摘要：输电线路是智能电网的关键性构成内容，为确保输电线路安全运行，目前主要通过建设输电线路状态监测系统，创新输电线路运行管理模式，以有效的集中监测与管理手段来获取线路自身运行及周边环境状态，为线路生产管理、设备运行维护、状态检修、应急防灾提供动态信息，实现输电线路安全预警和辅助决策，促进运行维护、电网差异化设计工作，提高运行维护、生产管理的精益化水平，推动输电环节工作的开展。
关键词：输电线路；状态监测；系统建设
1监测数据交换设计
监测数据交换功能落实输电线路状态监测体系和雷电监测子体系、污秽监测子系统、覆冰监测子系统、微风振动监测子系统、生产管理系统、调度等系统之间的信息交换。输电线路状态监测应用和管理信息系统与各系统信息互动以输电线路状态监测系统向各监测子系统、ＰＭＳ、ＥＭＳ抽取数据为主；各监测子系统对于状态监测预警信息采用数据推送方式，上传至输电线路状态监测系统，输电线路状态监测系统具备响应状态监测预警信息功能。具体功能如下：（１）支持通过访问其它系统的WebService接口、数据库、文件、TCP／IP监听服务端口来抽取数据。（２）支持其它系统向本系统提供的WebService接口、指定文件目录、TCP／IP监听服务端口推送数据；雷电定位、污秽监测、覆冰监测、防汛监测、气象监测子系统可通过接口向输变电设备状态监测系统推送输电线路状态预警信息。（３）采用ＸＭＬ或文本格式来组织交换数据。
2输电状态监测设备安装位置设计
状态监测装置安装位置设计是线路状态监测系统工程的重要环节，要使整个状态监测系统安全、可靠的运行，实现高效性、易维护性，有必要在线路设计阶段对状态监测装置、通信设备及电源系统在杆塔上的安装位置进行规范化设计并提出指导原则。必要时应对杆塔荷载进行校验。设计单位在进行杆塔设计时，需充分考虑安装状态监测装置对电气安全和机械强度带来的影响，在设计中充分考虑上塔装置的整齐、牢固及易维护方案，并对监测装置、通信及电源系统的外形结构、安装方式和安装位置提出原则性技术要求。在设计施工图阶段应提供塔上各类监测装置、通信装置及电源系统的安装图和电气连接图，由设计单位制成正式工程施工设计图纸。
3对象模型管理设计
利用对象动态建模工具，为客观存在的输电线路对象及其关系建立对象模型，主要包括区域、线路等，将它们的实例及所属关系保存在统一的对象模型库中，形成基础平台与输电线路基本的相关业务对象模型。采用符合客观现实的表现和描述手段不仅自然，同时清晰方便，并在数据存取、交换时，使得业务系统透明化。经过数据采集获得的数据，也将经过对象化处理，使得散落在各专业系统中的不同种数据能通过相同的设备对象进行关联。经过对象化关联处理后，这种分散在各系统中的业务数据就形成了以设备模型为基础、与具体设备相关联的对象数据。基于这种对象化数据，就能根据现实情况，方便地找到某类设备所拥有的数据类别，及与某个具体设备相关的各种数据值。对象模型管理功能为用户提供电网输变电设备模型的录入、修改、删除功能，实现电网输变电设备模型信息的源端维护和全局共享。具备模型的导入、支持导出、备份和恢复功能。监测设备模型管理功能为用户提供各类监测设备模型的录入、修改、删除功能，建立监测设备与输变电设备之间的所属关系，构造各个监测子系统中的监测模型与本系统模型之间的映射关系。具备模型的导入、导出、备份和恢复功能。
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4气象监测
