本发明专利技术公开了一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其提供了一种对线路舞动状况监测的高精度定位装置。通过北斗差分定位技术，可直接测量导线的相对位移变化，精度高；可以根据测量出的导线位移坐标拟合出导线的舞动轨迹，并可以在服务器上直观监测；只需要一个移动站，安装、调试及维护方便，数据读取的效率很高；基于读取得到的电力灾害高危监测数据，可对舞动数据进行进一步的分析处理，以形成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。
【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统
[0001]本专利技术属于输电线路在线状态监测与故障诊断
，具体涉及一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统。
技术介绍
[0002]随着电力网络的规模日益扩大，输电线路作为电力传输的主要手段，其安全稳定的运行是我国必须考虑的首要问题。输电线舞动是危害线路安全稳定运行的一种严重灾害，它是偏心覆冰的导线在风的激励下产生的一种低频、大振幅的自激振动，往往造成闪络跳闸，金具及绝缘子损坏、导线的断股断线、杆塔螺栓松动脱落、塔材损伤、基础受损，甚至倒塔严重等严重事故。
[0003]由于全球气候的变化，由极端天气所引起的自然灾害事件年年攀升。复杂气象环境和地质环境影响下的输电安全问题愈发突出，容易导致输电线路发生大幅度线路舞动，极易导致电网的大区域故障及瘫痪。掌握输电线舞动的精确位置，及时发现并对危险区域排查维护，减轻线路舞动对电网的威胁，从而保障电网安全可靠运行是电力系统亟需解决的关键问题之一。
[0004]现有导线舞动监测常用的方法为加速度法，在导线上安装多个基于加速度传感器的监测节点，通过采集各个传感器的加速度数据，经过滤波和上位机数据处理后得到导线的舞动幅值及频率。该方法由于加速度传感器受外界环境影响大，精度不高；往往两塔之间会安置多个传感器，且安装要求较高，系统及算法较复杂，成本较高。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其提供了一种对线路舞动状况监测的高精度定位装置。通过北斗差分定位技术，可直接测量导线的相对位移变化，精度高；可以根据测量出的导线位移坐标拟合出导线的舞动轨迹，并可以在服务器上直观监测；只需要一个移动站，安装、调试及维护方便，数据读取的效率很高；基于读取得到的电力灾害高危监测数据，可对舞动数据进行进一步的分析处理，以形成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。
[0006]本专利技术提供一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，包括北斗卫星系统、移动站、基准站和监控中心，其中移动站部署在输电杆线上，基准站部署在基准地面上，两者与北斗卫星系统建立通讯连接，所述监控中心作为移动站和基准站连接的枢纽站，移动站与监控中心、基准站与监控中心之间通过4G/5G网络进行无线通讯，
[0007]所述移动站包括北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、4G/5G通信模块A、电源管理模块A、太阳能取电模块A和蓄电池A，所述北斗差分定位模块A与北斗卫星系统建立连接，4G/5G通信模块A与监控中心建立通讯连接，其中北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、4G/5G通信模块A依次连接，电源管理模块A一侧与太阳能取电模块A和蓄电池A连接，另一侧与微处理器/微控制器模块A连接。其中4G/5G通信模块A与监控中心通过
4G/5G无线连接的方式进行通信。
[0008]北斗差分定位模块A为TAU1202高精度定位定向模块，微处理器为STM32F103C8T6型号的处理器。北斗差分定位模块A用于接收北斗卫星系统的位置信息及所述服务器发送的差分校正量并将北斗卫星系统的位置信息及差分校正量发送至所述微处理器。
[0009]微处理器A利用得到的北斗差分校正量校正得到的定位坐标数据，解算得到该时刻移动站精确的位置信息即准确位置三维坐标，并根据移动站的准确位置三维坐标计算舞动传感器的舞动水平辐值和垂直幅值并将移动站的三维坐标及水平辐值和垂直幅值数据通过4G/5G通信模块A发送至监控中心。
[0010]由于北斗信号容易受到遮挡、干扰等影响，有时会存在较大的系统噪声和测量噪声，会引起北斗的定位精度存在较大差异，针对这种问题，通过卡尔曼滤波算法对解算后数据存在的噪声进行处理。
[0011]所述电源管理模块A与所述微处理器A、所述蓄电池A和所述太阳能取电模块A连接。
[0012]所述基准站均包括北斗差分定位模块B、微处理器/微控制器模块B、4G/5G通信模块B、电源管理模块B、太阳能取电模块B和蓄电池B，所述北斗差分定位模块B与北斗卫星系统建立连接，4G/5G通信模块B与监控中心建立通讯连接，其中北斗差分定位模块B、微处理器/微控制器模块B和4G/5G通信模块B依次连接，电源管理模块B一侧与太阳能取电模块B和蓄电池B连接，另一侧与微处理器/微控制器模块B连接。基准站负责进行卫星信号的捕获、跟踪、数据采集，并通过4G/5G模块B向监控中心播发基准站的基准北斗定位信息。
