一种基于无人机的电网巡检方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电网巡检系统领域，尤其涉及一种基于无人机的电网巡检方法及系统，包括以下步骤，根据电网要素点分别检测和计算要素点固定距离内的磁感应强度信息，根据上一步骤获取的磁感应强度信息数据建立每一个独立巡检区域的磁感应强度信息数据，并根据各独立巡检区域的地理位置关系或者连接关系建立整个电网的常态磁感应强度信息数据系统；根据每个无人机巡检的区域在无人机内存储待巡检区域的常态磁感应强度信息数据；根据划分的区域释放相应的无人机收集实时磁感应强度信息；无人机内的第二处理系统自动进行数据对比，上传异常信号，根据反馈的信息，分析处理中心进行判断分析，并根据无人机实时反馈的信息对无人机工作内容进行控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的电网巡检方法及系统
本专利技术涉及电网巡检系统领域，尤其涉及一种基于无人机的电网巡检方法及系统。
技术介绍
定期进行电网巡检是保证电网正常运行，消除事故或安全隐患的重要措施，现有巡检方式多为人工配合检测设备进行巡查检测，受天气等因素影响，效率较低。随着无线传输及计算机技术的进步，市场上出现了在现实巡检系统，虽然该系统反馈速度快，但需要对电网系统各部分进行改进完善，投资较大。近年来无人机技术飞速发展，利用无人机进行巡航检测在各种领域得到广泛应用。中国具有复杂庞大的电网系统，电网分布环境及场景复杂，传统的人工巡检或在线巡检无法较好的满足整个电网系统的巡检要求，将无人机巡航监测应用于电网巡检具有广泛市场前景。现有无人机巡航是基于模拟视频信号，将无人机拍摄获得的视频信息传递回在线服务器。将该技术应用于电网巡检存在几个问题，一方面对大面积电网进行巡检意味着庞大的数据信息量，而由于在电网附近的巡检作业不可避免受电网干扰，数据量越庞大，其保真度、传递效率也将受到不利影响，特别是在山区或边远地区，数据传输效率低，这些数据可能无法及时得到反馈，进而影响系统巡检效率；另一方面，实际电网运行过程中，绝大部分结构及功能处于正常状态，巡检的目的是发现极少数的结构异常导致的短接、接地等故障，因此进行连续拍摄作业以及大量的模拟视频信号将造成大量赘余工作及数据资源的浪费。
技术实现思路
基于上述现状，本专利技术的目的在于，提供一种基于无人机的电网巡检方法及系统，其能够即时且准确的检测并反馈电网状态，同时数据传输量低。本专利技术的一种基于无人机的电网巡检方法主要包括以下步骤：1、在电网正常状态下，根据供电节点位置将每两个节点间的电网划分为独立的巡检区域，在每一个独立的巡检区域内，根据电网要素点分别检测和计算要素点固定距离内的磁感应强度信息，所述要素点包括，重要输电线缆上中间点或者附件点的磁感应强度信息，还包括节点内重要输电设备前后端各输电电缆附近的磁感应强度信息；将电网划分为多个巡检区域，便于分别管理和收集数据信息，同时减少无人机内数据存储量，节省成本，通过磁感应强度的变化信息，可以直接判断电缆以及用电设备前后端电缆通电状态，可以方便的对现场状况进行分析，磁感应强度数据量较少，能够避免数据量过大造成数据传输不畅通等情况。2、根据上一步骤获取的磁感应强度信息数据建立每一个独立巡检区域的磁感应强度信息数据，并根据各独立巡检区域的地理位置关系或者连接关系建立整个电网的常态磁感应强度信息数据系统；定周期收集整理电网常态信息，位系统进行判断甄别提供依据。3、根据每个无人机巡检的区域在无人机内存储待巡检区域的常态磁感应强度信息数据；通过本地数据对比，避免远程传递信息和处理信息造成延宕，减小分析处理中心工作量，提高系统效率。4、根据划分的区域释放相应的无人机收集实时磁感应强度信息，根据收集到的实时磁感应强度信息，无人机主动或根据分析处理中心的指令被动进行数据上传或信息收集等操作；5、无人机内的第二处理系统自动进行数据对比，在未检测到异常信号时，仅定期向分析处理中心传输正常信号，在检测到异常信号时，无人机停驻在异常区域，上传异常信号，并在一定时期内等待分析处理中心的指令，若无指令，根据设定动作继续。6、根据无人机反馈的信息，分析处理中心对电网状况进行判断分析，并根据无人机实时反馈的信息对无人机工作内容进行控制。进一步地，上述步骤中无人机收集的信息还可以包括区域内的视频图像。本专利技术的一种基于无人机的电网巡检系统，包括分析处理中心以及无人机，所述远程处理控制系统包括存储单元、无线收发系统、分析处理单元。所述无人机设有无线收发系统、本地存储单元、第二分析处理单元及摄像头，所述电网巡检系统还包括移动控制端，所述移动控制端包括无线收发系统、第三分析处理单元。附图说明图1为本专利技术一种基于无人机的电网巡检系统的结构示意图；图2为本专利技术一种基于无人机的电网巡检方法的主要步骤示意图；图3为本专利技术一种基于无人机的电网巡检系统中无人机系统的示意图。具体实施方式随着工业的发展，电力设备的普及，人们电力需求的持续增长，目前的电网规模和配电格局都在不断发生变化。电网的电压等级己经从高压220KV提升到超高压500KV，甚至是特高压1000KV，在可以预见的未来，随着电网技术的发展，为适应需求，电压更高的输电线路也将不断出现，电网电压的提高意味着电磁强度的提高，电网系统通过改良电塔等其他结构或者提高电塔高度来降低电磁对下方区域的影响，而本专利技术的无人机则需要利用电网产生的电磁场来对电网运行状况进行监测。在工频情况下，特高压输电线路的磁场是由线路上的交变电流产生的，可将其视为准静态场，这样便可直接应用安培定律来计算其磁场强度。