基于高压输电线路分布式在线监测系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010054548.X (22)申请日 2020.01.17 (71)申请人 安徽国锦电力工程有限公司 地址 230000 安徽省合肥市蜀山区金寨路 999号自由舱公寓1207室 (72)发明人 张建军陆彬彬 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) G01R 31/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于高压输电线路分布式在线监测系 统 (57)摘要 本发明涉及高压输电技术领域， 且公开了一 种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 包括 用。

2、于监测数据的环境数据采集模块、 用于分段布 控的分布式监控单元、 监控器摄像头、 通信组件 摄像头以及远程无线通信组件， 环境数据采集模 块包括了风速风向传感器、 温度传感器、 湿度传 感器、 压力传感器以及倾角传感器， 分布式监控 单元包括了多个分布式监控设备， 环境数据采集 模块中的各个传感器的输出端分别电连接在分 布式监控单元中对应的分布式监控设备的输入 端。 通过设置分布式监控单元中的每个分布式监 控设备， 对用于采集不同信息的传感器进行数据 监控， 使得分布式压输电线路分布式在线监测系 统可以通过多个传感器采集到不同的环境信息。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 11122。

3、4470 A 2020.06.02 CN 111224470 A 1.一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 包括用于监测数据的环境数据采集模 块、 用于分段布控的分布式监控单元、 监控器摄像头、 通信组件摄像头以及远程无线通信组 件， 其特征在于： 所述环境数据采集模块包括了风速风向传感器、 温度传感器、 湿度传感器、 压力传感器以及倾角传感器， 所述分布式监控单元包括了多个分布式监控设备， 所述环境 数据采集模块中的各个传感器的输出端分别电连接在分布式监控单元中对应的分布式监 控设备的输入端， 所述分布式监控单元将环境数据采集模块监控到数据存储至一级存储模 块中， 所述用于监控分布式监控。

4、单元的监控摄像头拍摄的视频数据也存储至一级存储模块 中； 所述远程无线通信组件包括了太阳能电池板以及太阳能控制单元， 所述太阳能控制单 元包括了太阳能充电模块以及太阳能放电模块， 所述太阳能电池板的输出端电连接有太阳 能充电模块的输入端， 所述太阳能放电模块的输出端电连接有蓄电池的输入端， 所述蓄电 池为整个远程无线通信组件进行供电， 所述太阳能放电模块放出的电能在对蓄电池充电的 同时， 还对监控数据采集模块以及射频收发模块进行供电， 所述监控数据采集模块的输入 端电连接有分布式监控单元的输出端， 所述监控数据采集模块的输出端电连接有属于远程 无线通信组件的数据接收端口的输入端， 所述监控数据。

5、采集模块双向电连接有射频收发模 块， 所述射频收发模块双向电连接有天线发射模块； 所述远程无线通信组件中的数据接收端口的输出端电连接有二级存储模块的输入端， 所述远程无线通信组件中的天线发射模块双向电连接有基站设备， 所述基站设备的输出端 电连接有二级存储模块的输入端， 所述用于监控远程无线通信组件的通信组件摄像头拍摄 的视频数据也存储至二级存储模块中， 所述基站设备的输出端电连接有变电站设备的输入 端， 所述变电站设备的输出端电连接有主控器终端的输入端， 所述变电站设备的输出端电 连接有三级存储模块的输入端。 2.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所。

6、 述风速风向传感器设置在基站杆塔的塔头， 用于监测杆塔周围的风速以及风向， 该风速风 向传感器的测量振幅为1500 ， 测量频率小于200HZ， 测量由于自然风引起的导线振动， 所 述温度传感器以及湿度传感器设置在基站杆塔中部的绝缘子内， 用于测量基站杆塔上导线 和金具的温湿度， 所述压力传感器用于监测空中漂浮物是否干扰基站杆塔的正常工作， 所 述倾角传感器分别位于基站杆塔的塔头以及基站杆塔的中部， 用于监测杆塔的应变能力。 3.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所 述分布式监测设备内部的网络结构呈星型网络结构， 且多个所述分布式监测设备间的网络 结构。