[0013]供电模块包括电源管理模块B、太阳能取电模块B和蓄电池B，所述电源管理模块B与所述微处理器B、所述蓄电池B和所述太阳能取电模块B连接。
[0014]北斗差分定位模块B为TAU1202高精度定位定向模块，微处理器型号为STM32L052T6。微处理器将北斗差分定位模块B采集到的已知高度和位置数据通过4G/5G模块B发送给监控中心，监控中心进过比较获得修正值。
[0015]移动站和基准站的太阳能取电模块A和太阳能取电模块B安装在移动站和基准站的两侧，且其与站点铰链相连，能够调节采光角度，可实现和阳光的充分接触，所述蓄电池A和蓄电池B在太阳能取电模块A和太阳能取电模块B的电压值低于预设值时为站点供电。
[0016]监控中心主要完成以下功能：判断得到的各个移动站采集到的输电线舞动数据，将数据与提前设定的阈值进行对比分析，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时控制舞动导致的电力灾害。
[0017]移动站和基准站接收到北斗卫星系统传来的数据后，主要有以下几个任务：
[0018]其一：基准站进行跟踪接收北斗定位系统传来的数据，并将基准北斗定位信息通过4G/5G模块发送给监控中心；
[0019]其二：监控中心对获取的基准信息与基准站已知测量数据进行比较，得到误差修正值，将误差修正值和基准站的基准数据存储并发送给移动站；
[0020]其三：移动站通过4G/5G通信模块A获取监控中心发送的修正值，并实时接收北斗卫星数据，进行差分解算，得到输电线的舞动参数矩阵，实现输电线位姿的实时高精度解算，将舞动数据通过4G/5G通信模块A发送给监控中心；
[0021]其四：监控中心通过判断得到的各个移动站采集到的输电线舞动数据，将数据与
提前设定的阈值进行对比分析，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时避免由输电线舞动可能导致的一系列电力事故。
[0022]监控中心接收到解算数据后，将数据进行存储，并根据存储数据库中的数据信息进行分析，可研制基于北斗差分定位的输电线舞动危控区大数据挖掘与风险态势预警系统，以此保障电网系统的正常运行。
[0023]监控中心具有对信息处理的云平台和对信息加解密的安全平台，移动站给监控中心提供线路舞动数据，基准站为监控中心提供基准参量，能够对接收到的输电线舞动数据进行加解密。
[0024]监测中心工作时，位于导线上的移动站北斗天线随着导线而发生运动，经过载波相位动态实时差分测量技术，将移动站天线的位置信息实时发送到控制室内的监控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其特征在于，包括北斗卫星系统、移动站、基准站和监控中心；所述监控中心作为移动站和基准站连接的枢纽站，负责完成数据的处理与传递。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其特征在于，所述移动站包括北斗差分定位模块A、微处理器A、4G/5G通信模块A、电源管理模块A、太阳能取电模块A和蓄电池A，所述北斗差分定位模块A与北斗卫星系统建立连接，4G/5G通信模块A与监控中心建立通讯连接，其中北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、4G/5G通信模块A依次连接，电源管理模块A一侧与太阳能取电模块A和蓄电池A连接，另一侧与微处理器/微控制器模块A连接；基准站包括北斗差分定位模块B、微处理器B、4G/5G通信模块B和供电模块，其中供电模块包括电源管理模块B、太阳能取电模块B和蓄电池B，所述北斗差分定位模块B与北斗卫星系统建立连接，4G/5G通信模块B与监控中心建立通讯连接，其中北斗差分定位模块B、微处理器/微控制器模块B和4G/5G通信模块B依次连接，电源管理模块B一侧与太阳能取电模块B和蓄电池B连接，另一侧与微处理器/微控制器模块B连接。3.根据权利要求2所述的一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其特征在于，所述移动站利用得到的北斗差分校正量校正得到的定位坐标数据，解算得到该时刻移动站精确的位置信息即准确位置三维坐标，并根据移动站的准确位置三维坐标计算舞动传感器的舞动水平辐值和垂直幅值并将移动站的三维坐标及水平辐值和垂直幅值数据通过4G/5G通信模块A发送至监控中心。4.根据权利要求2所述的一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其特征在于，所述监控中心对判断得到的各个移动站采集到的输电线舞动数据，将数据与提前设定的阈值进行对比分析，给输电线路运维人员提醒并预警，从而及时控制舞动导致的电力灾害。5.根据权利要求2所述的一种基于北斗差分定位...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚彧，周红军，刘晓宏，丁楠，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，
类型：发明
国别省市：
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