一种实时智能的架空输电线路监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种实时智能的架空输电线路监测系统，包括数据采集子系统和数据异常分析子系统；所述数据采集子系统包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的架空输电线路参数发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的架空输电线路参数，进行处理后转发至数据异常分析子系统；数据异常分析子系统用于对汇聚节点发送的架空输电线路参数进行分析处理和显示，并在架空输电线路参数异常时进行报警。本发明专利技术利用无线传感器网络技术实现了输电线路的远程实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种实时智能的架空输电线路监测系统
本专利技术涉及输电线路监测
，具体涉及一种实时智能的架空输电线路监测系统。
技术介绍
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。建设具有信息化、数字化、自动化特征的智能电网是安全、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，因此对输电线路的远程监测成为一项迫切工作。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种实时智能的架空输电线路监测系统。本专利技术的目的采用以下技术方案来实现：提供了一种实时智能的架空输电线路监测系统，包括数据采集子系统和数据异常分析子系统。数据采集子系统包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，其中传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的架空输电线路参数发送至汇聚节点；汇聚节点汇聚各传感器节点发送的架空输电线路参数，进行处理后转发至数据异常分析子系统。数据异常分析子系统用于对汇聚节点发送的架空输电线路参数进行分析处理和显示，并在架空输电线路参数异常时进行报警。优选地，所述数据异常分析子系统包括数据处理器和显示器，该数据处理器将收到的架空输电线路参数与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器进行比较结果显示。本专利技术的有益效果为：可实时远程监测输电线路的温度，电压，电流，张力等相关物理参数值，避免了布线的麻烦且监测精度高。附图说明利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，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本专利技术一个实施例一种实时智能的架空输电线路监测系统的结构示意框图；图2是本专利技术一个实施例的数据异常分析子系统的框图示意图。附图标记：数据采集子系统1、数据异常分析子系统2、报警子系统3、数据处理器10、显示器20。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例提供的一种实时智能的架空输电线路监测系统，包括数据采集子系统1、和数据异常分析子系统2。数据采集子系统1包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的架空输电线路参数发送至汇聚节点；预先设定各传感器节点的通信距离，网络初始化时，传感器节点通过分簇路由协议分成多个簇，每个簇包括一个簇头以及多个传感器节点；簇头收集簇内各传感器节点采集的架空输电线路参数并发送至汇聚节点。汇聚节点汇聚各传感器节点发送的架空输电线路参数，进行处理后转发至数据异常分析子系统2。数据异常分析子系统2用于对汇聚节点发送的架空输电线路参数进行分析处理和显示，并在架空输电线路参数异常时进行报警。其中，所述架空输电线路参数包括当前线路的张力、温度、电压和电流。在一个实施例中，如图2所示，数据异常分析子系统2包括数据处理器10和显示器20，该数据处理器10将收到的架空输电线路参数与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器20进行比较结果显示。显示器20还用于实时显示架空输电线路参数，从而供监测人员实时查看输电线路的状态信息。可选地，一种实时智能的架空输电线路监测系统还包括与数据处理器10连接的报警子系统3，当架空输电线路参数超出对应设定的安全阈值时，所述数据处理器10驱动报警子系统3进行报警。其中，所述的报警子系统30包括蜂鸣报警子系统或者声光报警子系统，本实施例对此不作限定。本专利技术上述实施例可实时远程监测输电线路的温度，电压，电流，张力等相关物理参数值，避免了布线的麻烦且监测精度高。在一个实施例中，所述簇头收集簇内各传感器节点采集的架空输电线路参数并发送至汇聚节点，具体包括：(1)初始时簇头通过与其他簇头的信息交互，获取邻居簇头信息，并根据所述邻居簇头信息选取一个邻居簇头作为中继节点；(2)在架空输电线路参数传输阶段，簇头根据自身能量计算发送距离并进行定期更新，当簇头到汇聚节点的距离未超过当前的发送距离时，簇头直接将收集的架空输电线路参数发送至汇聚节点，当簇头到汇聚节点的距离超过当前的发送距离时，簇头直接将收集的架空输电线路参数发送至所选取的中继节点，其中，所述发送距离的计算公式为：式中，XI为簇头I的发送距离，UI为簇头I的当前剩余能量，UI0为簇头I的初始能量，dI为簇头I的通信距离，p为预设的基于能量的衰减因子，p的取值范围为[0.7,0.8]。