一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统状态监测及输电线路动态增容技术领域，具体涉及一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的发展和社会的进步，各行各业对电的依赖性越来越强，电力负荷呈高速增长，对输电线路安全可靠运行也提出更高要求。如何在用电高峰及部分输电线路故障情况下提高电力输送能力是我们目前迫切需要解决的问题。
[0003]动态增容技术的实质是在输电线路上安装在线状态监测装置，对导线状态(导线温度、张力、弧垂、电流等)和气象条件(环境温度、日照、风速等)进行监测，在不突破现行技术规程规定(导线温度限额70°C )的前提下，基于相关的数学模型计算导线最大的允许载流量，如何有效长期的获取输电线路的状态信息，成为动态线路增容的一个关键因素。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种能够有效长期的获取输电线路的状态信息、进行动态线路增容、保证装置稳定可靠运行的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，包括输电线路五合一状态监测装置及系统主站，输电线路五合一状态监测装置安装在输电线路上，对输电线路的各项运行参数进行监测，采集用于线路动态增容计算的导线温度、环境温度、日照强度、导线电流、风速这五种参数，将采集到的相应参数输入核心计算模块进行增容计算，计算得到增容数据通过GPRS方式发送到系统主站，系统主站包括前置机和数据服务器，前置机对五合一状态监测装置采集并计算得到的增容数据进行接收并存储，然后将处理后的数据发送到后台数据库存贮，数据服务器利用五合一状态监测装置计算得到的增容数据，确定线路当前的热稳定限额，为实时提高输送容量提供定量的直接测量数据，并通过动态增容数学模型的应用，使用“电流限额下的安全时间”、“时间限额下的安全电流”的方法，使得输电线路的实时增容运行更具有可操作性和安全性，通过动态提高导线热稳定限额指导运行，挖掘现有输电线路的输送潜力，缓解电网送电通道输送能力的不足。
[0006]所述输电线路五合一状态监测装置包括嵌入式微处理器、风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块及导线电流测量模块，风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块分别通过A/D转换器与嵌入式微处理器连接，导线电流测量模块通过电流变送器与嵌入式微处理器连接。
[0007]所述输电线路五合一状态监测装置还包括感应取电电源模块，安装在输电线路上的五合一状态监测装置通过感应取电方式获取工作电源。
[0008]所述输电线路五合一状态监测装置还包括GSM模块块及时钟模块。
[0009]所述环境温度测量模块、所述导线温度测量模块均由三线制铂电阻构成。
[0010]所述输电线路五合一状态监测装置还包括用于接入其他具有ZigBee接口的无线数据采集单元的ZigBee模块。
[0011]本发明的有益效果是:本发明能够有效长期的实时获取输电线路的状态信息，进行动态线路增容，保证装置稳定可靠运行。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的整体系统的工作原理图；
图2是输电线路五合一状态监测装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，包括输电线路五合一状态监测装置及系统主站，输电线路五合一状态监测装置安装在输电线路上，对输电线路的各项运行参数进行监测，得到的线路状态信息及环境参数(导线温度、环境温度、日照强度、导线电流及风速这五种参数)，将采集到的相应参数输入核心计算模块进行增容计算，计算得到增容数据通过GPRS方式发送到系统主站；采用在线监测与模型计算分析相结合、理论模型和运行经验相结合、现场监测与预测评估相结合、事态发展与预报预警相结合的模式，能够对在各种气象环境中的高塔输电线路增容状态进行实时的在线监测和及时的预测；系统主站包括前置机和数据服务器，前置机对五合一状态监测装置采集并计算得到的增容数据进行接收并存储，然后将处理后的数据发送到后台数据库存贮，数据服务器利用五合一状态监测装置计算得到的增容数据，确定线路当前的热稳定限额，为实时提高输送容量提供定量的直接测量数据，并通过动态增容数学模型的应用，使用“电流限额下的安全时间”、“时间限额下的安全电流”的方法，使得输电线路的实时增容运行更具有可操作性和安全性，通过动态提高导线热稳定限额指导运行，挖掘现有输电线路的输送潜力，在一定程度上缓解电网送电通道输送能力不足的问题。
