电网输电线路无线监测系统的制作方法

本发明涉及输电线路监测技术领域，具体涉及电网输电线路无线监测系统。

背景技术：

随着工业化、城镇化进程不断加快，电力需求持续增长，一个坚强、可靠的现代化大电网对于保障国家能源安全，在更大范围内优化能源配置，具有不可替代的作用。建设具有数据化、数字化、自动化、互动化特征的坚强智能电网是安全、可靠、高效输电的保障，是电力科学发展的方向，对电网的监测也尤其重要。作为电力输送纽带的输电线路具有分散性大、距离长、难以巡视及维护等特点，因此对输电线路本体及周边环境以及气象参数进行远程监测成为一项迫切工作。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供电网输电线路无线监测系统。

本发明的目的采集以下技术方案来实现：

提供了电网输电线路无线监测系统，包括电网输电线路无线监测模块、数据中央处理器和智能终端，所述电网输电线路无线监测模块基于无线传感器网络采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述数据中央处理器，所述数据中央处理器用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端通过通信网络与数据中央处理器连接，用于实时访问数据中央处理器中的输电线路参数。

本发明的有益效果为：利用无线传感器网络技术实现了电网输电线路监测，并在输电线路参数异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1本发明的结构框图；

图2是本发明数据中央处理器的连接框图。

附图标记：

电网输电线路无线监测模块1、数据中央处理器2、智能终端3、数据通信模块10、数据比较判断模块20、异常报警模块30。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1、图2，本实施例提供的电网输电线路无线监测系统，包括电网输电线路无线监测模块1、数据中央处理器2和智能终端3，所述电网输电线路无线监测模块1基于无线传感器网络采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述数据中央处理器2，所述数据中央处理器2用于接收、存储、显示输电线路参数，并将输电线路参数与正常阈值进行比较，若超过正常阈值，则输出报警信号；所述的智能终端3通过通信网络与数据中央处理器2连接，用于实时访问数据中央处理器2中的输电线路参数。

优选地，所述数据中央处理器2包括数据通信模块10、数据比较判断模块20、异常报警模块30，所述数据通信模块10与所述数据比较判断模块20连接，所述数据比较判断模块20与所述异常报警模块30连接。

优选地，优选地，所述电网输电线路无线监测模块1包括基站和部署在设定的电网输电线路监测区域内的多个电网输电线路监测节点，其中输电线路监测节点包括处理器单元、无线通信单元、数据采集单元、能量供应单元和智能开关，无线通信单元、数据采集单元和智能开关皆与处理器单元连接。

优选地，所述的输电线路参数包括输电线路的张力、温度、电压和电流。

本发明上述实施例利用无线传感器网络技术实现了输电线路监测，并在输电线路参数异常时进行报警，便于相关人员进行远程监控。

优选地，所述的电网输电线路无线监测模块1在进行电网输电线路监测节点的信道分配时，具体执行：

(1)每个电网输电线路监测节点构建自己的邻居节点列表，具体为：以最大发射功率向通信范围内的电网输电线路监测节点交换信息，从而确定自身的邻居节点信息，并获取邻居节点的邻居节点列表信息；

(2)初始时，对每个电网输电线路监测节点i随机分配一个信道，i＝1，2，…,n，然后依次对每个电网输电线路监测节点i按照1,2,…,n的顺序进行信道的预替换，直至完成所有电网输电线路监测节点信道的预替换，其中预替换过程中的电网输电线路监测节点的当前剩余能量值不变，具体包括：计算电网输电线路监测节点i在其各个可选信道下相对于网络的效益度，从中选取效益度最大的所对应的信道作为电网输电线路监测节点i的预选信道，预替换先前分配的信道，效益度的计算公式定义为：

式中，pi表示电网输电线路监测节点i在选择信道f时相对于网络的效益度，f＝1,…,pi，pi表示电网输电线路监测节点i的可选信道数目，φi(f)为电网输电线路监测节点i在选择信道f时具有的伪子节点的数目，j为电网输电线路监测节点i的第j个伪子节点，d0为设定的单位距离，d(i,j)为电网输电线路监测节点i在选择信道f时i、j的欧式距离，l(i,j)为信道干扰判断函数，当电网输电线路监测节点i、j使用的信道相同时，l(i,j)＝1，当电网输电线路监测节点i、j使用的信道不同时，l(vi,vj)＝0，ui、uj分别为电网输电线路监测节点i在选择信道f时i、j的节点度，qi、qj分别为电网输电线路监测节点i在选择信道f时i、j的当前剩余能量，hi、hj分别为电网输电线路监测节点i在选择信道f时i、j成为路由节点的概率，ki、kj分别为电网输电线路监测节点i在选择信道f时i、j的伪子节点的平均出度值，其中出度值表示电网输电线路监测节点具有的伪父节点的数量；

