一种高压输电线路的舞动监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种高压输电线路的舞动监测系统及方法，涉及高压输电线路舞动监测技术领域。系统包括设置于高压输电线路上的一至多个舞动监测仪、综合基站设备、舞动监测中心设备、远程监测中心设备；舞动监测仪中设置有加速度传感器、角速度传感器；舞动监测仪通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据加速度数据以及角速度数据确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；将实时运动轨迹传输到综合基站设备处；最终可传输至远程监测中心设备。通过加速度传感器与角速度传感器相结合的方式以及相应的滤波算法，可提高高压输电线路的舞动监测的轨迹还原精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压输电线路舞动监测
，尤其涉及一种高压输电线路的舞动监测系统及监测方法。
技术介绍
目前，随着电力系统的不断发展，以及超高压线路的广泛兴建，舞动事故也日益频繁，强度也明显增加，高压输电线路的舞动已成为威胁线路安全的最重要因素之一。高压输电线路的舞动成为人们越来越关注的问题。当前，为了应对高压输电线路的舞动，电力系统中一般采用舞动监测仪。舞动监测仪是采集实时高压输电线路舞动数据的专用仪器。长期稳定且准确的监测数据意义重大。包括：分析输电线路覆冰舞动的影响因素，揭示线路舞动形成的作用机理和微地形条件下舞动发生规律；建立不同影响因素的预测因子阈值库，建立基于气象、地形、线路结构等多因素和微尺度数值预报模式的输电线路覆冰舞动预测模型，提出架空线路覆冰舞动智能预警方法；实现架空线路舞动预测预警系统与微尺度气象数值预报结果、地形、线路结构和历史舞动线路等数据库的系统集成。服务于建设输电线路舞动预报预警示范工程，能够显著降低输电线路舞动跳闸事故的发生，提高电网抵御线路覆冰舞动灾害的能力。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种高压输电线路的舞动监测系统及监测方法，以提高高压输电线路的舞动监测的轨迹还原精度。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高压输电线路的舞动监测系统，包括：设置于高压输电线路上的一至多个舞动监测仪、能与所述舞动监测仪进行通讯的综合基站设备、与所述综合基站设备通讯连接的舞动监测中心设备、与所述舞动监测中心设备通讯连接的远程监测中心设备；所述舞动监测仪包括中央处理电路、存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述中央处理电路分别连接所述存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述舞动监测仪，用于通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据所述加速度数据以及所述角速度数据确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；将所述实时运动轨迹传输到所述综合基站设备处；所述综合基站设备，用于将所述实时运动轨迹传输至舞动监测中心设备处；所述舞动监测中心设备，用于将所述实时运动轨迹传输至远程监测中心设备。具体的，所述综合基站设备包括为所述综合基站设备供电的电源设备；所述电源设备的充电端连接有风光互补控制器的输出端；所述风光互补控制器的输入端分别连接风力发电设备和太阳能发电设备；所述综合基站设备设置于支撑高压输电线路的杆塔上。具体的，连接在两个杆塔之间的高压输电线路上设置有一至多个舞动监测仪；两个杆塔之间的高压输电线路上的舞动监测仪数量为n；其中，n＝2x-1；x为两个杆塔之间的高压输电线路的舞动半波数；各舞动检测仪分布设置于各舞动半波的舞动波峰处以及相邻舞动半波的节点处。进一步的，所述综合基站设备，还用于接收舞动监测中心设备的采样周期指令，并根据所述采样周期指令确定综合基站设备的采样周期。进一步的，所述综合基站设备，还用于根据所述采样周期向综合基站设备覆盖范围内的舞动监测仪发送采集指令；所述舞动监测仪，还用于在接收到所述采集指令后，通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据互补滤波算法对所述角速度数据进行校正，生成校正后的角速度数据；根据高压输电线路的加速度数据和所述校正后的角速度数据，确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；所述综合基站设备，还用于向综合基站设备覆盖范围内的舞动监测仪发送数据读取指令；所述舞动监测仪，还用于在接收到所述数据读取指令后，向所述综合基站设备发送高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹。