一种智能电网输电线路状态在线监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能电网输电线路状态在线监测系统及其监测方法，涉及智能电网领域，主控芯片对参数信息进行编码和压缩，通过调用数据通信模块和安全加密模块将处理后有效参数信息以IP包的方式发送到数据网关，数据网关采用光端机将杆塔上的处理后有效参数信息传输至监控中心，实现处理后有效参数信息的落地；监控中心通过对处理后有效参数信息进行解析，实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片数据进行分析比对，确保高压线路的安全运行。本发明专利技术通过采用无线3G模块和2.4G射频模块解决了线路上容易被非法攻击或是篡改的安全隐患。采用多种安全机制和国密算法保证数据的安全性，将数据安全回传到数据中心。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，涉及智能电网领域，主控芯片对参数信息进行编码和压缩，通过调用数据通信模块和安全加密模块将处理后有效参数信息以IP包的方式发送到数据网关，数据网关采用光端机将杆塔上的处理后有效参数信息传输至监控中心，实现处理后有效参数信息的落地；监控中心通过对处理后有效参数信息进行解析，实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片数据进行分析比对，确保高压线路的安全运行。本专利技术通过采用无线3G模块和2.4G射频模块解决了线路上容易被非法攻击或是篡改的安全隐患。采用多种安全机制和国密算法保证数据的安全性，将数据安全回传到数据中心。【专利说明】
本专利技术涉及智能电网领域，尤其涉及。
技术介绍
随着电力建设的迅速发展，电网规模的不断扩大，在复杂地形条件下的电网建设和设备维护工作也越来越多。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参数进行远程监测成为一项迫切工作。输电环节智能化有助于充分利用现有电网资源，大幅度提高输电线路输送能力，降低输电成本，输电线路在线监测系统是智能电网输电环节的重要组成部分，实现状态评估、故障诊断、状态检修和风险预警，是实现输电线路状态可控、能控和在控，提升生产运行管理精益化水平的重要技术手段。 实际应用中电力行业高压输电线路、塔基多数呈线状式分布，且很多地理位置处于人烟稀少的地方，平时无人或少人值守，巡线管理人员只是在固定的时间去进行设备维护工作。远距离高压输电线路所处的地理环境、气候条件比较恶劣，不仅要耐受恶劣气候的考验，还有就是很多不法分子对电力设施、电力电缆、高压铁塔等偷盗、破坏现象频频出现，造成巨大损失。但是目前现有的监测系统都是通过单一的通信方式RF通信或是GPRS通信来实现数据的回传，在出现极端天气情况下极易出现问题数据不能稳定回传的情况，造成对设备的失控。同时在数据传输中多采用采用简单的累加和校验进行验证或是采用国外通用算法实现，容易被非法攻击或是篡改，存在极大的安全隐患，急切的需要一套能够稳定实时、安全可靠的输电线路状态在线监测系统及其监测方法。
技术实现思路
本专利技术提供了，本专利技术通过采用无线3G模块和2.4G射频模块双重保证的方式来实现数据的稳定传输，同时在数据传输中多采用PKI机制和国密算法保证数据的安全性，解决了线路上容易被非法攻击或是篡改的安全隐患，详见下文描述: 一种智能电网输电线路状态在线监测系统，包括:主控芯片，监测系统还包括:数据采集模块、电源供电模块、数据通信模块、安全加密模块、数据信息存储模块、状态检测模块、数据网关和监控中心， 所述电源供电模块为所述主控芯片、所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块和所述状态检测模块提供电源； 所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块和所述状态检测模块分别电连接所述主控芯片； 所述数据采集模块实时采集数据，采集的数据包括覆冰、气象、图像、导线温度、导线微风振动、舞动或反外力破坏的参数信息，所述数据采集模块将采集到的参数信息传输至所述主控芯片； 所述主控芯片对所述参数信息进行编码和压缩，通过调用所述数据通信模块和所述安全加密模块将处理后有效参数信息以IP包的方式发送到所述数据网关，所述数据网关采用光端机将杆塔上的处理后有效参数信息传输至所述监控中心，实现处理后有效参数信息的落地； 所述状态监测模块用于实时检测所述主控芯片、所述数据采集模块、所述电源供电模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块的运行状态； 所述监控中心通过对处理后有效参数信息进行解析，实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片数据进行分析比对，确保高压线路的安全运行。 所述安全加密模块用于产生随机密钥，SMl、SM2和SM3密码算法的功能实现及证书的存储，完成身份认证及加解密。 