明一種用于電力巡檢的自動警示系統(tǒng)中心站工作示意圖。

具體實施方式

下面結合具體步驟對本發(fā)明的方法和系統(tǒng)進行進一步描述。

如圖1所示，其一、基于電網(wǎng)節(jié)點或重要數(shù)據(jù)采集點，建立用于收集該點數(shù)據(jù)信息的的采集站，該采集站應包括用于供無人機與采集站進行數(shù)據(jù)交換的平臺、實現(xiàn)自供電功能的能量采集模塊、信息采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、采集站控制模塊。在上述步驟中建立的采集站是所有數(shù)據(jù)的來源，采集站獨立存在于各采集節(jié)點，因此其具體功能應該包括以下幾個方面：

1)實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)能量自供給的能量采集模塊，能量采集系統(tǒng)為整個采集站運行的基礎，易知的，為保障監(jiān)測結果的準確性，該能量采集模塊應避免對電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運轉造成干擾。實際使用中，相愛用從輸電線路獲取所需電能是最為合適和有意義的方法，而從輸電線路采集電能，一般采用互感器(包括電流互感器和電壓互感器)，基于實際操作中電流互感器(電流互感器相當于一個恒流源，其工作原理見圖3)安全性更高，且更滿足作為電源的需求，因此采用電流互感器作為能量采集模塊的電力采集器。電流互感器工作原理與變壓器類似，在輸電線路的火線和零線之間串聯(lián)電流互感器將大電流變換為小電流，以供采集站內各種設備使用，通過電流互感器上前后繞組的設置實現(xiàn)電流采集，通過分流零件將電流分配至獨立的設備，同時，在電流互感器后側(即連接設備的一側)應當設置接地線路，以電流互感器內部短路造成設備損壞或其他安全事故，同時基于電流互感器的特性，在其后側應當接入安全回路，禁止電流互感器后側開路(可能造成電流互感器內部發(fā)熱損毀)。同時為保證在前側線路(及電網(wǎng)火線零線)斷開的時候，采集站能夠繼續(xù)運轉，能量采集模塊中還設有能量存儲模塊

2)信息采集模塊，針對輸電線路的交流電檢測，市場上現(xiàn)在已經(jīng)有了成熟的產(chǎn)品，根據(jù)輸電線路電壓電流大小選擇合適的芯片模塊即可。由于系統(tǒng)采用離線式數(shù)據(jù)傳輸方法，因此需要將離散型數(shù)據(jù)轉化為數(shù)字化信號以便于存儲和傳輸，其中涉及到信號轉變模式、電路設計以及相關硬件設備等問題。

3)用于短距離向無人機傳輸本地數(shù)據(jù)的無線發(fā)射模塊，本系統(tǒng)采用了nrf24l01數(shù)據(jù)通信模塊，用以實現(xiàn)節(jié)點模塊和無人機上中繼模塊之間的數(shù)據(jù)通信，主要包括頻率發(fā)生器、控制器、解調器、晶體振蕩器以及功率放大器等。該模塊工作溫度范圍從-40°至85°，能夠適應絕大多數(shù)的使用環(huán)境。

再使用前和使用過程中，需要對nrf24l01的控制單元即單片機進行編程控制，

其部分配置如下：

a：初始化配置，

b：寄存器配置，

…

#defineread_reg0x00

#definewrite_reg0x20

#definerd_rx_pload0x61

…

#defineconfig0x00//寄存器地址配置

#definerf_ch0x05

#defineen_rxaddr0x02

…。

其二、建立控制站，該控制站應具備操控無人機、地圖顯示、無人機追蹤、數(shù)據(jù)分析、任務處理體積遠程數(shù)據(jù)傳輸功能，該控制站應當根據(jù)巡檢區(qū)域以及無人機控制范圍來確定地理位置。

其三、建立中心站，該中心站用于收集控制站上傳的數(shù)據(jù)信息、分析和處理異常數(shù)據(jù)、存儲和傳輸相關數(shù)據(jù)、分析電網(wǎng)狀態(tài)并發(fā)送警示信息。

作為中心站，其功能復雜，處理數(shù)量龐大，且需要實時對電網(wǎng)狀態(tài)進行評估，在異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)時能夠即時做出判斷并發(fā)出指定，因此需要穩(wěn)定的計算機系統(tǒng)支持的同時配備專人處理和監(jiān)察系統(tǒng)狀況。

其四、在上述系統(tǒng)建立的基礎上，利用采集站進行節(jié)點信息的采集，并將采集獲得的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過篩選之后存儲。