气象监测用于监测杆塔上气象监测设备所采集的实时数据，点击功能导航栏“实时监测-气象监测”，展示所有支持气象监测的杆塔功能列表，并且将各个杆塔所支持的终端监测能力以小圆点形式展示出来，绿色小圆点表示该监测能力正常，灰色的表示异常，点击“导出”按钮，将以Excel表格的形式将所有支持气象监测能力的杆塔列表信息导出到本地服务器。点击查看预警，进入到设备预警界面，若有预警信息时，点击“导出”可以Excel表格的形式导出该页面所有预警数据信息。点击气象监测首界面的预警级别的统计数字，同样可查看该级别的终端设备的预警信息。点击对应杆塔的微气象图标进入该杆塔的气象监测界面，展示的气象要素有环境温度、湿度、日照、风速、风向。这些气象要素展示的数据为该气象监测设备实时采集的数据，气象监测页面实时展示气象监测设备当天所采集数据整体变化趋势
5系统总体结构设计
信号处理器：信号处理单元完成图像、振动、微气象、温湿度等监测信息的分析、统计、特征提取采样判决等智能化处理以及数据压缩功能，同时支持多特征信息融合处理，即将振动、微气象、温湿度等多种特征数据用一幅图像显示，负责输出压缩图像信息、监测特征信息及判决信息。本系统在信号处理单元对视频/图像进行处理压缩时，采用了基于可伸缩视频编码的视频/图像一体化压缩方法。
多功能传感器组：多功能传感器组安装在监测输电线路杆塔上，其与信号处理器相连，负责采集环境、杆塔和导线的各种物理监测信息。系统中多功能传感器组与信号处理器以组态方式连接，传感器组通过RS485总线连接到信号处理单元，传感器的种类和数量可以根据实际需求动态增加和减少，系统最大支持16个传感器同时采集。
主备供电单元：主备供电单元与多功能传感器组、信号处理器以及通信单元相连，分别为其提供所需电压。该供电单元主要由采电系统和蓄电池构成，采电系统正常工作时直接供应电力，并给蓄电池充电，当采电系统无法正常工作时，则采用蓄电池供电。
高清摄像单元：高清摄像单元负责视频监控，视频分辨率支持QCIF、CIF、4CIF、D1、1280*1024，输出分辨率支持全高清1920*1080；可进行模式切换，集控中心可远程设置其拍摄分辨率，系统中的视频监控采用触发式工作方式，即没有异常情况下不使用（处于休眠或关闭状态），在异常发生的时候触发启动。
动态电源管理模块：系统采用一种自适应低功耗动态电源管理方案，通过动态控制监测和调整代理装置各模块的工作状态以减少不必要的能量损耗，降低系统功耗。即动态电源管理模块可根据具体的参数设置以及代理装置当前电池的电量情况，实时监测和动态调整代理装置各模块的工作、休眠、关闭等状态，保证代理装置各模块只在需要工作时处于正常耗能状态，其余情况处于休眠或关闭状态，例如高清视频监控在需要的时候才打开，其他时间保持休眠，从而提高能源的使用效率，达到使系统总功耗保持在最低水平的目的。
多模态通信传输单元：多模态通信单元包括3G无线通信模块、Wi Max模块以太网模块以及光纤收发器。多模态通信单元与信号处理器采用组态式连接方式，通信方式可根据实际需求从3G方式、Wi Fi方式、Wi Max方式和光通信等通信方式中选择其中的一种，并根据实际情况自动切换通信方式，智能信号处理单元自动检测实际连接的通信模块并自适应选择通信模式，多模态通信单元与后台系统进行通信，可完成系统数据传输和后台系统远程控制功能。
结语
在线路设计各阶段明确线路状态监测系统方案设计输入、输出内容的规范化定义，能够使线路状态监测系统的设计更加合理化、规范化，更符合线路建设与运行的需要。形成状态监测系统方案设计导则，可为设计单位评估安装状态监测系统的必要性、设计方案选型提供更完整的参考依据。
参考文献
[1]刘丽榕，王玉东，肖智宏，等.输电线路在线监测系统通信传输方式研究[J].电力系统通信，2011，32（4）：20-24.
[2]王晓希.特高压输电线路状态监测技术的应用[J].电网技术，2007，31（22）：7-11.
论文作者:李涛
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/16
标签：状态论文; 线路论文; 杆塔论文; 系统论文; 气象论文; 数据论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第9期论文;