一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法，中监控装置和LABVIEW控制平台间通过GSM模块进行通讯，监测装置(无人机)携带红外测温装置、高清摄像机，并对其进行编号，多个电线杆或一个台区配备一个监测装置或者一个装置一次进行多点巡视，视区域大小而定(台区和台区，所和所，局和局联动)，此时可以同步得到一个片区的监控数据，得到的数据通过GSM通讯模块进行传输，利用Labview搭建的处理平台实时获取和处理数据，近可测温度，传输线路问题，远可观线路全景运行情况(环境)，数据叠加存储，并进行分析预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电网监测
，具体涉及一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法。
技术介绍
普通巡线方法是作业人员单点逐一巡视并携带红外测温仪对线路各点逐一进行单一的测温，效率低下，每次得到的数据只是一点的情况反映，不能清楚的反映整个线路的问题，定期的巡线工作不能及时获得线路的运行状态及外界环境情况，得到的监控数据都比较单一，未进行整合处理，对于线路的现场情况未能达到一个宏观可视化的视角，不能清楚的显示同杆架设等线路详细问题，且目前的巡线方法难以对电网下一时间段的运行状态进行风险预警。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，包括无人机、设置于无人机上的监控装置以及LabVIEW后台监控系统，监控装置包括上位机以及均与上位机相交互的GPRS通讯模块、GPS定位模块、视频采集模块以及红外测温模块，上位机的控制端与无人机的执行机构相交互；LabVIEW后台监控系统包括与监控装置的GPRS通讯模块进行通讯的后台GPRS通讯模块、下位机以及LabVIEW监控平台；上位机通过GPRS通讯模块将红外测温模块采集到的温度信息发送给
LabVIEW后台监控系统，LabVIEW后台监控系统根据采集到的温度信息对目标区域进行监测和预警。本专利技术进一步的改进在于：所述红外测温模块包括温度传感器、光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理电路以及显示输出单元；温度传感器采用VTIR5816型红外测温仪，温度区间为0～150℃，距离系数比为50:1。所述视频采集模块包括摄像头、对远程图像数据进行采集和压缩编码处理的远程监控端和对视频的解码、显示、采集、编解码参数配置、图像显示方式和网络传输参数进行配置的本地控制端。所述执行机构包括若干用于调整无人机飞行线路及飞行状态的电机；电机的控制端与上位机的控制信号输出端相连。5.根据权利要求1所述的电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，所述上位机和下位机均采用基于stm32单片机。一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测方法，包括以下步骤：1)将线路路径的坐标数据处理后打包预设置于上位机内，通过预设置的坐标数据与通过GPS模块实时获得的坐标数据不断进行校准，使得监控装置能按预定路线或按被监控人员操控进行巡线；2)上位机控制位于监控装置底部的红外测温模块对下方区域进行测温，飞行高度h取决于获得的红外测温模块的距离系数及视频采集模块的最佳视角，距离系数K由测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标或线路直径S之比确定，根据不同线路的直径S得到测温仪到线路之间的距离D，即h＝D＝K*S，线路杆与杆的距离为s，最佳视角θ＝2arctan(s/2K*S)，监控摄像头具有自动调焦功能，
视角会随着焦距的变化进行相应的变化，通过摄像头的自动调焦，获得最佳视角；3)巡线前对辖区范围内各杆塔间的杆塔间距s进行实地测量统计，将杆塔间距s预先存入上位机内；巡线过程中分析GPS定位模块中坐标数据发生的变化算出行进的距离s1和飞行的速度v与时间t乘积得到的距离s2，两者不断进行求和平均之后得到行进距离s3；4)t时间内，监控装置不断对巡视路径上的线路进行测温，依次采集到温度A1、A2、……、At，将行进距离s3与杆塔间距s不断进行比对，当行进距离s3与杆塔间距s相等时，对所采测得温度值A1、A2、……、At进行求和平均，即得到s距离内线路上的温度A，并开始获得温度值B1，以此类推，随着监控装置的巡视，将得到输电线路的温度值A、B、C、D、E……，将温度值通过GPRS模块发送给LabVIEW后台监控系统；5)巡线过程中，装设于无人机底部的摄像头进行图像采集，将行进距离s3与杆塔间距s不断进行比对，当s3＝s/2时进行图像采集，获得图片a，如此获得的线路图片数据与步骤4)中得到的温度数据相对应，以此类推，随着监控装置的巡视，获得图片a、b、c、d、e……，上位机将获得的图片数据处理打包后通过GPRS模块发送给LabVIEW后台监控系统；6)LabVIEW监控平台得到数据后进行分流处理，得到的温度数据放置对应的线路路径图上，对获得的影像数据进行解析以备调取，对电网运行参数进行实时显示，实时通过大数据对当前获得的数据进行分析并显示此时的电网运行风险指数，监控人员能够实时通过LabVIEW监控平台获得相应的数据。影像信息通过一台监控装置进行多点监测获得，或者通过多台监控装置单点监测获得；监测后对获得的各点影像进行拼接处理，一旦获得的各项监测数据显
