【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电线路覆冰检测，具体为一种测量配电线路覆冰密度与类型的方法及系统。
技术介绍
1、架空线路覆冰指的是天气条件下，当冷冻的水分或湿气在架空电线上凝结并冻结时，电线上形成的冰层。这种现象通常在低温、高湿、带有雨、雪或雾的天气条件下发生。架空线路覆冰会给电力系统带来诸多问题和挑战。架空线路覆冰可能造成倒塔、断线、闪络、跳闸等事故，严重威胁电网的安全运行。按照覆冰密度等物理特性，可将覆冰分成雨凇、雾凇、干雪、湿雪等不同类型，由于雨凇覆冰自然生长较快，且粘附性较强，大多数线路防冰除冰技术都是围绕雨凇展开。然而，雾凇覆冰在冰雪灾害中更为常见，且不同密度的覆冰在结构、性质和生长理论等方面也有着较大差异。针对不同覆冰类型，如果直接沿用雨凇防冰除冰技术，易造成盲目除冰或覆冰防护措施失效，而不能完全解决架空线路冰雪灾害问题。
2、通过检测覆冰密度，初步判断线路覆冰类型，采取更有针对性的措施，将提高电网融冰除冰效率。然而，配电线路覆冰密度检测缺乏研究，迫切需要一种配电线路覆冰密度检测方法，通过在线监测装置实时检测配电线路覆冰密度并上传至控制中心，帮助电网工作人员及时判断配电线路覆冰类型。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的配电线路覆冰检测仍以人工观冰为主，缺乏合适的线路覆冰参数检测手段。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种测量配电线路覆冰密度与类型的方法，包括：采
4、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述数据包括，根据配电线路无覆冰时的重量和覆冰后的重量，计算配电线路覆冰质量，
5、
6、其中，m表示配电线路覆冰质量；g11表示无覆冰时配电线路一端拉力数值；g12表示无覆冰时配电线路另一端拉力数值；g21表示覆冰时配电线路一端拉力数值；g22表示覆冰时配电线路另一端拉力数值；g表示重力加速度。
7、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述图片拍摄到的配电线路位于图像中间，且关于配电线路中线左右对称；所述预处理包括，对图片进行滤波，然后进行二值化处理和边缘检测，所述二值化处理为，
8、
9、其中，i(x,y)表示输入像素的灰度；f(x,y)表示输出像素的值；t表示阈值；当输出为1时，像素设为白色，当输出为0时，像素设为黑色；所述边缘检测为canny算法，通过sobel滤波器计算图像的水平和垂直梯度，
10、
11、θ＝arctan2(gy,gx)
12、其中，g表示梯度强度；θ表示梯度方向；gx表示在x方向的梯度响应；gy表示在y方向的梯度响应。
13、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述边界轮廓点包括，在图片左上角建立坐标系，从上到下，从左到右遍历整张图片的每一个像素点；当遍历到一个白色像素时，这个像素点的坐标就是一个边界轮廓的点，结合边缘检测算法的结果，得到一个连续的边界轮廓。
14、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述覆冰厚度包括，根据覆冰前后边界轮廓点的坐标差值，得到冰层与配电线路像素点数，通过冰层与配电线路像素点数的比值，计算配电线路覆冰厚度，
15、
16、其中，d表示配电线路覆冰厚度；r表示配电线路直径；p表示图像中配电线路所对应的像素点个数；p1表示图像中配电线路左侧冰层所对应的像素点个数；p2表示图像中配电线路右侧冰层所对应的像素点个数。
17、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述覆冰密度包括，根据配电线路覆冰厚度，计算覆冰体积，进而计算得到配电线路覆冰密度，
18、v＝πdd(2r+d)
19、
20、其中，v表示覆冰体积；d表示配电线路长度；r表示配电线路导线半径。
21、作为本专利技术所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法的一种优选方案，其中：所述覆冰类型包括，当ρ<0.1g/cm3时，覆冰类型为积雪，增加电流加热导线，减少冰的积累；当0.1g/cm3≤ρ<0.3g/cm3时，覆冰类型为雾凇覆冰，在增加电流的同时，重点监控覆冰路段，若覆冰面积广或覆冰程度加深，向运维人员发送警报；当0.3g/cm3≤ρ<0.8g/cm3时，覆冰类型为混合凇覆冰，向运维人员发送警报，同时将警报推送至相关人员的移动设备，调度人员进行维修；当ρ≥0.8g/cm3时，覆冰类型为雨凇覆冰，在发送警报和调度维修人员的同时，密切监控覆冰路段，若覆冰程度超过一定阈值，远程断开受影响的配电线路，防止设备损坏或人员伤害。