此外，所述舞动监测仪，具体用于：确定角速度传感器相对于一预设坐标系的初始俯仰角θ、初始滚转角φ以及初始航向角ψ；将初始俯仰角θ、初始滚转角φ以及初始航向角ψ转换为方向余弦矩阵其中：Cbn=cosθcosψ-cosφsinψ+sinφsinθinθcsinφsinψ+cosφsinθcosψcosθsinψcosφcosψ+sinφsinθsinψ-sinφcosψ+cosφsinθsinψ-sinθsinφcosθcosφcosθ=q02+q12-q22-q322(q1q2-q0q3)2(q1q3+q0q2)2(q1q2+q0q3)q02-q12+q22-q322(q2q3-q0q1)2(q1q3-q0q2)2(q0q1+q2q3)q02-q12-q22+q32]]>根据所述方向预先矩阵及重力加速度在导航坐标系n系中的分量gn，计算重力加速度在高压输电线路舞动时的坐标系b系下的分量其中，确定所述加速度数据在高压输电线路舞动时的坐标系b系下的分量ax、ay、az，并根据所述ax、ay、az确定加速度数据的重力分量其中，根据所述和所述确定第t次采样时的第一误差量ωerror(t)；其中，确定第一误差量ωerror(t)对应的比例调节误差量ωP-correction(t)和积分调节误差量ωI-correction(t)；其中，ωP-correction(t)＝KP·ωerror(t)；KP为比例调节系数；ωI-correction(t)＝ωI-correction(t-1)+KI·dt·ωerror(t)；KI为积分调节系数；根据比例调节误差量ωP-correction(t)和积分调节误差量ωI-correction(t)确定总调节误差量ωcorrection(t)；其中，ωcorrection(t)＝ωP-correction(t)+ωI-correction(t)根据所述总调节误差量ωcorrection(t)和角速度传感器实时采集的角速度数据ωgyro(t)，生成校正后的角速度数据ω(t)；其中，ω(t)＝ωgyro(t)+ωcorrection(t)。一种高压输电线路的舞动监测方法，应用于上述的高压输电线路的舞动监测系统；方法包括：舞动监测仪通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；舞动监测仪根据所述加速度数据以及所述角速度数据确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹，并将所述实时运动轨迹传输到所述综合基站设备处；综合基站设备将所述实时运动轨迹传输至舞动监测中心设备处；舞动监测中心设备将所述实时运动轨迹传输至远程监测中心设备。进一步的，该高压输电线路的舞动监测方法，还包括：所述综合基站设备接收舞动监测中心设备的采样周期指令，并根据所述采样周期指令确定综合基站设备的采样周期。此外，该高压输电线路的舞动监测方法，还包括：所述综合基站设备根据所述采样周期向综合基站设备覆盖范围内的舞动监测仪发送采集指令；所述舞动监测仪在接收到所述采集指令后，通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据互补滤波算法对所述角速度数据进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，包括：设置于高压输电线路上的一至多个舞动监测仪、能与所述舞动监测仪进行通讯的综合基站设备、与所述综合基站设备通讯连接的舞动监测中心设备、与所述舞动监测中心设备通讯连接的远程监测中心设备；所述舞动监测仪包括中央处理电路、存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述中央处理电路分别连接所述存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述舞动监测仪，用于通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据所述加速度数据以及所述角速度数据确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；将所述实时运动轨迹传输到所述综合基站设备处；所述综合基站设备，用于将所述实时运动轨迹传输至舞动监测中心设备处；所述舞动监测中心设备，用于将所述实时运动轨迹传输至远程监测中心设备。

【技术特征摘要】
