一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及输电线路在线监测相关技术领域，具体涉及一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法和系统。该方法包括以下步骤：第一采样率采集电路以第一采样率采集输电线路的行波电流，判断有疑似异常放电后，启动第二采样率采集电路采集行波电流，并将以第二频率采集的行波电流上传，其中，第一采样率小于第二采样率；对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔；对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔。能够解决现有技术中直流线路长距离输送，需要安装大量监测装置，且持续高度监测，经济性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法和系统
本专利技术涉及输电线路在线监测相关
，具体涉及一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法和系统。
技术介绍
直流输电线路输送容量大，输电距离长，若出现故障容易造成重大损失，对输电线路运行维护提出了更高的要求。然而实际直流输电线路在运行过程中，除容易遭受雷击、漂浮物等突发故障外，也存在大量运行维护中“渐发型”故障，如由于运行时间较长而致复合绝缘子劣化故障、金具长期悬浮放电而致断裂脱落、绝缘子长期污秽累积跳闸、树木生长较高至闪络跳闸、绝缘子覆冰导致闪络跳闸等等，严重威胁着电网的安全稳定运行水平。为避免这些责任事故的发生，输电线路运维部门花费了大量的人力物力开展直流输电线路隐患点的检测预防工作。但由于这些故障往往在闪络前无明显肉眼可视征兆，人工巡视中受限于技术手段及经验难于发现；目前常采用紫外成像法、红外成像法、图像识别法、泄漏电流等监测技术，但是该类监测手段一般只能对单一异常进行监测，对多种异常的综合监测时往往需要安装较多的传感器，存在系统复杂、耗电量高、可靠性差的问题；此外，监测装置需要逐基杆塔安装，投入较大且运维困难，难于大规模的推广。现有技术主要有离线式和在线式两大类，其中离线式主要依赖于人工巡检，具体实施方法包括紫外成像法、红外成像法、图像识别法、无人机巡查法等等，这种方法需要人工定期或不定期去线路巡视，无实时性，难以及时发现直流线路存在的异常情况，另外，由于直流线路输送距离长，且翻山越岭，对人工巡检增加了极大的难度。另一类是在线监测式，主要有视频法，图像法、泄露电流监测等几种方法，这几种在线监测方法的弊端均是监测范围过小，对于直流线路这种长距离输送特点，如需大范围覆盖，则需要安装大量监测装置，经济性得不到保证。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法和系统，能够解决现有技术中直流线路长距离输送，需要安装大量监测装置，且持续高度监测，经济性差的问题。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，包括以下步骤：第一采样率采集电路以第一采样率采集输电线路的行波电流，判断有疑似异常放电后，启动第二采样率采集电路采集行波电流，并将以第二频率采集的行波电流上传，其中，第一采样率小于第二采样率；对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔；对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔。一些可选的实施例中，所述的判断有疑似异常放电，具体包括以下步骤：判断每一行波电流中是否有超过设定阈值的电流点，若是，则采集储存该行波电流的N个电流点I(i)，i＝1,2，……，N；计算N个电流点I(i)的有效点数占比η；计算N个电流点I(i)的平坦程度λ；判断有效点数占比η和平坦程度λ是否均不满足设定范围，若是，则判定有疑似异常放电，若否，则没有疑似异常放电。一些可选的实施例中，所述的计算N个电流点I(i)的有效点数占比η，具体包括以下步骤：根据公式计算N个电流点I(i)的有效值I；根据公式计算N个电流点I(i)的平均值筛选出满足的个电流点I(i)的个数n；根据公式计算得到有效点数占比η。一些可选的实施例中，所述的计算N个电流点I(i)的平坦程度λ，具体包括以下步骤：将N个电流点I(i)等分为两份；分别求出两部分电流点的平方和θ1和θ2；根据公式计算平坦程度λ。一些可选的实施例中，所述的对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔，具体包括以下步骤：对上传的行波电流的波形进行傅里叶FFT变换，分析波形的线路噪声干扰幅值和频带信息，并对波形进行识别与滤波处理，得到初步处理的放电波形；对初步处理的放电波形进行小波变换，获取小波变换模极大值作为放电波形的波头；根据放电波形的波头进行两两双端GPS定位计算，确定每一放电波头对应的杆塔，若放电的杆塔位于两个波形对应监测终端所监测的区段外，则该结果无效，则删除，若为监测区段内，则进行保存；根据监测区间内各个杆塔的放电次数，生成放电分布数组；计算放电分布数组的有效值，判定杆塔放电次数超过有效值设定倍数对应的杆塔为风险杆塔。一些可选的实施例中，所述的对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔，具体包括以下步骤：持续对上传的行波电流诊断分析，进行风险杆塔的判别；判定后续连续预设个数的设定时段内均被判别是风险杆塔的杆塔为异常放电杆塔。另一方面，本专利技术还提供一种直流输电线路异常放电在线监测及预警系统，包括：监测终端，其用于以第一采样率采集输电线路的行波电流，判断有疑似异常放电后，启动第二采样率采集电路采集行波电流，并将第二采样率采集的行波电流上传，其中，第一采样率小于第二采样率；数据中心站，其用于对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔；对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔。一些可选的实施例中，所述监测终端包括：行波电流传感器单元，其用于感应放电产生的行波电流；数据采集单元，其包括：-第一采样率采集电路，其用于将所述行波电流传感器单元感应的行波电流第二频率信号转化为第一频率信号并采集，且判断是否有疑似异常放电，当有疑似异常放电时，发出唤醒信号；-第二采样率采集电路，其用于根据第一采样率采集电路发出的唤醒信号激活后，以第二采样率采集所述行波电流传感器单元感应的行波电流；无线通讯单元，其用于将采集的行波电流上传。一些可选的实施例中，所述监测终端还包括放大滤波电路，其包括滤波电路和两级放大电路，用于将行波电流传感器单元感应放电产生的行波电流滤波和放大后传输给所述数据采集单元。一些可选的实施例中，所述第一采样率采集电路包括检波电路和第一功耗采集单元，所述检波电路用于将所述行波电流传感器单元感应的行波电流第二频率信号转换为第一频率信号，所述第一功耗采集单元接收第一频率信号，判断是否有疑似异常放电，当有疑似异常放电时，发出唤醒信号。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：先通过第一采样率电路采集电线路的行波电流并进行判断，当判断有疑似异常放电后，启动第二采样率电路采集，并将第二频率采集的行波电流上传，再进行进一步的精确判断，最终发出异常放电塔杆的预警信息。通过先用第一采样率的监测单元检测是否有疑似放电，再启动第二采样率采集电路来监测，第一采样率的监测单元的功耗低，可以减少实时监测设备的功耗，节省电能。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：/n第一采样率采集电路以第一采样率采集输电线路的行波电流，判断有疑似异常放电后，启动第二采样率采集电路采集行波电流，并将以第二频率采集的行波电流上传，其中，第一采样率小于第二采样率；/n对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔；/n对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一采样率采集电路以第一采样率采集输电线路的行波电流，判断有疑似异常放电后，启动第二采样率采集电路采集行波电流，并将以第二频率采集的行波电流上传，其中，第一采样率小于第二采样率；
对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔；
对所有的风险杆塔进行判别，以确定异常放电的风险杆塔。