其五、在電網(wǎng)各種正常運行狀態(tài)下，通過采集站或人工采集的方式收集整理相應狀態(tài)下各監(jiān)測點正常數(shù)據(jù)，并整理為相應狀態(tài)數(shù)據(jù)的對比文件，該文件中的數(shù)據(jù)應該包括一些非檢測節(jié)點的輔助信息數(shù)據(jù)以更好地綜合判斷。

如圖2中所示，在進行數(shù)據(jù)編制過程中，應當根據(jù)各采集節(jié)點的類型分別設立不同的數(shù)據(jù)文件，指定相應采集表(存儲內容包括用于顯示的面板數(shù)據(jù)，以及用于存儲的數(shù)字化數(shù)據(jù))

其六、控制站根據(jù)巡檢需要指定相應的數(shù)據(jù)收集周期，在每個數(shù)據(jù)收集周期內依次或分批利用無人機采集每個采集站的數(shù)據(jù)信息，并進行進一步分析篩選，同時將數(shù)據(jù)和篩選結果上傳至中心站。其中無人機可采用現(xiàn)有無人機產(chǎn)品進行改造后使用，市場上現(xiàn)有的人無人機已能夠實現(xiàn)巡航、拍攝、遠程控制等功能，為使無人機能夠配合系統(tǒng)使用，需要增加存儲模塊以及無線傳輸模塊，且該無線傳輸模塊應該與步驟一中采集站設定的無線傳輸模塊相配合。與之對應的，依然采用nrf24l01無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)傳輸(nef24l01能夠發(fā)送數(shù)據(jù)同時也能夠接收數(shù)據(jù)，利用此功能，可以實現(xiàn)無人機向采集站、控制站或中心站的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送)。

控制站需要采集由無人機手的的各采集點監(jiān)測數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)無人機與控制站之間的信號傳輸。

其七、中心站接收控制站上傳的數(shù)據(jù)，并進行存儲保存，同時根據(jù)將實時數(shù)據(jù)與對比文件中的數(shù)據(jù)進行分析比較，篩選異常的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息結合電網(wǎng)運行狀態(tài)對數(shù)據(jù)節(jié)點的狀態(tài)進行分析判斷，并將結果通過短信或其他數(shù)據(jù)傳遞方式發(fā)送至控制站以及節(jié)點維護人員，并進行相關數(shù)據(jù)存儲工作。

其中，中心站進行自動警示功能是利用移動通信模塊和軟件結合實現(xiàn)。運用vc及vs軟件進行程序開發(fā)，運用基礎類庫和可視化框架以及動態(tài)鏈接庫將各種數(shù)據(jù)處理并以可視化界面顯示，通過對移動通信模塊進行再次開發(fā)，配置數(shù)據(jù)源，通過軟件進行相關參數(shù)的設置控制，依據(jù)條件選擇自動發(fā)送短信或其他通訊數(shù)據(jù)。

電網(wǎng)巡檢狀態(tài)模塊如圖4，首先，利用移動通信模塊獲取有控制站發(fā)送的電網(wǎng)巡檢狀態(tài)文件；巡檢狀態(tài)模塊的數(shù)據(jù)接收單元檢測到源數(shù)據(jù)(包括實時檢測數(shù)據(jù)以及特殊事件對應的臨時數(shù)據(jù))，即進行分析提取，并依據(jù)制定好的數(shù)據(jù)類型和方式分別導入對應的實時數(shù)據(jù)文件以及臨時數(shù)據(jù)文件中；系統(tǒng)從本地存儲單元中獲取常態(tài)下對應的對比數(shù)據(jù)(標準數(shù)據(jù))，將對比數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)、臨時數(shù)據(jù)經(jīng)過比較、分析、判斷；個人那句預先設置的正常數(shù)據(jù)范圍等結果設定，若發(fā)現(xiàn)異常或錯誤，即通過移動通信模塊發(fā)送警示信息至維護人員的移動端或手機。

實際應用過程中，中心站需要向節(jié)電維護者的手機或其他移動端上發(fā)送警示信息，或者向其他數(shù)據(jù)中心傳輸數(shù)據(jù)。在上述遠距離無線通信時，系統(tǒng)采用移動通信模塊進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸(同步驟六中控制站向中心站傳輸數(shù)據(jù)使用的移動通信模塊)，模塊可以利用gsm和gprs移動通信技術進行無線數(shù)據(jù)傳輸，具備高數(shù)據(jù)率，可以實現(xiàn)長期在線，分組收發(fā)，能夠保證中心站即時有效的進行數(shù)據(jù)傳輸工作。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。