1.一种高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，包括：设置于高压输电线路上的一至多个舞动监测仪、能与所述舞动监测仪进行通讯的综合基站设备、与所述综合基站设备通讯连接的舞动监测中心设备、与所述舞动监测中心设备通讯连接的远程监测中心设备；所述舞动监测仪包括中央处理电路、存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述中央处理电路分别连接所述存储器、加速度传感器、角速度传感器、无线通讯电路以及工作电源；所述舞动监测仪，用于通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据所述加速度数据以及所述角速度数据确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；将所述实时运动轨迹传输到所述综合基站设备处；所述综合基站设备，用于将所述实时运动轨迹传输至舞动监测中心设备处；所述舞动监测中心设备，用于将所述实时运动轨迹传输至远程监测中心设备。2.根据权利要求1所述的高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，所述综合基站设备包括为所述综合基站设备供电的电源设备；所述电源设备的充电端连接有风光互补控制器的输出端；所述风光互补控制器的输入端分别连接风力发电设备和太阳能发电设备；所述综合基站设备设置于支撑高压输电线路的杆塔上。3.根据权利要求1所述的高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，连接在两个杆塔之间的高压输电线路上设置有一至多个舞动监测仪；两个杆塔之间的高压输电线路上的舞动监测仪数量为n；其中，n＝2x-1；x为两个杆塔之间的高压输电线路的舞动半波数；各舞动检测仪分布设置于各舞动半波的舞动波峰处以及相邻舞动半波的节点处。4.根据权利要求1所述的高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，所述综合基站设备，还用于接收舞动监测中心设备的采样周期指令，并根据所述采样周期指令确定综合基站设备的采样周期。5.根据权利要求4所述的高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，所述综合基站设备，还用于根据所述采样周期向综合基站设备覆盖范围内的舞动监测仪发送采集指令；所述舞动监测仪，还用于在接收到所述采集指令后，通过加速度传感器实时采集高压输电线路的加速度数据，并通过角速度传感器实时采集高压输电线路的角速度数据；根据互补滤波算法对所述角速度数据进行校正，生成校正后的角速度数据；根据高压输电线路的加速度数据和所述校正后的角速度数据，确定高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹；所述综合基站设备，还用于向综合基站设备覆盖范围内的舞动监测仪发送数据读取指令；所述舞动监测仪，还用于在接收到所述数据读取指令后，向所述综合基站设备发送高压输电线路上的被监测质点的实时运动轨迹。6.根据权利要求5所述的高压输电线路的舞动监测系统，其特征在于，所述舞动监测仪，具体用于：确定角速度传感器相对于一预设坐标系的初始俯仰角θ、初始滚转角φ以及初始航向角ψ；将初始俯仰角θ、初始滚转角φ以及初始航向角ψ转换为方向余弦矩阵其中：Cbn=cosθcosψ-cosφsinψ+sinφsinθinθcsinφsinψ+cosφsinθcosψcosθsinψcosφcosψ+sinφsinθsinψ-sinφcosψ+cosφsinθsinψ-sinθsinφcosθcosφcosθ=q02+q12-q22-q322(q1q2-q0q3)2(q1q3+q0q2)2(q1q2+q0q3)q02-q12+q22-q322(q2q3-q0q1)2(q1q3-q0q2)2(q0q1+q2q3)q02-q12-q22+q32]]>根据所述方向预先矩阵及重力加速度在导航坐标系n系中的分量gn，计算重力加速度在高压输电线路舞动时的坐标系b系下的分量其中，gn＝[00g]确定所述加速度数据在高压输电线路舞动时的坐标系b系下的分量ax、ay、az，并根据所述ax、ay、az确定加速度数据的重力分量其中，根据所述和所述确定第t次采样时的第一误差量ωerror(t)；其中，确定第一误差量ωerror(t)对应的比例调节误差量ωP-correction(t)和积分调节误差量ωI-correction(t)；其中，ωP-correction(t)＝KP·ωerror(t)；KP为比例调节系数；ωI-correction(t)＝ωI-correction(t-1)+KI·dt·ωerror(t)；KI为积分调节系数；根据比...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩友，姜文东，赵深，叶清泉，汪滔，林群，郭志广，高方玉，郑鹏超，梅照赛，曾璧环，王威，吴德智，李睿，蔡起要，吴明祥，曹炯，王灿灿，初金良，汪从敏，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司温州供电公司，国网浙江省电力公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33