一种基于gis的电网灾害监测及抢修系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统远程监测技术领域，具体涉及一种基于GIS的电网灾害监测及抢修系统和方法。
【背景技术】
[0002]电力是国家的支柱能源和命脉，同时由于电网系统多数直接暴露于自然条件下，受环境因素和自然灾害影响较大。各类自然灾害的发生往往直接威胁着电网系统的安全运行，甚至造成严重的电网破坏和大面积停电事故，进而影响到人们的正常生产、生活和社会的稳定。随着国家电网智能化发展的不断深入，特高压输电网络的大规模建设，以大联网、大容量为标志的规模化、高效率的电网遭遇灾害时，其影响速度快、范围广，且有社会化趋势。
[0003]地震、洪水、冻雨、山火等自然灾害往往会对电网造成大面积破坏，快速有效地监测电网设备损坏状况和已损坏电网设备所在位置，对尽快恢复灾区的电力供应意义重大。但自然灾害发生后，由于供电中断以及灾害对有线网或无线网等通信设施的严重破坏，电力载波通信、基于Internet的有线网络通信、通用分组无线业务(GPRS)无线网络通信、全球移动通讯系统(GSM)短消息等传统的电网远程监控通信方式无法正常工作。目前主要还是依靠人工巡查方式对灾区电网进行监测，效率低下。由此可见，如何在自然灾害发生后快速有效地监测灾区电网状态成为迫切需要解决的技术问题。
[0004]近年来，随着电网各类自然灾害监控系统不断出现，积累了大量现场历史数据，但如何挖掘和分析这些监控数据为电网安全运行提供支撑显得十分重要。因此，基于GIS电网自然灾害数据信息挖掘与灾害响应分析，能准确有效提取各类灾害信息对电网影响，同时采用范例数据挖掘技术匹配相应处置措施，对于降低和防止自然灾害对电网系统的灾变影响，以及保证其安全、稳定运行也有重要的意义。因此，现在对灾区电网监测大多使用上了基于GIS的电网系统，对电网的安全运营有着重要的意义。
[0005]公开号为103887890A的发明公开了一种灾区电网状态监测方法，该方法通过电网在线监测端的监测装置采集电网设备状态参数，电网在线监测端的智能处理器处理监测数据并获得电网关键设备的损坏情况，将电网关键设备的损坏情况、位置信息和时间信息通过北斗短报文通信系统实时上报给电网监控中心。该发明采用了北斗卫星传输信息，保证了信息的通畅，而且未将GIS系统综合在内，对于信息的直观显示并不完美。
[0006]公开号为104218485A的发明公开了一种电网快速抢修控制系统及其使用方法，包括电力GIS地图模块、微型计算机、道路监控模块、人员数据库和现场监测模块，所述现场监测模块、道路监控模块、人员数据库和电力GIS地图模块与微型计算机相连接；所述电力GIS地图模块包括电力线路分布图和物资分布图；本发明采用微型计算机整合了人力资源分布、物资储备资源分布以及现场实时情况，从而获取最真实的待抢修情况，然后自动规划出最佳抢修路线、物资调配图、人员调配图，然后进行审核后，将其输出成文件下发执行。该发明将GIS系统融入到电网救灾当中，但是缺乏对历史信息的掌握和挖掘，对灾害抢修的经验积累略有不足。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的问题是提供一种基于GIS的电网灾害监测及抢修系统和方法，利用无人机监测以及高压线路巡检机器人监测来对电网运行状况和环境进行监测，将监测信息导入GIS系统，实现对电网的可视化、实时化监控，面对电网事故能够及时发现并导入历史事故信息为解决困难提供参考，加快了电网事故的抢修工作，减少电网事故造成的损失。
[0008]一种基于GIS的电网灾害监测及抢修系统，包括数据采集单元、控制单元、信息传递单元和集控中心，所述数据采集单元、控制单元、信息传递单元和集控中心依次连接；
所述数据采集单元包括无人机监测模块和机器人监测模块，所述机器人监测模块采用线路巡检机器人，用于对电网运行情况和周围环境信息进行采集；
所述控制单元包括无人机单片机和机器人单片机，用于对所述数据采集单元采集到的数据信息进行整理并通过信息传递单元发送出去；
所述信息传递单元包括无人机GSP1620、机器人GSP1620、通信卫星、地面GSP1620和通信单片机，用于对所述无人机单片机和机器人单片机收集整理的数据信息通过所述通信卫星进行传递，发送至集控中心；
所述集控中心包括工控机和显示器，所述工控机内设置信息报警模块、数据库模块和GIS系统模块，用于对监测到的信息进行显示并对事故进行报警。
[0009]进一步的，所述无人机GSP1620通过RS 232 口与所述无人机单片机连接，所述无人机单片机通过RS 422 口或USB 口与所述无人机监测模块连接，所述无人机单片机通过所述无人机GSP1620将信息打包发送至卫星，由卫星转发到集控中心。
[0010]进一步的，所述机器人GSP1620通过RS 232 口与所述机器人单片机连接，所述机器人单片机通过RS 422 口或USB 口与所述机器人监测模块连接，所述机器人单片机通过所述机器人GSP1620将信息打包发送至卫星，由卫星转发到集控中心。
[0011]进一步的，所述工控机通过RS 422 口或USB 口与所述通信单片机连接，所述通信单片机通过RS 232 口与所述地面GSP1620连接。
[0012]进一步的，所述数据库模块和所述GIS系统模块连接，具体包括电网运行信息和电网周围环境信息录入所述GIS系统模块，分析以及在所述显示器上展示所述数据采集单元监测到的数据，在电网发生事故时通过对历史数据信息进行查询，寻找相似的事故及其解决方案进行参考。
[0013]一种基于GIS的电网灾害监测及抢修方法，包含如下步骤:
1)通过无人机监测模块和机器人监测模块对电网运行和环境信息进行采集，并将数据信息发送至集控中心，完成对日常电网运行的监测；
2)在发生自然灾害事故之后，无人机监测模块对发生灾害事故的电网区域进行重点监测，采集事故信息传送至集控中心；
3)集控中心的信息报警模块对灾害事故进行报警，并通过数据库模块和GIS系统模块的结合，在显示器上显示电网灾害的事故地点、受损情况和天气状况；
4)在数据库中寻找到与此次事故近似的电网灾害事故，并调出其解决方案和事故最终影响，对此次事故解决提出方案并预计灾害可能造成的的损失；
5)对于损失评估之后，在GIS系统上对受灾地区的抢修工作按轻重缓急标记，首先对可能造成损失过大的地区进行抢修，合理安排抢修任务之后进行抢修工作。
[0014]本发明的有益效果是:本发明系统包括数据采集单元、控制单元、信息传递单元和集控中心，所述数据采集单元、控制单元、信息传递单元和集控中心依次连接；所述数据采集单元包括无人机监测模块和机器人监测模块，用于对电网运行情况和周围环境信息进行采集；所述控制单元包括无人机单片机和机器人单片机，所述机器人监测模块采用线路巡检机器人，用于对所述数据采集单元采集到的数据信息进行整理并通过信息传递单元发送出去；所述信息传递单元包括无人机GSP1620、机器人GSP1620、卫星、地面GSP1620和通信单片机，用于对所述无人机单片机和机器人单片机收集整理的数据信息通过卫星进行传递，发送至集控中心；所述集控中心包括工控机和显示器，所述工控机内设置信息报警模块、数据库模块和GIS系统模块，用于对监测到的信息进行显示并对事故进行报警。通过机器人监测模块对电网线路进行常规监测，采集电网运行