示出某线路某段发生异常时，则通过预警信息及当前整条线路运行状态来调取相应段的现场影像数据，以此获得线路全面的运行状况。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术以Labview为基础的系统可以直观的看到此时线路的运行情况、温度、电网运行参数、现场影像等数据。将线路上的各单点温度数据通过处理与路径图合并，一旦某个数据发生异常，可以通过一个更为宏观的监测视角对故障的产生原因有一个更明了透彻的认知，不但可以利用大数据进行预警分析，也可以实时查看此时线路的实况图，使得解决方法更为彻底、全面，如此得到一个全新的监测方法。【附图说明】图1为监控示意图；图2-1为本专利技术的结构框图；图2-2为本专利技术的系统运行原理流程；图3-1为线路温度数据获取示意图；图3-2为线路影像数据获取示意图；图4为影像采集流程图；图5为LabVIEW配置串口；图6为LabVIEW平台数据处理流程图；图7为LabVIEW主界面结构图；图8为图像拼接程序图；图9为温度转颜色显示图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图1-图9，本专利技术中监控装置和LABVIEW控制平台间通过GSM模块进行通讯，监测装置(无人机)携带红外测温装置、高清摄像机，并对其进行编号，多个电线杆或一个台区配备一个监测装置或者一个装置一次进行多点巡视，视区域大小而定(台区和台区，所和所，局和局联动)，此时可以同步得到一个片区的监控数据，得到的数据通过GSM通讯模块进行传输，利用Labview搭建的处理平台实时获取和处理数据，近可测温度，传输线路问题，远可观线路全景运行情况(环境)，数据叠加存储，并进行分析预警。利用大数据平台进行分析当前数据情况下的运行安全指数。结合温度、天气状况、设备运行数据、外界影响情况、前几日及未来天气数据，综合得出风险指数并进行预警，告知工作人员进行对点处理，避免了盲目巡线及巡线不到位的情况。如图2-1和图2-2所示，本专利技术电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，包括无人机、设置于无人机上的监控装置以及LabVIEW后台监控系统，监控装置包括上位机以及均与上位机相交互的GPRS通讯模块、GPS定位模块、视频采集模块以及红外测温模块，上位机的控制端与无人机的执行机构相交互；LabVIEW后台监控系统包括与监控装置的GPRS通讯模块进行通讯的后台GPRS通讯模块、下位机以及LabVIEW监控平台；上位机通过GPRS通讯模块将红外测温模块采集到的温度信息发送给LabVIEW后台监控系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，包括无人机、设置于无人机上的监控装置以及LabVIEW后台监控系统，监控装置包括上位机以及均与上位机相交互的GPRS通讯模块、GPS定位模块、视频采集模块以及红外测温模块，上位机的控制端与无人机的执行机构相交互；LabVIEW后台监控系统包括与监控装置的GPRS通讯模块进行通讯的后台GPRS通讯模块、下位机以及LabVIEW监控平台；上位机通过GPRS通讯模块将红外测温模块采集到的温度信息发送给LabVIEW后台监控系统，LabVIEW后台监控系统根据采集到的温度信息对目标区域进行监测和预警。

【技术特征摘要】
1.一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，包括无人机、设置于无人机上的监控装置以及LabVIEW后台监控系统，监控装置包括上位机以及均与上位机相交互的GPRS通讯模块、GPS定位模块、视频采集模块以及红外测温模块，上位机的控制端与无人机的执行机构相交互；LabVIEW后台监控系统包括与监控装置的GPRS通讯模块进行通讯的后台GPRS通讯模块、下位机以及LabVIEW监控平台；上位机通过GPRS通讯模块将红外测温模块采集到的温度信息发送给LabVIEW后台监控系统，LabVIEW后台监控系统根据采集到的温度信息对目标区域进行监测和预警。2.根据权利要求1所述的电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，所述红外测温模块包括温度传感器、光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理电路以及显示输出单元；温度传感器采用VTIR5816型红外测温仪，温度区间为0～150℃，距离系数比为50:1。3.根据权利要求1所述的电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，所述视频采集模块包括摄像头、对远程图像数据进行采集和压缩编码处理的远程监控端和对视频的解码、显示、采集、编解码参数配置、图像显示方式和网络传输参数进行配置的本地控制端。4.根据权利要求1所述的电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，所述执行机构包括若干用于调整无人机飞行线路及飞行状态的电机；电机的控制端与上位机的控制信号输出端相连。5.根据权利要求1所述的电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，其特征在于，所述上位机和下位机均采用基于stm32单片机。6.一种采用权利要求1-5任意一项所述系统的电网线路智能巡线及运行安全
\t风险预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将线路路径的坐标数据处理后打包预设置于上位机内，通过预设置的坐标数据与通过GPS模块实时获得的坐标数据不断进行校准，使得监控装置能按预定路线或按被监控人员操控进行巡线；2)上位机控制位于监控装置底部的红外测温模块对下方区域进行测温，飞行高度h取决于获得的红外测温模块的距离系数及视频采集模块的最佳视角，距离系数K由测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标或线路直...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东东，杨晓妍，杜涛，田雨，张莉，王森，曾鹏，祝青，何明浩，王文渊，赵逸强，王镜杰，任飞，何猛，裴杰，马良，刘景，韦婉钰，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网陕西省电力公司咸阳供电公司，许继电源有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11