(3)对于所有预替换信道的电网输电线路监测节点，若存在彼此干扰范围内的电网输电线路监测节点，并且它们预替换的信道相同时，则只对其中剩余能量最小的一个电网输电线路监测节点进行信道的预替换，其余的电网输电线路监测节点的信道保持不变；

(4)判断所有电网输电线路监测节点的预选信道是否与上一次分配的信道相同，若不同，返回(2)，若相同，将所有预替换信道的电网输电线路监测节点切换为对应的预选信道。

相关技术中的无线传感器网络在给电网输电线路监测节点分配信道时，通常没有考虑信道分配对网络拓扑结构的影响，由于信道分配影响不同电网输电线路监测节点的失效时间，当较为重要的电网输电线路监测节点过早失效时，会造成网络拓扑结构的破坏，本优选实施例在进行信道分配时考虑了信道分配对网络拓扑结构的影响，有利于维护原有的无线传感器网络拓扑结构；本优选实施例设计了无线传感器网络的电网输电线路监测节点信道分配的策略，其中设计了能够衡量每个电网输电线路监测节点在不同信道时的防干扰程度的效益度计算公式，并利用效益度进行信道选择，能够使得相对重要的电网输电线路监测节点选择干扰较小的信道，降低相对重要的电网输电线路监测节点的能耗；

本优选实施例从整体上使得每个电网输电线路监测节点分配信道时能够远离干扰源，有效降低干扰，同时避免与重要节点使用相同信道，从而保障输电线路参数的有效传输，延长电网输电线路无线监测模块1的网络生命周期。

优选地，设qa表示电网输电线路监测节点a的当前剩余能量，当qa满足下列信道更新条件时，电网输电线路监测节点重新进行信道分配：

式中，qt为设定的能量阈值，r为设定的调节系数，r的设定范围为(0,0.2]，na为电网输电线路监测节点a的伪子节点数目，b表示电网输电线路监测节点a的第b个伪子节点，wb为电网输电线路监测节点a的伪子节点b的出度值，y(·)为取值函数，当时，当时，

相关技术中通常在电网输电线路监测节点的能耗超过能耗阈值时进行信道更新，本优选实施例在设定电网输电线路监测节点的信道更新条件时，考虑了不同电网输电线路监测节点的重要程度，设置了能量阈值的调节系数，从而对不同的电网输电线路监测节点进行不同的信道更新判定，使得负载较大的电网输电线路监测节点能够优先分配信道，提高了电网输电线路监测节点信道更新的灵活性和相对重要的电网输电线路监测节点的信道更新效率，保障输电线路参数的有效传输。

优选地，电网输电线路监测节点重新进行信道分配时，具体执行：

(1)电网输电线路监测节点按照下列公式调整自身的发射功率，向通信范围内的电网输电线路监测节点交换信息，从而确定自身的邻居节点信息，构建自己的邻居节点列表，并获取邻居节点的邻居节点列表信息：

式中，e表示电网输电线路监测节点ε调整后的发射功率，et为与ε通信的距离最近的电网输电线路监测节点的正确接收输电线路参数的最小功率值，eg>et，pg与ε通信的距离最近的电网输电线路监测节点接收输电线路参数时的实际功率，emax为电网输电线路监测节点的最大发射功率，δ为电网输电线路监测节点更新信道的次数；

(2)计算电网输电线路监测节点在其各个可选信道下相对于网络的效益度，并从中选取效益度最大的所对应的信道作为电网输电线路监测节点的新信道。

本优选实施例在电网输电线路监测节点重新进行信道分配前先调整自身的发射功率，其中将电网输电线路监测节点更新信道的次数作为发射功率调整的控制参数，大大减少了输电线路参数收集的能耗，提高信道更新的工作效率，使得电网输电线路监测节点的信道更新能够根据电网输电线路监测节点的实际情况更加灵活地动态调整信道，从而降低干扰，维护网络拓扑结构，提高输电线路参数传输的可靠度，从而确保电网输电线路无线监测系统有效运行。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。