电网输电线路智能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智能监测系统。

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智能监测系统。

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智能监测系统，包括输电线路监测终端、数据管理分析平台和智能终端，所述输电线路监测终端用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述数据管理分析平台，所述数据管理分析平台用于接收、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管理分析平台连接，用于实时访问数据管理分析平台中的输电线路参数。

本发明的有益效果为：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是本发明数据管理分析平台的连接框图。

附图标记：

输电线路监测终端1、数据管理分析平台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智能监测系统，包括输电线路监测终端1、数据管理分析平台2和智能终端3，所述输电线路监测终端1用于采集输电线路参数，并将采集到的输电线路参数发送到所述数据管理分析平台2，所述数据管理分析平台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管理分析平台2连接，用于实时访问数据管理分析平台2中的输电线路参数。

优选地，所述数据管理分析平台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，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。

优选地，所述输电线路监测终端1为设置在输电线路监测区域内的无线传感器网络，包括监测节点和基站节点，所述监测节点获取且处理输电线路参数并将处理后的输电线路参数发送到基站节点，所述的基站节点接收且处理所述输电线路参数并将所述处理后的输电线路参数通过移动网络通信方式上传到数据管理分析平台2。

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，所述监测节点分为簇头节点和输电线路传感器节点，每个输电线路传感器节点采集输电线路参数并将采集的输电线路参数打包成数据包后传送给所在簇内的簇头节点，与该簇头节点采集的输电线路参数进行融合，形成新的数据包，并传送给基站节点。

在一个实施例中，簇头节点为输电线路传感器节点的一跳邻居输电线路传感器节点时，输电线路传感器节点将输电线路参数打包成数据包后直接传送给簇头节点；簇头节点不为输电线路传感器节点的一跳邻居输电线路传感器节点时，输电线路传感器节点在其邻居输电线路传感器节点中选择一个作为最优的下一跳输电线路传感器节点，建立自身与最优的下一跳输电线路传感器节点之间的路由，将采集的输电线路参数打包成数据包后发送给所述最优的下一跳输电线路传感器节点；其中，输电线路传感器节点在其邻居输电线路传感器节点中选择一个作为最优的下一跳输电线路传感器节点，具体包括：输电线路传感器节点确认所在簇内的每个邻居输电线路传感器节点的状态，并从中选择状态值最大的作为最优的下一跳输电线路传感器节点；

邻居输电线路传感器节点的状态值的计算公式为：

式中，ψφ表示输电线路传感器节点的邻居输电线路传感器节点φ的状态值，kφ表示已将φ作为最优的下一跳输电线路传感器节点的输电线路传感器节点数目，wφ、wφ0分别为φ的当前剩余能量、初始能量，φ为设定的调整系数，y(·)为取值函数，当时，当时，pφ为φ具有的邻居输电线路传感器节点个数，f(φ,c)表示φ与输电线路传感器节点所在簇内的簇头节点之间的跳数。

优选地，φ的取值设定范围为[0.1,0.3]。

本实施例通过节点状态值的大小进行下一跳输电线路传感器节点的选择，该状态值在考虑邻居输电线路传感器节点的能量、与簇头节点之间的跳数以及节点度的基础上，增加了对邻居输电线路传感器节点已承担输电线路参数转发的任务量的考量，对已承担较多的输电线路参数转发的任务量的邻居输电线路传感器节点不予以选择，能够均衡邻居输电线路传感器节点转发输电线路参数的能耗，并保障选出的下一跳输电线路传感器节点能够有效承担输电线路参数转发的任务，且避免花费较多的输电线路参数传输成本。

在一个实施例中，簇头节点按照设定的周期评估输电线路传感器节点与最优的下一跳输电线路传感器节点之间的信任度，当该信任度小于设定的信任度阈值时，向对应的输电线路传感器节点发送消息，输电线路传感器节点收到消息后在其邻居输电线路传感器节点中重新选择一个作为最优的下一跳输电线路传感器节点，信任度的评估公式为：

式中，zi,j(δt)表示输电线路传感器节点1与最优的下一跳输电线路传感器节点j之间在δt时间内的信任度，δt为设定的信任度计算时间窗口，wj0、wj分别为最优的下一跳输电线路传感器节点j的初始能量值、当前剩余能量值，qi,j(δt)、ui,j(δt)分别表示在δt时间1,j采集的输电线路参数的相似次数和不相似次数，其中qi,j(δt)＝count[λt(i,j)>λξ,t＝1,2,…,δt]，ui,j(δt)＝count[λt(i,j)≤λξ,t＝1,2,…,δt]，count[·]为计数函数，λt(i,j)表示在t时刻i,j采集的输电线路参数之间的相似度，λξ为设定的相似度阈值，设在t时刻i采集的输电线路参数为在t时刻j采集的输电线路参数为则

本实施例利用簇头节点对输电线路传感器节点的最优的下一跳输电线路传感器节点进行信任度检测，当信任度低于设定的信任度阈值时进行下一跳输电线路传感器节点的更新，能够保障输电线路参数的转发，提高输电线路参数收集的可靠度；

在信任度检测中，根据两节点之间的输电线路参数关系和能量两个因素定义了信任度的计算公式，对节点间的信任度进行了量化，有利于节省信任度评估的能耗，进一步提高下一跳输电线路传感器节点的更新效率。

在一个实施例中，输电线路传感器节点向下一跳输电线路传感器节点发送输电线路参数包，若发送成功，下一跳输电线路传感器节点将返回一个确认通信成功的消息，若输电线路传感器节点在设定的时间间隔内没有收到该确认通信成功的消息，则输电线路传感器节点将输电线路参数包重传给下一跳输电线路传感器节点；其中，若成功发送一次输电线路参数包，则表示通信成功一次，若发送一次输电线路参数包失败，则表示通信不成功一次。

在一个实施例中，簇头节点按照设定的周期评估簇内输电线路传感器节点相对于下一跳输电线路传感器节点的通信成功率，若通信成功率连续两次低于设定的通信成功率阈值，则簇头节点向该输电线路传感器节点发出休眠指令，使其进入休眠状态，通信成功率的评估公式为：

式中，ha,b(δt)表示输电线路传感器节点a相对于下一跳输电线路传感器节点b的通信成功率，δt为设定的通信成功率计算时间窗口，qa,b(δt)、ua,b(δt)分别表示在δt时间内输电线路传感器节点a相对于下一跳输电线路传感器节点b的通信成功次数、通信不成功次数，m(δt)表示输电线路传感器节点a在δt时间内向其下一跳输电线路传感器节点b传送的输电线路参数包总数，n(δt)表示输电线路传感器节点a在δt时间内重传给其下一跳输电线路传感器节点b的输电线路参数包的个数。

本实施例设定了通信成功率的计算公式，对通信成功率进行了量化，能够提高输电线路传感器节点的通信成功率的评估效率，有利于节省通信成功率的评估能量消耗；对通信成功率低的输电线路传感器节点进行休眠，能够避免通信成功率低的输电线路传感器节点影响输电线路参数的传输，提高输电线路参数收集的可靠度，延长输电线路监测终端1的工作寿命。

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。