7、呈带状无线多跳网络结构， 且各个分布式监测设备分别设置有一定的间隔范围。 4.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所 述基站设备包括了串口通讯模块、 数据分析模块、 数据报警模块以及通信模块， 所述串口通 讯模块被配置为解读从天线发射模块接收的高压输电线路的监测数据， 所述数据分析模块 以及数据报警模块被配置为对高压输电线路的监测数据进行分析， 比较高压输电线路的监 测数据与对应系统中的警戒值， 若高压输电线路的监测数据超过该警戒值， 则输出报警信 息给通信模块， 通信模块将报警信息发送至变电站设备。 5.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在。

8、线监测系统， 其特征在于： 所 述变电站设备包括了串口通讯模块、 数据检测模块以及通信模块， 所述变电站设备的串口 权利要求书 1/2 页 2 CN 111224470 A 2 通讯模块被配置为解读从基站设备接收的高压输电线路的监测数据， 并利用数据检测模块 对得到的监测数据进行再次检测， 由变电站设备的通信模块发送至主控器终端。 6.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所 述一级存储模块、 二级存储模块以及三级存储模块的存储量由小到大依次增加， 视频存储 采用满后采用自动覆盖方式实现视频轮询存储。 7.根据权利要求6所述的一种基于高压输电线路分布式在线。

9、监测系统， 其特征在于： 所 述一级存储模块视频存储满7天后， 进行自动覆盖， 所述二级存储模块视频存储满30天后， 进行自动覆盖， 所述三级存储模块视频存储满180天后， 进行自动覆盖。 8.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所 述一级存储模块、 二级存储模块以及三级存储模块存储的环境数据信息都存在前后端备份 数据， 一旦出现网络中断情况， 后端的存储服务器就可以在网络重新接通成功后， 将网络失 效期间存储在前端缓存区的监控数据以备份的方式传输到后端。 9.根据权利要求1所述的一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 其特征在于： 所 述远程无线通信。

10、组件还采用电流感应取电方式， 在蓄电池在低温环境中工作效率低下时使 用。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111224470 A 3 一种基于高压输电线路分布式在线监测系统 技术领域 0001 本发明涉及高压输电技术领域， 具体为一种基于高压输电线路分布式在线监测系 统。 背景技术 0002 智能电网的目标是以高压电网为骨干网架、 各级电网协调发展的电网为基础， 利 用先进的通信、 信息和控制技术， 构建以信息化、 自动化、 互动化为特征的国际领先、 自主创 新、 中国特色的智能电网。 其中， 对高压电网各个环节重要运行参数的在线监测， 以便从安 全性、 可靠性、 可调节、 抗扰动等方面加强。

11、对设备状态的预测、 预防、 调控， 基于可靠的运行 参数建立输电线路的智能决策， 是实现智能电网的核心要求。 现有技术中主要是以设备生 产企业的定期、 自检为主， 检测的方式以人工监测为主， 然后将监测结果以有线通讯的方式 传递到控制中心， 这种传统的输变电监测方式存在静态、 监测范围有限以及数据容易丢失 等问题。 0003 为此， 我们提出了一种基于高压输电线路分布式在线监测系统具备分布式监控， 监控范围广， 监测数据全， 监测数据不易丢失的优点。 发明内容 0004 (一)解决的技术问题 0005 针对现有技术的不足， 本发明提供了一种基于高压输电线路分布式在线监测系 统， 具备分布式监控。

12、， 监控范围广， 监测数据全， 监测数据不易丢失的优点， 解决了上述背景 技术中所提出的问题。 0006 (二)技术方案 0007 为实现上述具备分布式监控， 监控范围广， 监测数据全， 监测数据不易丢失的目 的， 本发明提供如下技术方案： 0008 一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 包括用于监测数据的环境数据采集 模块、 用于分段布控的分布式监控单元、 监控器摄像头、 通信组件摄像头以及远程无线通信 组件， 所述环境数据采集模块包括了风速风向传感器、 温度传感器、 湿度传感器、 压力传感 器以及倾角传感器， 所述分布式监控单元包括了多个分布式监控设备， 所述环境数据采集 模块中的各个。