所述数据通信模块采用无线3G模块和2.4G射频模块双重设计。 所述无线3G模块为EM770W。 所述2.4G射频模块为ZM2410。 一种智能电网输电线路状态在线监测方法，所述方法包括以下步骤: (I)主控芯片通过USB接口读取安全加密模块内存储的数字证书及私钥信息； (2)安全加密模块内置加密算法，使用私钥，对用户登录信息进行签名加密； (3)根据PKCS#7标准，将原文、签名后的密文和自己的数字证书打包； (4)主控芯片通过数据通信模块将数据打包报文发送给数据网关； (5)数据网关收到报文，根据PKCS#7格式读出打包信息； (6)数据网关验证主控芯片所提供的数字证书的有效期、证书链，并完成黑名单检查，失败则放弃； (7)有效期、证书链和黑名单验证通过后，数据网关即使用主控芯片的数字证书的公钥对用户所提供的密文进行解密； (8)解密后的报文和原文核对，相同则表明接受由主控芯片提交的数字证书所申明的身份； (9)解密报文后得到双方“一次一密”数据传输的加解密密钥，完成数据信息的安全传输。 本专利技术提供的技术方案的有益效果是:本专利技术通过采用无线3G模块和2.4G射频模块双重保证的方式来实现数据的稳定传输，同时在数据传输中多采用PKI机制和国密算法保证数据的安全性，解决了线路上容易被非法攻击或是篡改的安全隐患。采用多种安全机制和国密算法保证数据的安全性，在SM2公钥算法的保护下将数据安全回传到数据中心。 【专利附图】【附图说明】 图1为一种智能电网输电线路状态在线监测系统的结构示意图； 图2为一种智能电网输电线路状态在线监测方法的流程图。 附图中，各标号所代表的部件列表如下: 1:主控芯片；2:数据采集模块； 3:电源供电模块；4:数据通信模块； 5:安全加密模块；6:数据信息存储模块； 7:状态检测模块；8:数据网关； 9:监控中心。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。 实施例1 为了避免在极端天气情况下出现问题数据不能稳定回传的情况，本专利技术实施例提供了一种智能电网输电线路状态在线监测系统，参见图1，该智能电网输电线路状态在线监测系统包括:主控芯片1、数据采集模块2、电源供电模块3、数据通信模块4、安全加密模块 5、数据信息存储模块6、状态检测模块7、数据网关8和监控中心9， 电源供电模块3为主控芯片1、数据采集模块2、数据通信模块4、安全加密模块5和数据信息存储模块6和状态检测模块7提供电源；数据采集模块2、数据通信模块4、安全加密模块5、数据信息存储模块6和状态检测模块7分别电连接主控芯片I。 数据采集模块2实时采集数据，采集的数据包括覆冰、气象、图像(视频)、导线温度、导线微风振动、舞动或反外力破坏等参数信息，数据采集模块2将采集到的参数信息传输至主控芯片I。 主控芯片I对参数信息进行编码和压缩，通过调用数据通信模块4和安全加密模块5将处理后有效参数信息以IP包的方式发送到外部的数据网关8，完成与具备光纤接入条件杆塔上的数据网关8之间的安全数据传输，数据网关8采用光端机将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电网输电线路状态在线监测系统，包括：主控芯片，其特征在于，监测系统还包括：数据采集模块、电源供电模块、数据通信模块、安全加密模块、数据信息存储模块、状态检测模块、数据网关和监控中心，所述电源供电模块为所述主控芯片、所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块和所述状态检测模块提供电源；所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块和所述状态检测模块分别电连接所述主控芯片；所述数据采集模块实时采集数据，采集的数据包括覆冰、气象、图像、导线温度、导线微风振动、舞动或反外力破坏的参数信息，所述数据采集模块将采集到的参数信息传输至所述主控芯片；所述主控芯片对所述参数信息进行编码和压缩，通过调用所述数据通信模块和所述安全加密模块将处理后有效参数信息以IP包的方式发送到所述数据网关，所述数据网关采用光端机将杆塔上的处理后有效参数信息传输至所述监控中心，实现处理后有效参数信息的落地；所述状态监测模块用于实时检测所述主控芯片、所述数据采集模块、所述电源供电模块、所述数据通信模块、所述安全加密模块、所述数据信息存储模块的运行状态；所述监控中心通过对处理后有效参数信息进行解析，实时浏览观测各监控点的现场情况，维护监控人员通过从现场发送来的视频、图片数据进行分析比对，确保高压线路的安全运行。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂林，李玉烨，梁仕伟，刘政，牛荣杰，王庆彪，王东海，张少杰，张学强，袁宏华，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网天津宝坻供电有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12