2.如权利要求1所述的直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，所述的判断有疑似异常放电，具体包括以下步骤：
判断每一行波电流中是否有超过设定阈值的电流点，若是，则采集储存该行波电流的N个电流点I(i)，i＝1,2，……，N；
计算N个电流点I(i)的有效点数占比η；
计算N个电流点I(i)的平坦程度λ；
判断有效点数占比η和平坦程度λ是否均不满足设定范围，若是，则判定有疑似异常放电，若否，则没有疑似异常放电。


3.如权利要求2所述的直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，所述的计算N个电流点I(i)的有效点数占比η，具体包括以下步骤：
根据公式计算N个电流点I(i)的有效值I；
根据公式计算N个电流点I(i)的平均值
筛选出满足的个电流点I(i)的个数n；
根据公式计算得到有效点数占比η。


4.如权利要求2所述的直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，所述的计算N个电流点I(i)的平坦程度λ，具体包括以下步骤：
将N个电流点I(i)等分为两份；
分别求出两部分电流点的平方和θ1和θ2；
根据公式计算平坦程度λ。


5.如权利要求1所述的直流输电线路异常放电在线监测及预警方法，其特征在于，所述的对上传的行波电流的波形信息进行处理，识别出所有的风险杆塔，具体包括以下步骤：
对上传的行波电流的波形进行傅里叶FFT变换，分析波形的线路噪声干扰幅值和频带信息，并对波形进行识别与滤波处理，得到初步处理的放电波形；
对初步处理的放电波形进行小波变换，获取小波变换模极大值作为放电波形的波头；
根据放电波形的波头进行两两双端GPS定位计算，确定每一放电波头对应的杆塔，若放电的杆塔位于两个波形对应监测终端所监测的区段外，则该结果无效，并删除，若为监测区段内，则进行保存...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚华，谈发力，彭洋，刘宏欣，颜鸿运，殷志江，严小敏，
申请(专利权)人：武汉三相电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42