22、第二方面，本专利技术还提供了测量配电线路覆冰密度与类型的系统，包括，数据采集模块，通过力学传感器和摄像机设备，采集配电线路无覆冰和覆冰时的数据和图片，根据覆冰前后的线路重力计算覆冰质量；图片处理模块，对采集的图片进行滤波处理，然后通过二值化和边缘检测，建立坐标系确定配电线路边界轮廓点坐标；覆冰判断模块，根据覆冰质量和边界轮廓点坐标，计算覆冰厚度、体积和密度，根据覆冰密度判断覆冰类型并做出相应处理。
23、第三方面，本专利技术还提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；
24、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述测量配电线路覆冰密度与类型的方法的步骤。
25、第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述测量配电线路覆冰密度与类型的方法的步骤。
26、本专利技术的有益效果：本专利技术通过力学传感器与图像法联合测量配电线路覆冰密度，检测过程是自动进行的，减少了人工巡查的需求，降低了成本，同时提高了检测的频率和效率。根据计算结果初步判断覆冰类型，为防冰除冰提供预先指导，同时能迅速做出反应和发出警报，可以避免巨大的经济损失。本方法不仅限于配电线路，还可以应用于其他需要监测覆冰状态的场合，如通信线路、桥梁、风力发电机叶片等。
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1.一种测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述数据包括，根据配电线路无覆冰时的重量和覆冰后的重量，计算配电线路覆冰质量，
3.如权利要求2所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述图片拍摄到的配电线路位于图像中间，且关于配电线路中线左右对称；所述预处理包括，对图片进行滤波，然后进行二值化处理和边缘检测，所述二值化处理为，
4.如权利要求3所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述边界轮廓点包括，在图片左上角建立坐标系，从上到下，从左到右遍历整张图片的每一个像素点；
5.如权利要求4所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述覆冰厚度包括，根据覆冰前后边界轮廓点的坐标差值，得到冰层与配电线路像素点数，通过冰层与配电线路像素点数的比值，计算配电线路覆冰厚度，
6.如权利要求5所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述覆冰密度包括，根据配电线路覆冰厚度，计算覆冰体积，进而计算得到配电线路
7.如权利要求6所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述覆冰类型包括，当ρ<0.1g/cm3时，覆冰类型为积雪，增加电流加热导线，减少冰的积累；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述方法的测量配电线路覆冰密度与类型的系统，其特征在于，包括，
9.一种计算设备，包括：存储器和处理器；
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述数据包括，根据配电线路无覆冰时的重量和覆冰后的重量，计算配电线路覆冰质量，
3.如权利要求2所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述图片拍摄到的配电线路位于图像中间，且关于配电线路中线左右对称；所述预处理包括，对图片进行滤波，然后进行二值化处理和边缘检测，所述二值化处理为，
4.如权利要求3所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述边界轮廓点包括，在图片左上角建立坐标系，从上到下，从左到右遍历整张图片的每一个像素点；
5.如权利要求4所述的测量配电线路覆冰密度与类型的方法，其特征在于：所述覆冰厚度包括，根据覆冰前后边界轮廓点的坐...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑友卓，李跃，林心昊，肖小兵，杨旗，喻磊，付宇，刘安茳，郝树青，刘胤良，何肖蒙，苗宇，段舒尹，蔡永翔，黄伟，陈宇，张恒荣，王扬，张松，王卓月，李新皓，马宗俊，张洋，何心怡，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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