[0014]如图2所示，输电线路五合一状态监测装置包括嵌入式微处理器、风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块及导线电流测量模块，风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块分别通过A/D转换器与嵌入式微处理器连接，导线电流测量模块通过电流变送器与嵌入式微处理器连接。输电线路五合一状态监测装置还包括感应取电电源模块，输电线路五合一状态监测装置直接安装在导线上，无需额外的电源，直接从输电线路上抽取电能，在导线上套装取能线圈感应出交流电压，然后经过整流、滤波、稳压后输出稳定可靠的直流电源，实现隔离供电。
[0015]使用三线制铂电阻(PT100)测量环境温度和导线温度，可以最大限度的消除线缆电阻引起的测量误差，提高温度的测量精度。铂电阻通过夹具与导线紧密贴合，把导线温度信号转换为电阻信号，经过调理电路的转换和嵌入式微处理器的处理转变为数字信号。通过光照强度测量模块、风速测量单元测量日照辐射和风速的大小，为增容系统提供另一个重要的计算参数。导线电流测量模块得到线路的准确电流值用于增容计算。
[0016]按照《输电线路状态监测装置通用技术规范》的规定，输电线路五合一状态监测装置与前置机之间的通信使用Il通信协议，数据通信的传输层协议为UDP。输电线路五合一状态监测装置具有ZigBee模块，可以接入其他具有ZigBee接口的无线数据采集单元。输电线路五合一状态监测装置还包括GSM模块块及时钟模块。
[0017]最后应当说明的是，以上内容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，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统包括输电线路五合一状态监测装置及系统主站，输电线路五合一状态监测装置安装在输电线路上，对输电线路的各项运行参数进行监测，采集用于线路动态增容计算的导线温度、环境温度、日照强度、导线电流、风速这五种参数，将采集到的相应参数输入核心计算模块进行增容计算，计算得到增容数据通过GPRS方式发送到系统主站，系统主站包括前置机和数据服务器，前置机对五合一状态监测装置采集并计算得到的增容数据进行接收并存储，然后将处理后的数据发送到后台数据库存贮，数据服务器利用五合一状态监测装置计算得到的增容数据，确定线路当前的热稳定限额，为实时提高输送容量提供定量的直接测量数据，并通过动态增容数学模型的应用，使用“电流限额下的安全时间”、“时间限额下的安全电流”的方法，使得输电线路的实时增容运行更具有可操作性和安全性，通过动态提高导线热稳定限额指导运行，挖掘现有输电线路的输送潜力，缓解电网送电通道输送能力的不足。
2.根据权利要求1所述的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述输电线路五合一状态监测装置包括嵌入式微处理器、风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块及导线电流测量模块，风速测量单元、光照强度测量模块、环境温度测量模块、导线温度测量模块分别通过A/D转换器与嵌入式微处理器连接，导线电流测量模块通过电流变送器与嵌入式微处理器连接。
3.根据权利要求2所述的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述输电线路五合一状态监测装置还包括感应取电电源模块，安装在输电线路上的五合一状态监测装置通过感应取电方式获取工作电源。
4.根据权利要求2所述的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述输电线路五合一状态监测装置还包括GSM模块块及时钟模块。
5.根据权利要求2所述的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述环境温度测量模块、所述导线温度测量模块均由三线制铂电阻构成。
6.根据权利要求2所述的输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，其特征在于:所述输电线路五合一状态监测装置还包括用于接入其他具有ZigBee接口的无线数据采集单元的ZigBee模块。
【专利摘要】一种输电线路五要素负荷动态增容及在线监测系统，它通过输电线路五合一状态监测装置监测及采集导线的用于动态增容计算的状态数据，将采集到的相应参数输入核心计算模块进行增容计算，计算得到增容数据通过GPRS方式发送到系统主站，系统主站通过该增容数据确定线路当前的热稳定限额，为实时提高输送容量提供定量的直接测量数据，并通过动态增容数学模型的应用，使用“电流限额下的安全时间”、“时间限额下的安全电流”的方法，使输电线路的实时增容运行更具有可操作性和安全性，通过动态提高导线热稳定限额指导运行，挖掘现有输电线路的输送潜力。本发明能够有效长期的实时获取输电线路的状态信息，进行动态线路增容，保证装置稳定可靠运行。
【IPC分类】G01D21-02, H02J13-00, H02J3-00
【公开号】CN104578058
【申请号】CN201510028987
【发明人】钱之银
【申请人】上海海能信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月21日