基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，属于输电线路在线监测的层次化监控机制。为克服输电线路状态监测信息海量传输的问题，减轻信道压力，本实用新型专利技术将诊断系统划分为本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三个层次，尽可能融合本层面的所有信息进行综合分析，利用各参量传感技术间的复用性对传感器的可靠性进行分析，大大减少了输电线路状态信息的失真度，能够全面的反映监测信息的全貌，同时实现远端监测中心方便的调度实时输电线路状态信息。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于输电线路在线监测的层次化监控机制，尤其涉及基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统。
技术介绍
输变线路是电力系统的重要组成部分，是电力系统的动脉，然而输电线路基本上暴露在外，容易受到气候、地质、人为因素的影响，每年污闪、雷击、覆冰、舞动等灾害给电网造成了巨大的损失，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。随着国家新能源体制的建立，对电网安全性能提出了更高的要求。为增强我国电力系统运行的可靠性，提高输电管理的信息化、网络化、智能化水平，在线监测与故障诊断技术进行预知维修成为设备检修的发展方向，是提高输电效率必要的基础条件，亦是电网走向智能化的前提与基础。输电线路状态检修时依靠先进监测手段、试验技术为技术保障，建立在预知诊断基础上的科学检修管理方法。随着网络化信息化社会的进步，由于各种信息发布硬件设备的能力不同，相同的信息在不同的终端上可能无法以适当的形式表示出来，甚至不能正确的反映原意，而不便人们识别。如果信息能够以层次化的结构进行发布，就可以根据终端设备的种类和承载能力，以恰当的形式表示，从而大大减少其失真程度，因此，在发布能力强，资源较多的设备上采用层次较低的信息段集合进行发布，而在发布能力弱、资源相对较有限的设备采用层次较高的信息段集合进行发布。这样，各种设备都可以准确方便地反映出信息的全貌。本技术提供了基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，考虑到输电线路状态监测信息量含量较大，其采集和传输将耗费较多系统资源，将系统诊断划分为本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三个层次，减轻了信道压力，增强监测信息的可信性，实现了远端监测中心方便的调度实时输电线路状态信息。
技术实现思路
本技术的研发目的是提供基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，其克服了输电线路状态监测信息海量传输的问题，减轻了信道压力，实现了远端监测中心方便的调度实时输电线路状态信息，使电力部门能够实时、连续地掌握输电线路等级状态，从而据其指导对输电线路开展相应的维护、检修等工作。本技术解决技术问题的方案如下基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，由本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三部分组成。1.本地监测系统1)各部件的构成本地监测系统由CXD高速摄像头、在线监测模块、监测预警单元组成；在线监测模块由传感单元、信号处理特征提取单元、本地诊断单元和本地监测子系统组成；传感单元由倾角传感器、加速度传感器、拉力传感器、温度传感器、气象传感器、精密电流传感器、红外热像传感器、振动传感器、电位传感器、电流传感器和可见光图像传感器组成；本地诊断单元由专家系统和知识库两部分构成；本地监测子系统包括覆冰监测、舞动监测、污秽监测、 微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集系统；数据处理及通讯系统由数据缓冲区一、数据缓冲区二、数据缓冲区三、数据处理及通讯单元和监控单元组成；数据处理及通讯单元设有端口 I、端口 II、端口 III和端口 IV， 监控单元设有端口 I、端口 II、端口 III和端口 IV ；2)各部件的连接关系CXD高速摄像头一端与监控单元的端口 I相连，另一端与数据缓冲区二的一端相连；在线监测模块一端与监控单元的端口 II相连，另一端与数据缓冲区三的一端相连；监测预警单元一端与监控单元的端口 IV相连，另一端与数据缓冲区一的一端相连；数据缓冲区一，数据缓冲区二，数据缓冲区三分别与数据处理及通讯单元的端口 I、端口 II、端口 III 相连；数据处理及通讯单元的端口 IV与监控单元的端口 III相连；在线监测模块中的传感单元中各传感器分别与信号处理特征提取单元相连；信号处理特征提取单元与本地诊断单元相连，具体与其中专家系统部分和知识库部分的一端相连；本地诊断单元的另一端分别和本地监测子系统的覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集的一端相连；本地监测子系统与数据处理及通讯系统相连，具体与其中的数据缓冲区三相连；数据处理及通讯系统和监测中心通过高速网络接口连接。基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，所述在线监测模块中的传感单元中的11种传感器不仅限于这11种，可以相应增减。2.数据处理及通讯系统多信息融合诊断系统主要由特征向量、传感向量、传感器-特征量关联矩阵、数据分析模块、传感器可靠性分析模块、数据融合分析模块和特征量提取模块组成；1)各部件的构成特征向量由N个特征量组成；传感向量由N个传感量组成；传感器-特征量关联矩阵设有N+2个端口 ；数据分析模块设有端口 I、端口 II、端口 III ；数据融合分析模块设有端口 I、端口 II、端口 III 和端口 IV ；2)各部件的连接关系特征向量与传感向量交叉互连；传感向量与传感器-特征量关联矩阵相连；传感器-特征量关联矩阵的一端与数据分析模块的端口 I相连，另一端与数据融合分析模块的端口 I相连；数据分析模块的端口 III和数据融合分析模块的端口 II相连；传感器可靠性分析模块的一端与数据分析模块的端口 II相连、另一端与数据融合分析模块的端口 III相连；数据融合分析模块的端口 IV与与特征量提取模块的一端相连；特征量提取模块的另一端与本地监测系统相连。