【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路监测，具体涉及一种架空输电线路的空间状态监测方法、系统及介质。
技术介绍
1、传统的空间状态测量方法主要包括张力测量、倾角测量和温度测量等，由于需要与目标导线的直接连接，因而存在安装及维护困难等弊端。近年来，以图像识别方法为代表的架空输电线路运行状态监测方法广泛应用，但是仍存在雨雾天等极端天气监测效果差、监测量单一等弊端。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：传统的空间状态测量方法需要与目标导线的直接连接，因而存在安装及维护困难等技术问题，本专利技术目的在于提供一种架空输电线路的空间状态监测方法、系统及介质，在现有的空间状态测量技术上进行方法上的改进，本专利技术基于毕奥萨伐尔定律，利用单轴磁敏传感器，根据输出的磁感应强度的变化来确定目标导线的空间状态参数，包括弧垂系数s和风偏角θ，基于线性磁敏传感器的空间状态非接触测量技术，克服了传统测量方式的弊端，具有安装灵活、易于维护、低成本、高可靠性等优点。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本方案提供一种架空输电线路的空间状态监测方法，包括：
4、实时采集各相导线的空间磁感应强度数据；
5、基于空间磁感应强度数据对各相导线进行空间状态变化判断；
6、当导线发生空间状态变化时，根据已构建好的空间状态关联关系模型确定出导线的弧垂系数、风偏角度和导线的空间位置坐标。
7、本方案工作原理：传统的空间状态测量方法需要与目标导线的直接连接
8、基于线性磁敏传感器的空间状态非接触测量技术，克服了以上测量方式的弊端，具有安装灵活、易于维护、低成本、高可靠性等优点，被广泛用在输电主设备状态感知领域。由于磁场的叠加性，在多导体系统中，一个线性磁敏传感器的输出值是多个载流导体产生磁场在空间上叠加的结果，因而需要进行测得磁场值与目标电流值的解耦计算。
9、另外由于磁场的叠加性，在多导体系统中，一个线性磁敏传感器的输出值是多个载流导体产生磁场在空间上叠加的结果，因而需要进行测得磁场值与目标电流值的解耦计算，本专利技术基于毕奥萨伐尔定律构建空间状态关联关系模型，利用单轴磁敏传感器，根据输出的磁感应强度的变化来确定目标导线的空间状态参数。
10、进一步优化方案为，所述实时采集各相导线的空间磁感应强度数据，包括方法：
11、在各相导线的正上方或正下方布设磁敏传感器，采集各相导线产生的垂直于导线走向方向上的空间磁感应强度数据。
12、进一步优化方案为，所述基于空间磁感应强度数据对各输电线路进行空间状态变化判断，包括方法：
13、获取第i相导线对应磁敏传感器读数在一个周波内的幅值bximax，计算比值s：
14、s＝bximax/b0ximax；
15、其中b0ximax为第i相导线在初始状态下一个周波内的幅值；
16、若s＜1，则判定第i相导线发生弧垂增大，发生空间状态变化；
17、若s＞1，则判定第i相导线发生风偏，发生空间状态变化。
18、进一步优化方案为，所述空间状态关联关系模型包括：
19、
20、其中，λi(si,θi)表示由第i相导线的弧垂系数si及风偏角度θi确定的表达式；i＝1,2,3；axij(si,θi)表示第i相导线在第j个传感器处产生磁场的系数,si表示第i相导线的弧垂系数，si0表示第i相导线的初始弧垂系数，θi表示第i相导线的风偏角度。
21、进一步优化方案为，第i相导线在第j个传感器处产生磁场的系数axij(si,θi)根据下式计算：
22、
23、式中，i＝1,2,3；j＝1,2,3；l表示导线相邻杆塔之间的距离，(xsj,ysj,zsj)表示空间坐标系中第j个传感器的位置坐标，(xpi,ypi,zpi)表示空间坐标系中第i相导线的微元。
24、进一步优化方案为，空间坐标系中第i相导线的微元(xpi,ypi,zpi)根据下式计算：
25、
26、式中，si表示第i相导线的弧垂系数，θi表示第i相导线的风偏角度；yt表示导线到地面的距离；li表示在垂直导线走向方向上，导线距离原点的距离。
27、进一步优化方案为，基于迭代法确定导线的弧垂系数和风偏角度：
28、
29、式中，bximax表示第i相导线在一个周波内的幅值，b0ximax表示第i相导线初始状态下在一个周波内的幅值，λi(si,θi)表示由i相导线的弧垂系数si及风偏角度θi确定的表达式，thresholdi表示第i相导线的迭代收敛阈值。
30、本方案还提供一种架空输电线路的空间状态监测系统，用于实现上述的一种架空输电线路的空间状态监测方法；包括：
31、采集模块，用于实时采集各相导线的空间磁感应强度数据；
32、判断模块，用于基于空间磁感应强度数据对各相导线进行空间状态变化判断；
33、计算模块，用于当导线发生空间状态变化时，根据已构建好的空间状态关联关系模型确定出导线的弧垂系数、风偏角度和导线的空间位置坐标。
34、进一步优化方案为，所述采集模块包括磁敏传感器；
35、在各相导线的正上方或正下方布设磁敏传感器，所述磁敏传感器采集各相导线产生的垂直于导线走向方向上的空间磁感应强度数据。
36、本方案还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如上所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法。
37、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
38、本专利技术提供的一种架空输电线路的空间状态监测方法、系统及介质；基于毕奥萨伐尔定律，基于磁敏传感器，根据输出的磁感应强度的变化来确定目标导线的空间状态参数，包括弧垂系数和风偏角度，基于线性磁敏传感器的空间状态非接触测量技术，克服了传统测量方式的弊端，具有安装灵活、易于维护、低成本、高可靠性等优点。
39、另外由于磁场的叠加性，在多导体系统中，一个线性磁敏传感器的输出值是多个载流导体产生磁场在空间上叠加的结果，因而需要进行测得磁场值与目标电流值的解耦计算，本专利技术基于毕奥萨伐尔定律构建空间状态关联关系模型，利用磁敏传感器输出的磁感应强度的变化根据空间状态关联关系模型确定出目标导线的空间状态参数。
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1.一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述实时采集各相导线的空间磁感应强度数据，包括方法：
3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述基于空间磁感应强度数据对各输电线路进行空间状态变化判断，包括方法：
4.根据权利要求3所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述空间状态关联关系模型包括：
5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，第i相导线在第j个传感器处产生磁场的系数AXij(si,θi)，根据下式计算：
6.根据权利要求5所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，空间坐标系中第i相导线的微元(xpi,ypi,zpi)根据下式计算：
7.根据权利要求6所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，基于迭代法确定导线的弧垂系数和风偏角度：
8.一种架空输电线路的空间状态监测系统，其特征在于，用于实现权利要求
9.根据权利要求8所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述采集模块包括磁敏传感器；
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述实时采集各相导线的空间磁感应强度数据，包括方法：
3.根据权利要求2所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述基于空间磁感应强度数据对各输电线路进行空间状态变化判断，包括方法：
4.根据权利要求3所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，所述空间状态关联关系模型包括：
5.根据权利要求4所述的一种架空输电线路的空间状态监测方法，其特征在于，第i相导线在第j个传感器处产生磁场的系数axij(si,θi)，根据下式计算：
6.根据权利要求5所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：李福超，李坚，叶子阳，买亚龙，刘苏婕，邢雁凯，周一飞，罗睿希，史强，张光斗，张真源，易建波，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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