13、传感器的输出端分别电连接在分布式监控单元中对应的分布式监控设备的 输入端， 所述分布式监控单元将环境数据采集模块监控到数据存储至一级存储模块中， 所 述用于监控分布式监控单元的监控摄像头拍摄的视频数据也存储至一级存储模块中； 0009 所述远程无线通信组件包括了太阳能电池板以及太阳能控制单元， 所述太阳能控 制单元包括了太阳能充电模块以及太阳能放电模块， 所述太阳能电池板的输出端电连接有 太阳能充电模块的输入端， 所述太阳能放电模块的输出端电连接有蓄电池的输入端， 所述 蓄电池为整个远程无线通信组件进行供电， 所述太阳能放电模块放出的电能在对蓄电池充 电的同时， 还对监控数据采集模块以及射频收。

14、发模块进行供电， 所述监控数据采集模块的 说明书 1/5 页 4 CN 111224470 A 4 输入端电连接有分布式监控单元的输出端， 所述监控数据采集模块的输出端电连接有属于 远程无线通信组件的数据接收端口的输入端， 所述监控数据采集模块双向电连接有射频收 发模块， 所述射频收发模块双向电连接有天线发射模块； 0010 所述远程无线通信组件中的数据接收端口的输出端电连接有二级存储模块的输 入端， 所述远程无线通信组件中的天线发射模块双向电连接有基站设备， 所述基站设备的 输出端电连接有二级存储模块的输入端， 所述用于监控远程无线通信组件的通信组件摄像 头拍摄的视频数据也存储至二级存储模块。

15、中， 所述基站设备的输出端电连接有变电站设备 的输入端， 所述变电站设备的输出端电连接有主控器终端的输入端， 所述变电站设备的输 出端电连接有三级存储模块的输入端。 0011 优选的， 所述风速风向传感器设置在基站杆塔的塔头， 用于监测杆塔周围的风速 以及风向， 该风速风向传感器的测量振幅为1500 ， 测量频率小于200HZ， 测量由于自然风 引起的导线振动， 所述温度传感器以及湿度传感器设置在基站杆塔中部的绝缘子内， 用于 测量基站杆塔上导线和金具的温湿度， 所述压力传感器用于监测空中漂浮物是否干扰基站 杆塔的正常工作， 所述倾角传感器分别位于基站杆塔的塔头以及基站杆塔的中部， 用于监 测。

16、杆塔的应变能力。 0012 优选的， 所述分布式监测设备内部的网络结构呈星型网络结构， 且多个所述分布 式监测设备间的网络结构呈带状无线多跳网络结构， 且各个分布式监测设备分别设置有一 定的间隔范围。 0013 优选的， 所述基站设备包括了串口通讯模块、 数据分析模块、 数据报警模块以及通 信模块， 所述串口通讯模块被配置为解读从天线发射模块接收的高压输电线路的监测数 据， 所述数据分析模块以及数据报警模块被配置为对高压输电线路的监测数据进行分析， 比较高压输电线路的监测数据与对应系统中的警戒值， 若高压输电线路的监测数据超过该 警戒值， 则输出报警信息给通信模块， 通信模块将报警信息发送至变。

17、电站设备。 0014 优选的， 所述变电站设备包括了串口通讯模块、 数据检测模块以及通信模块， 所述 变电站设备的串口通讯模块被配置为解读从基站设备接收的高压输电线路的监测数据， 并 利用数据检测模块对得到的监测数据进行再次检测， 由变电站设备的通信模块发送至主控 器终端。 0015 优选的， 所述一级存储模块、 二级存储模块以及三级存储模块的存储量由小到大 依次增加， 视频存储采用满后采用自动覆盖方式实现视频轮询存储。 0016 优选的， 所述一级存储模块视频存储满7天后， 进行自动覆盖， 所述二级存储模块 视频存储满30天后， 进行自动覆盖， 所述三级存储模块视频存储满180天后， 进行自。

18、动覆盖。 0017 优选的， 所述一级存储模块、 二级存储模块以及三级存储模块存储的环境数据信 息都存在前后端备份数据， 一旦出现网络中断情况， 后端的存储服务器就可以在网络重新 接通成功后， 将网络失效期间存储在前端缓存区的监控数据以备份的方式传输到后端。 0018 优选的， 所述远程无线通信组件还采用电流感应取电方式， 在蓄电池在低温环境 中工作效率低下时使用。 0019 (三)有益效果 0020 与现有技术相比， 本发明提供了一种基于高压输电线路分布式在线监测系统， 具 备以下有益效果： 说明书 2/5 页 5 CN 111224470 A 5 0021 1、 该基于高压输电线路分布式在。