首先计算每根导线电流产生的磁场，然后经过计算叠加，即可求出导线周围的磁场强度。对于工频交流输电线路，其电流和电压是稳定变化的三角函数值，通过三角函数结合向量计算可分别得到整体和局部的磁感应强度。如针对常见的三相高压输电线路在空间某一点处的磁感应强度可近似计算为：其中In为电线中电流；xn、yn为导线空间相对位置坐标；Bx、Bx为水平和竖直方向磁感应强度。(针对三相高压输电线路)依据上面的计算方法，我们也可以计算得到实际应用中不同的导线布置形式下其磁感应强度大小及分布特点，在实际检测中，不同导线布置形式的磁感应强度有变化，例如在1000KV高压输电线路中，电缆附近电磁强度从20～50μT不等。在某一条输电线路中，任意两个节点之间的电流电压是相等，节点间输电线路的电磁分布特点及强度也相近，通过分析计算或者实地测量，可以对输电线路中任意节点以及节点之间的电磁强度进行统计形成系统数据，这些数据中应当包括多个要素点：1)任意两个相同节点(指结构相同的电杆、横担、支架等支撑结构)之间各电缆磁场分布相同，取其测量点一个；2)变压器、控制系统前端及后端各电缆其磁感应强度；3)某些特殊区域如变压站、发电站等地区的针对性测量；4)上述数据应该包括该区域多个线缆其综合磁感应强度并计算得到单个线缆其磁感应强度分布特点；5)其他临时的或突发的节点信息收集处理。电网巡检过程中，需要及时发现存在的缺陷或不稳定因素，针对不同区域其巡查重点不同，包括针对长距离输电线路的电缆，针对各电网节点的变压设备等，因此实际的数据系统应当根据巡检需要分类别分区域的进行，其主要步骤见图1。上述内容主要是为了建立带巡查路线上电网的信息系统，在上述系统的基础上，通过无人机在线巡查，收集并反馈在线磁感应强度信息进而判断电网状态。为实现正常巡检，无人机需要沿电网线路飞行，现有的无人机已经能够按照设定好的路线往返巡查或者暂停，为实现本系统正常运转，无人机需要能够实现以下功能：1)沿电网线路巡查，并将相关数据信息传递到分析处理系统；2)能够初步判断线路异常信息，之后自动停驻于故障区域并进行拍照等操作以收集现场信息；3)能够收集如地理位置信息以辅助人工排查；为便于系统数据处理以及保证巡查稳定性，无人机应当沿电网线路并以一定距离进行测量，执行拍照等工作之后可以自动回到初始位置继续进行巡查。基于上述基本要求，无人机系统需要搭载如下单元：飞行控制单元、本地存储单元、无线收发单元、定位单元、摄像单元、磁强度测量单元以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的电网巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：在电网正常状态下，根据供电节点位置将每两个节点间的电网划分为独立的巡检区域，在每一个独立的巡检区域内，根据电网要素点分别检测和计算要素点固定距离内的磁感应强度信息，所述要素点包括，重要输电线缆上中间点或者附件点的磁感应强度信息，还包括节点内重要输电设备前后端各输电电缆附近的磁感应强度信息；根据上一步骤获取的磁感应强度信息数据建立每一个独立巡检区域的磁感应强度信息数据，并根据各独立巡检区域的地理位置关系或者连接关系建立整个电网的常态磁感应强度信息数据系统；根据每个无人机巡检的区域在无人机内存储待巡检区域的常态磁感应强度信息数据；根据划分的区域释放相应的无人机收集实时磁感应强度信息，根据收集到的实时磁感应强度信息，无人机主动或根据分析处理中心的指令被动进行数据上传或信息收集等操作；无人机内的第二处理系统自动进行数据对比，在未检测到异常信号时，仅定期向分析处理中心传输正常信号，在检测到异常信号时，无人机停驻在异常区域，上传异常信号，并在一定时期内等待分析处理中心的指令，若无指令，根据设定动作继续。根据无人机反馈的信息，分析处理中心对电网状况进行判断分析，并根据无人机实时反馈的信息对无人机工作内容进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的电网巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：在电网正常状态下，根据供电节点位置将每两个节点间的电网划分为独立的巡检区域，在每一个独立的巡检区域内，根据电网要素点分别检测和计算要素点固定距离内的磁感应强度信息，所述要素点包括，重要输电线缆上中间点或者附件点的磁感应强度信息，还包括节点内重要输电设备前后端各输电电缆附近的磁感应强度信息；根据上一步骤获取的磁感应强度信息数据建立每一个独立巡检区域的磁感应强度信息数据，并根据各独立巡检区域的地理位置关系或者连接关系建立整个电网的常态磁感应强度信息数据系统；根据每个无人机巡检的区域在无人机内存储待巡检区域的常态磁感应强度信息数据；根据划分的区域释放相应的无人机收集实时磁感应强度信息，根据收集到的实时磁感应强度信息，无人机主动或根据分析处理中心的指令被动进行数据上传或信息收集等操作；无人机内的第二处理系统自...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜涛，马国庆，马军，李建青，马有俊，辛小乐，王蒙，宋家鹏，朱靖，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司海南供电公司，国网青海省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：青海,63