利用衛(wèi)星精確定位系統(tǒng)監(jiān)控架空輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用衛(wèi)星精確定位系統(tǒng)監(jiān)控架空輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，屬于 智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能電網(wǎng)（SmartPowerGrids)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱(chēng)為"電網(wǎng)2.0"，它是建 立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、 先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、 環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)；解決方案主要包括以下幾個(gè)方面：一是通過(guò)傳感器連接資產(chǎn) 和設(shè)備提高數(shù)字化程度；二是數(shù)據(jù)的整合體系和數(shù)據(jù)的收集體系；三是進(jìn)行分析的能力， 即依據(jù)已經(jīng)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以優(yōu)化運(yùn)行和管理。
[0003] 與現(xiàn)有電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務(wù)流高度融合的顯著特點(diǎn)， 其先進(jìn)性和優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)融 合，可獲取電網(wǎng)的全景信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)見(jiàn)可能發(fā)生的故障。故障發(fā)生時(shí)，電網(wǎng)可以快速隔 離故障，實(shí)現(xiàn)自我恢復(fù)，從而避免大面積停電的發(fā)生。通信、信息和現(xiàn)代管理技術(shù)的綜合運(yùn) 用，將大大提高電力設(shè)備使用效率，降低電能損耗，使電網(wǎng)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)和高效。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 和非實(shí)時(shí)信息的高度集成、共享與利用，為運(yùn)行管理展示全面、完整和精細(xì)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài) 圖，同時(shí)能夠提供相應(yīng)的輔助決策支持、控制實(shí)施方案和應(yīng)對(duì)預(yù)案。
[0004] 架空線路暴露在大氣環(huán)境中，會(huì)直接受到氣象條件的作用，必須有一定的機(jī)械強(qiáng) 度以適應(yīng)當(dāng)?shù)貧鉁刈兓?qiáng)風(fēng)暴侵襲、結(jié)冰荷載以及跨越江河時(shí)可能遇到的洪水等影響。同 時(shí)，雷閃襲擊、雨淋、濕霧以及自然和工業(yè)污穢等也都會(huì)破壞或降低架空線路的絕緣強(qiáng)度甚 至造成停電事故。架空線路還存在電磁環(huán)境干擾問(wèn)題。這些因素都必須在架空線路的設(shè)計(jì)、 運(yùn)行和維護(hù)中加以考慮。為了避免架空輸電線路自身因設(shè)計(jì)、施工原因以及極端自然環(huán)境 下的各種失效破壞，智能電網(wǎng)技術(shù)采用了各種傳感器、現(xiàn)代通信技術(shù)和信息處理技術(shù)對(duì)架 空輸電線路具備輸電線路運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)輸電線路再線增容監(jiān)測(cè)、輸電線路 覆冰監(jiān)測(cè)、導(dǎo)地線微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、輸電線路風(fēng)偏監(jiān)測(cè)、導(dǎo)線溫度、弧垂監(jiān)測(cè)、輸電線路氣象環(huán) 境監(jiān)測(cè)、輸電線路圖象/視頻監(jiān)控、絕緣子污穢度監(jiān)測(cè)、桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)，構(gòu)建了對(duì)輸電 線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警、輔助決定、數(shù)據(jù)分析的軟硬件平臺(tái)。
[0005] 現(xiàn)行的架空輸電線路狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)因?yàn)樾璞O(jiān)控的項(xiàng)目不同采用了不同的傳感器， 如風(fēng)偏監(jiān)測(cè)裝置需安裝角度傳感器；等值覆冰厚度智能監(jiān)測(cè)裝置需安裝拉力傳感器、風(fēng)速 傳感器、風(fēng)向傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、角度傳感器；弧垂監(jiān)測(cè)裝置需安裝傾角傳感 器、溫度傳感器、雷達(dá)測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器；桿塔傾斜在線監(jiān)測(cè)裝置需安裝桿塔橫 向與縱向傾斜角度傳感器；微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置采集需安裝微風(fēng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)傳感器。所有傳 感器采集的數(shù)據(jù)需通過(guò)無(wú)線通訊或?qū)Ｓ秒娏饫w傳遞到控制中心，以供分析決策，電信或 移動(dòng)信號(hào)不好的偏僻地區(qū)還要組建通訊中繼網(wǎng)。而等值覆冰厚度智能監(jiān)測(cè)裝置、弧垂監(jiān)測(cè) 裝置還要安裝視頻監(jiān)控，雖然對(duì)圖像進(jìn)行了壓縮，但由于其文件數(shù)據(jù)量大，傳輸占用帶寬過(guò) 大，且效果不盡理想，除了焦距、設(shè)備損壞等自身原因影響外，易受雨雪霧及冰凍等極端氣 象的影響。
