一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法及系统与流程

本发明涉及一种系统配置方法，尤其涉及一种加热器配置方法。

背景技术：

1、随着全国电网覆盖率的逐渐增加，对于架空输电线路的监测也日益重要，输电线路在线监测装置在智能电网中扮演者越来越重要的作用。在极端气候条件下，高寒、高湿等环境问题是导致监测装置性能下降甚至故障的重要原因。

2、低温、凝露等问题会导致装置内部传感器灵敏度下降、测量电路误差增大、使用寿命降低等一系列问题，甚至会导致传感器或电路的损坏，从而严重影响到电网运行状态的判断和预测，给电网的安全运行带来风险。

3、因此，研究监测装置在恶劣环境下凝露的形成与发展规律并提出应对的有效方法，对提高输电线路状态监测装置的性能以及运行可靠性具有重要意义。

4、然而，输电线路监测装置对功耗特别敏感，目前尚没有针对输电线路在线监测装置内部温湿度调节的优化配置的方案。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法，该方法能够解决恶劣环境下提高输电线路在线监测装置可靠性的问题，对监测装置内部温湿度分布及凝露发展规律进行探究，并基于该探究优化布置加热器。

2、根据上述发明目的，本发明提出了一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法，其包括步骤：

3、基于实际的传感器装置建立传感器装置仿真模型；

4、在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器；

5、在不同的仿真加热器配置模式下，模拟仿真加热器对传感器装置仿真模型内的加热，监测传感器装置仿真模型内若干个监测点的温升均匀性数据、温升值、湿度降低值；

6、构建基于所述温升均匀性数据、温升值、湿度降低值以及仿真加热器的功率数据的评价函数；

7、计算不同的仿真加热器配置模式下的评级函数的值；

8、当评价函数的值满足设定的条件时，采用该仿真加热器配置模式在实际的传感器装置内配置实际的加热器。

9、在本发明中，评价函数的值满足设定的条件可以是评价函数的值最小，或者评价函数的值低于设定的阈值。

10、进一步地，在本发明所述的优化配置方法中，在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器包括：设置仿真加热器的数量和/或功率。

11、进一步地，在本发明所述的优化配置方法中，采用平均加热系数k作为所述温升均匀性数据：

12、

13、其中，δtmax表示针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的最大温升值，δtave表示针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的平均温升值。平均加热系数k越小，说明温升均匀性越好。

14、进一步地，在本发明所述的优化配置方法中，所述仿真加热器的功率数据为：针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率值。

15、进一步地，在本发明所述的优化配置方法中，所述评价函数f被构建为：

16、

17、其中，ωi表示对应xi的权重，i＝1,2,34，x1为针对每种仿真加热器配置模式湿度降低值取倒数后的归一化数值，x2为针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的平均温升值取倒数后的归一化数值，x3表示针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率的归一化数值，x4表示针对每种仿真加热器配置模式温升均匀性数据的归一化数值。

18、评价函数f的值越小，说明加热器布置方式不仅可以获得良好的加热除湿效果，加热均匀性良好，有效的避免了加热盲区与局部过热的问题，并且加热总功率小，成本更低。

19、权重ωi可以由本领域内技术人员根据实际需要进行设置选取。

20、本发明的另一目的在于提供一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置系统，该系统能够解决恶劣环境下提高输电线路在线监测装置可靠性的问题，对监测装置内部温湿度分布及凝露发展规律进行探究，并基于该探究优化布置加热器。

21、根据上述发明目的，本发明提出了一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置系统，其包括：

22、仿真模块，其基于实际的传感器装置建立传感器装置仿真模型，并在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器；在不同的仿真加热器配置模式下，模拟仿真加热器对传感器装置仿真模型内的加热，监测传感器装置仿真模型内若干个监测点的温升均匀性数据、温升值、湿度降低值；

23、评价模块，其构建基于所述温升均匀性数据、温升值、湿度降低值以及仿真加热器的功率数据的评价函数，并计算不同的仿真加热器配置模式下的评级函数的值；

24、当评价函数的值满足设定的条件时，采用该仿真加热器配置模式在实际的传感器装置内配置实际的加热器。

25、进一步地，在本发明所述的优化配置系统中，在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器包括：设置仿真加热器的数量和/或功率。

26、进一步地，在本发明所述的优化配置系统中，采用平均加热系数k作为所述温升均匀性数据：

27、

28、其中，δtmax表示针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的最大温升值，δtave表示针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的平均温升值。

29、进一步地，在本发明所述的优化配置系统中，所述仿真加热器的功率数据为：针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率值。

30、进一步地，在本发明所述的优化配置系统中，所述评价函数f被构建为：

31、

32、其中，ωi表示对应xi的权重，i＝1,2,34，x1为针对每种仿真加热器配置模式湿度降低值取倒数后的归一化数值，x2为针对每种仿真加热器配置模式所有监测点的平均温升值取倒数后的归一化数值，x3表示针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率的归一化数值，x4表示针对每种仿真加热器配置模式温升均匀性数据的归一化数值。

33、本发明所述的输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法具有下述

34、有益效果：

35、该方法能够解决恶劣环境下提高输电线路在线监测装置可靠性的问题，对监测装置内部温湿度分布及凝露发展规律进行探究，并基于该探究优化布置加热器。

36、该方法研究监测装置在恶劣环境下凝露的形成与发展规律并提出应对的有效方法，对提高输电线路状态监测装置的性能以及运行可靠性具有重要意义。

37、本发明所述的输电线路传感器装置内部加热器的优化配置系统同样具有上述有益效果。

技术特征：

1.一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器包括：设置仿真加热器的数量和/或功率。

3.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，采用平均加热系数k作为所述温升均匀性数据：

4.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，所述仿真加热器的功率数据为：针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率值。

5.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，所述评价函数f被构建为：

6.一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的优化配置系统，其特征在于，在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器包括：设置仿真加热器的数量和/或功率。

8.如权利要求6所述的优化配置系统，其特征在于，采用平均加热系数k作为所述温升均匀性数据：

9.如权利要求6所述的优化配置系统，其特征在于，所述仿真加热器的功率数据为：针对每种仿真加热器配置模式设置的所有仿真加热器的总功率值。

10.如权利要求6所述的优化配置系统，其特征在于，所述评价函数f被构建为：

技术总结
本发明公开了一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置方法，其包括步骤：基于实际的传感器装置建立传感器装置仿真模型；在传感器装置仿真模型内设置仿真加热器；仿真模拟仿真加热器对传感器装置仿真模型内的加热，监测传感器装置仿真模型内若干个监测点的温升均匀性数据、温升值、湿度降低值；构建基于所述温升均匀性数据、温升值、湿度降低值以及仿真加热器的功率数据的评价函数；计算不同的仿真加热器配置模式下的评级函数的值；当评价函数的值满足设定的条件时，采用该仿真加热器配置模式在实际的传感器装置内配置实际的加热器。相应地，本发明还公开了一种输电线路传感器装置内部加热器的优化配置系统。

技术研发人员：彭波,李丹煜,刘彬,夏令志,张国强,操松元,李孟轩,罗林根,魏敏,高洁,程洋,甄超,王剑,汉京善
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1