3)各部件的作用特征向量与传感向量信息形成传感器-特征量关联矩阵；再经数据分析模块进行数据分析，接着经传感器可靠性分析模块进行传感器可靠性分析，然后由数据融合分析模块基于传感器可靠性的多信息数据融合分析，随即由特征量提取模块提取特征量，最后上传至本地监测系统进行相应对比。多信息融合诊断系统利用输电线路各状态量监测用传感器复用的特点，响应本地监测系统1上传的预警信息，并综合所有传感监测信息进行诊断。本技术与现有技术比较的优点有1.基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，提供了一种基于多参量融合的输电线路状态分级诊断方法，实现了远端监测中心方便的调度实时输电线路状态信息。2.基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，将系统诊断划分为监测装置本地系统、数据处理及通讯系统和监测中心综合诊断三个层次，减轻了信道压力，增强监测信息的可信性。3.基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，通过模块化、标准化、层次化、 智能化设计，在提高监测精度的同时，最大限度的优化传感资源配置，节约系统资源，降低了装置成本和通信费用。4.基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，实时监测输电线路上的各有效参数，为监测中心提供实时数据与计算结果，从而诊断输电线路运行状态，为大幅度提高输电线路的安全经济运行水平，并为输电线路运行等级的划分提供必要的依据；通过将数据传输到后台专家系统进行诊断与评估，能准确反映出输电线路发生的各种状态，得出诊断结果，从而指导电力部门开展相应的维护和检修工作。附图说明图1是本技术基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统的层次化分级诊断系统结构示意图。图2是本技术基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统的在线监测模块的结构图。图3是本技术基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统的多信息融合诊断系统结构图。图中本地监测系统1，数据处理及通讯系统2，监测中心3，高速网络接口 4，CXD 高速摄像头5，在线监测模块6，监测预警单元7，数据缓冲区一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，其特征在于，由层次化分级诊断系统和多信息融合诊断系统两部分组成；层次化分级诊断系统由本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三部分组成；１）各部件的构成本地监测系统由ＣＣＤ高速摄像头、在线监测模块、监测预警单元组成；在线监测模块由传感单元、信号处理特征提取单元、本地诊断单元和本地监测子系统组成；传感单元由倾角传感器、加速度传感器、拉力传感器、温度传感器、气象传感器、精密电流传感器、红外热像传感器、振动传感器、电位传感器、电流传感器和可见光图像传感器组成；本地诊断单元由专家系统和知识库两部分构成；本地监测子系统包括覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集系统；数据处理及通讯系统由数据缓冲区一、数据缓冲区二、数据缓冲区三、数据处理及通讯单元和监控单元组成；数据处理及通讯单元设有端口Ｉ、端口ＩＩ、端口ＩＩＩ和端口ＩＶ，监控单元设有端口Ｉ、端口ＩＩ、端口ＩＩＩ和端口ＩＶ；２）各部件的连接关系ＣＣＤ高速摄像头一端与监控单元的端口Ｉ相连，另一端与数据缓冲区二的一端相连；在线监测模块一端与监控单元的端口ＩＩ相连，另一端与数据缓冲区三１０的一端相连；监测预警单元７一端与监控单元１２的端口ＩＶ相连，另一端与数据缓冲区一的一端相连；数据缓冲区一，数据缓冲区二，数据缓冲区三分别与数据处理及通讯单元的端口Ｉ、端口ＩＩ、端口ＩＩＩ相连；数据处理及　通讯单元的端口ＩＶ与监控单元的端口ＩＩＩ相连；在线监测模块中的传感单元中各传感器分别与信号处理特征提取单元相连；信号处理特征提取单元与本地诊断单元相连，具体与其中专家系统部分和知识库部分的一端相连；本地诊断单元的另一端分别和本地监测子系统的覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集的一端相连；本地监测子系统与数据处理及通讯系统相连，具体与其中的数据缓冲区三相连；数据处理及通讯系统和监测中心通过高速网络接口连接；多信息融合诊断系统主要由特征向量、传感向量、传感器－特征量关联矩阵、数据分析模块、传感器可靠性分析模块、数据融合分析模块和特征量提取模块组成；１）各部件的构成特征向量由Ｎ个特征量组成；传感向量由Ｎ个传感量组成；传感器－特征量关联矩阵设有Ｎ＋２个端口；数据分析模块设有端口Ｉ、端口ＩＩ、端口ＩＩＩ；数据融合分析模块设有端口Ｉ、端口ＩＩ、端口ＩＩＩ和端口ＩＶ；２）各部件的连接关系特征向量与传感向量交叉互连；传感向量与传感器－特征量关联矩阵相连；传感器－特征量关联矩阵的一端与数据分析模块的端口Ｉ相连，另一端与数据融合分析模块的端口Ｉ相连；数据分析模块的端口ＩＩＩ和数据融合分析模块的端口ＩＩ相连；传感器可靠性分析模块的一端与数据分析模块的端口ＩＩ相连、另一端与数据融合分析模块的端口ＩＩＩ相连；数据融合分析模块的端口ＩＶ与与特征量提取模块的一端相连；特征量提取模块的另一端与本地监测系统相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓雨荣，朱时阳，汪丽川，奉斌，吴远利，吴彪，王海涛，廖源，王乐，
申请(专利权)人：广西电网公司电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：45