19、线监测系统， 通过设置分布式监控单元中的每个 分布式监控设备， 对用于采集不同信息的传感器进行数据监控， 使得分布式压输电线路分 布式在线监测系统可以通过多个传感器采集到不同的环境信息， 分布式监控设备可以通过 远程无线通信组件将监测数据传输至基站设备中， 再根据数据信息的报警临界值选择是否 将数据传输至变电站设备甚至是主控器终端， 保证了该基于高压输电线路分布式在线监测 系统的分布式多段监测效果。 0022 2、 该基于高压输电线路分布式在线监测系统， 通过设置多级的存储模块， 各级的 存储模块分布在监控单元、 基站设备以及变电站设备， 为各级监测部门提供一定时间的数 据存储， 为实现对输电。

20、线路的全天候监测， 使管理人员及时了解现场信息， 将事故消灭在萌 芽状态。 附图说明 0023 图1为本发明系统流程图； 0024 图2为本发明系统的基站设备结构示意图； 0025 图3为本发明系统的变电站设备结构示意图。 具体实施方式 0026 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0027 请参阅图1-3， 一种基于高压输电线路分布式在线监测系统，。

21、 包括用于监测数据的 环境数据采集模块、 用于分段布控的分布式监控单元、 监控器摄像头、 通信组件摄像头以及 远程无线通信组件， 环境数据采集模块包括了风速风向传感器、 温度传感器、 湿度传感器、 压力传感器以及倾角传感器， 分布式监控单元包括了多个分布式监控设备， 环境数据采集 模块中的各个传感器的输出端分别电连接在分布式监控单元中对应的分布式监控设备的 输入端， 分布式监测设备间的网络结构呈带状无线多跳网络结构， 且各个分布式监测设备 分别设置有一定的间隔范围， 分布式监控单元将环境数据采集模块监控到数据存储至一级 存储模块中， 用于监控分布式监控单元的监控摄像头拍摄的视频数据也存储至一级。

22、存储模 块中， 风速风向传感器设置在基站杆塔的塔头， 用于监测杆塔周围的风速以及风向， 该风速 风向传感器的测量振幅为1500 ， 测量频率小于200HZ， 测量由于自然风引起的导线振动， 温度传感器以及湿度传感器设置在基站杆塔中部的绝缘子内， 用于测量基站杆塔上导线和 金具的温湿度， 压力传感器用于监测空中漂浮物是否干扰基站杆塔的正常工作， 倾角传感 器分别位于基站杆塔的塔头以及基站杆塔的中部， 用于监测杆塔的应变能力； 0028 远程无线通信组件包括了太阳能电池板以及太阳能控制单元， 太阳能控制单元包 括了太阳能充电模块以及太阳能放电模块， 太阳能电池板的输出端电连接有太阳能充电模 块的输。

23、入端， 太阳能放电模块的输出端电连接有蓄电池的输入端， 蓄电池为整个远程无线 通信组件进行供电， 太阳能放电模块放出的电能在对蓄电池充电的同时， 还对监控数据采 集模块以及射频收发模块进行供电， 监控数据采集模块的输入端电连接有分布式监控单元 说明书 3/5 页 6 CN 111224470 A 6 的输出端， 监控数据采集模块的输出端电连接有属于远程无线通信组件的数据接收端口的 输入端， 监控数据采集模块双向电连接有射频收发模块， 射频收发模块双向电连接有天线 发射模块， 通过设置分布式监控单元中的每个分布式监控设备， 对用于采集不同信息的传 感器进行数据监控， 使得分布式压输电线路分布式在。