[0006] 另外，如同一桿塔需設(shè)置不同監(jiān)測(cè)裝置，桿塔占用空間大，各系統(tǒng)會(huì)相互影響，施 工不易實(shí)施。由于采用了不同的傳感器監(jiān)測(cè)各自數(shù)據(jù)源，在通訊時(shí)各種數(shù)據(jù)不易整合，需分 別組建各自的無(wú)線或光纖通信系統(tǒng)，配備適合各種傳感器及其通信系統(tǒng)的太陽(yáng)能、風(fēng)電、感 應(yīng)取電系統(tǒng)，使得檢測(cè)設(shè)備日常維護(hù)困難，檢修人員還必須掌握各種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理以便進(jìn) 行故障處理，所以人員素質(zhì)要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種構(gòu)建成本低、維護(hù)、操作簡(jiǎn)單的利用衛(wèi)星精 確定位系統(tǒng)監(jiān)控架空輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用衛(wèi)星精確定位系統(tǒng)監(jiān)控架空輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)方法 是在架空輸電線路需監(jiān)測(cè)位置安裝衛(wèi)星定位接收終端，并采集正常狀態(tài)、極限風(fēng)偏狀態(tài)、覆 冰狀態(tài)時(shí)架空輸電線路各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的GPS坐標(biāo)值錄入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為基準(zhǔn)值和報(bào)警閥值，這樣 在未超報(bào)警閾值時(shí)定期發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)根據(jù)監(jiān)控需要提高數(shù)據(jù)采集頻率已 達(dá)到對(duì)架空輸電線路狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0009] 所述的架空輸電線路需監(jiān)測(cè)位置包括輸電線路、桿塔、跳線、接地線、絕緣子串，衛(wèi) 星定位接收終端采用一終端多天線技術(shù)的相對(duì)定位方法，衛(wèi)星定位終端及基準(zhǔn)天線安裝在 桿塔上，監(jiān)測(cè)天線分別連接在輸電線路、跳線、接地線、絕緣子串上。
[0010] 衛(wèi)星定位接收終端所用的精確定位技術(shù)為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)+ -終端多天線技 術(shù)+精確算法。
[0011] 衛(wèi)星定位接收終端所用的通信首選"北斗"導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短信功能以短報(bào)文形 式傳輸至監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，減少了對(duì)無(wú)線通訊和光纖通訊的依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)低成本高信息量通訊。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)比較，為了解決現(xiàn)行架空高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的不足，結(jié)合日 趨成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航精確定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一種技術(shù)對(duì)多項(xiàng)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)明了利用衛(wèi) 星導(dǎo)航精確定位技術(shù)監(jiān)控架空輸電線路覆冰、弧垂、風(fēng)偏、微風(fēng)振動(dòng)、桿塔傾斜等狀態(tài)監(jiān)測(cè) 新方法，采用該方法后可以實(shí)現(xiàn)采用一套設(shè)備對(duì)架空輸電線路覆冰、弧垂、風(fēng)偏、微風(fēng)振動(dòng)、 桿塔傾斜等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)、精確(精度毫米級(jí)）監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)精度大大高于現(xiàn)行的各種方 法。另外，由于只采用一種技術(shù)進(jìn)行多項(xiàng)目監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)難度將成倍減少，運(yùn)維人員素質(zhì)要求 也相應(yīng)降