本实施例基于簇头的能量设定了发送距离的计算公式，创新性地为簇头发送架空输电线路参数的路由方式选择给出了较好的衡量标准，即当簇头到汇聚节点的距离未超过当前的发送距离时，簇头直接将收集的架空输电线路参数发送至汇聚节点，当簇头到汇聚节点的距离超过当前的发送距离时，簇头直接将收集的架空输电线路参数发送至所选取的中继节点。簇头基于发送距离选择合适的路由方式，有利于减少簇头发送架空输电线路参数的能量消耗，避免簇头因能量快速消耗而失效，保障无线传感器网络中路由的稳定性。优选地，所述的分簇路由协议为基于LEACH的路由协议。在一种能够实现的方式中，所述的根据所述邻居簇头信息选取一个邻居簇头作为中继节点，包括：(1)簇头将满足备选条件的邻居簇头作为备选中继节点，构建备选中继节点集：(2)簇头在备选中继节点集中选取距离最近的备选中继节点作为中继节点；所述备选条件为：式中，QIJ表示簇头I对其邻居簇头J的信任度，初始时，簇头对各邻居簇头的信任度皆为1；QIl表示簇头I对其第l个邻居簇头的信任度，NI为簇头I的邻居簇头数量，X(I,O)为簇头I到汇聚节点的距离，X(J,O)为所述邻居簇头J到汇聚节点的距离，f[X(I,O)-X(J,O)]为判断取值函数，当X(I,O)-X(J,O)≥0时，f[X(I,O)-X(J,O)]＝1，当X(I,O)-X(J,O)＜0时，f[X(I,O)-X(J,O)]＝0。本实施例基于簇头对其各邻居簇头的信任度情况，选择距离汇聚节点更近的邻居簇头作为备选中继节点，并进一步在备选中继节点集中选择距离最近的备选中继节点作为中继节点，来负责转发簇头所采集的架空输电线路参数。本实施例相应地设置了备选中继节点的选取备选条件，为备选中继节点的选取提供了一个合适的标准，一方面保证了架空输电线路参数不会向汇聚节点相反的方向传输，另一方面保障了架空输电线路参数转发的可靠性。本实施例通过在备选中继节点集中选取距离最近的备选中继节点作为中继节点，有利于尽可能地节省架空输电线路参数转发的能量，降低能量消耗成本。在一个实施例中，簇头每隔一个时间段Δt获取中继节点的能量信息，当中继节点的当前剩余能量低于预设的能量下限时，簇头将该中继节点从备选中继节点集中剔除，并更新备选中继节点集，在更新后的备选中继节点集中选择距离最近的备选中继节点作为新的中继节点。本实施例进行中继节点的实时更新，有利于均衡各簇头的能耗。在一种实施方式中，所述更新备选中继节点集，包括：(1)簇头更新其对当前备选中继节点集中各备选中继节点的信任度：式中，QIC(z+1)表示簇头I在第z+1次更新的对其备选中继本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时智能的架空输电线路监测系统，其特征是，包括数据采集子系统和数据异常分析子系统；所述数据采集子系统包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的架空输电线路参数发送至汇聚节点，其中预先设定各传感器节点的通信距离，网络初始化时，传感器节点通过分簇路由协议分成多个簇，每个簇包括一个簇头以及多个传感器节点；簇头收集簇内各传感器节点采集的架空输电线路参数并发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的架空输电线路参数，进行处理后转发至数据异常分析子系统；数据异常分析子系统用于对汇聚节点发送的架空输电线路参数进行分析处理和显示，并在架空输电线路参数异常时进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种实时智能的架空输电线路监测系统，其特征是，包括数据采集子系统和数据异常分析子系统；所述数据采集子系统包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的架空输电线路参数发送至汇聚节点，其中预先设定各传感器节点的通信距离，网络初始化时，传感器节点通过分簇路由协议分成多个簇，每个簇包括一个簇头以及多个传感器节点；簇头收集簇内各传感器节点采集的架空输电线路参数并发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的架空输电线路参数，进行处理后转发至数据异常分析子系统；数据异常分析子系统用于对汇聚节点发送的架空输电线路参数进行分析处理和显示，并在架空输电线路参数异常时进行报警。2.根据权利要求1所述的一种实时智能的架空输电线路监测系统，其特征是，所述簇头收集簇内各传感器节点采集的架空输电线路参数并发送至汇聚节点，具体包括：(1)初始时簇头通过与其他簇头的信息交互，获取邻居簇头信息，并根据所述邻居簇头信息选取一个邻居簇头作为中继节点；(2)在架空输电线路参数传输阶段，簇头根据自身能量计算发送距离并进行定期更新，当簇头到汇聚节点的距离未超过当前的发送距...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳众宝城贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44