24、线监测系统可以通过多个传感器采集 到不同的环境信息， 分布式监控设备可以通过远程无线通信组件将监测数据传输至基站设 备中， 再根据数据信息的报警临界值选择是否将数据传输至变电站设备甚至是主控器终 端， 保证了该基于高压输电线路分布式在线监测系统的分布式多段监测效果； 0029 远程无线通信组件中的数据接收端口的输出端电连接有二级存储模块的输入端， 远程无线通信组件中的天线发射模块双向电连接有基站设备， 基站设备包括了串口通讯模 块、 数据分析模块、 数据报警模块以及通信模块， 串口通讯模块被配置为解读从天线发射模 块接收的高压输电线路的监测数据， 数据分析模块以及数据报警模块被配置为对高压输电。

25、 线路的监测数据进行分析， 比较高压输电线路的监测数据与对应系统中的警戒值， 若高压 输电线路的监测数据超过该警戒值， 则输出报警信息给通信模块， 通信模块将报警信息发 送至变电站设备， 基站设备的输出端电连接有二级存储模块的输入端， 用于监控远程无线 通信组件的通信组件摄像头拍摄的视频数据也存储至二级存储模块中， 基站设备的输出端 电连接有变电站设备的输入端， 变电站设备的串口通讯模块被配置为解读从基站设备接收 的高压输电线路的监测数据， 并利用数据检测模块对得到的监测数据进行再次检测， 由变 电站设备的通信模块发送至主控器终端， 变电站设备的输出端电连接有主控器终端的输入 端， 变电站设备。

26、的输出端电连接有三级存储模块的输入端， 一级存储模块、 二级存储模块以 及三级存储模块的存储量由小到大依次增加， 视频存储采用满后采用自动覆盖方式实现视 频轮询存储， 一级存储模块视频存储满7天后， 进行自动覆盖， 二级存储模块视频存储满30 天后， 进行自动覆盖， 三级存储模块视频存储满180天后， 进行自动覆盖， 一级存储模块、 二 级存储模块以及三级存储模块存储的环境数据信息都存在前后端备份数据， 一旦出现网络 中断情况， 后端的存储服务器就可以在网络重新接通成功后， 将网络失效期间存储在前端 缓存区的监控数据以备份的方式传输到后端， 设置多级的存储模块， 各级的存储模块分布 在监控单元。

27、、 基站设备以及变电站设备， 为各级监测部门提供一定时间的数据存储， 为实现 对输电线路的全天候监测， 使管理人员及时了解现场信息， 将事故消灭在萌芽状态。 0030 在本发明的实施例中， 当该基于高压输电线路分布式在线监测系统设置在偏远严 寒地区时， 在蓄电池在低温环境中工作效率低下时， 无法正常提供设备供电时， 远程无线通 信组件还采用电流感应取电方式， 为远程无线通信组件以及分布式监控设备进行供电， 保 证了该基于高压输电线路分布式在线监测系统的正常运作。 0031 综上所述， 该基于高压输电线路分布式在线监测系统， 通过设置分布式监控单元 中的每个分布式监控设备， 对用于采集不同信息的。

28、传感器进行数据监控， 使得分布式压输 电线路分布式在线监测系统可以通过多个传感器采集到不同的环境信息， 分布式监控设备 可以通过远程无线通信组件将监测数据传输至基站设备中， 再根据数据信息的报警临界值 选择是否将数据传输至变电站设备甚至是主控器终端， 保证了该基于高压输电线路分布式 在线监测系统的分布式多段监测效果。 0032 该基于高压输电线路分布式在线监测系统， 通过设置多级的存储模块， 各级的存 储模块分布在监控单元、 基站设备以及变电站设备， 为各级监测部门提供一定时间的数据 说明书 4/5 页 7 CN 111224470 A 7 存储， 为实现对输电线路的全天候监测， 使管理人员及。

29、时了解现场信息， 将事故消灭在萌芽 状态。 0033 本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程 序或协议与硬件相结合的功能模块， 该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身 均为本领域技术人员公知的技术， 其不是本系统的改进之处； 本系统的改进为各模块之间 的相互作用关系或连接关系， 即为对系统的整体的构造进行改进， 以解决本系统所要解决 的相应技术问题。 0034 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 5/5 页 8 CN 111224470 A 8 图1 图2 说明书附图 1/2 页 9 CN 111224470 A 9 图3 说明书附图 2/2 页 10 CN 111224470 A 10 。