一種基于gis的電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測及搶修系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于GIS的電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測及搶修系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力是國家的支柱能源和命脈，同時由于電網(wǎng)系統(tǒng)多數(shù)直接暴露于自然條件下，受環(huán)境因素和自然災(zāi)害影響較大。各類自然災(zāi)害的發(fā)生往往直接威脅著電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，甚至造成嚴(yán)重的電網(wǎng)破壞和大面積停電事故，進(jìn)而影響到人們的正常生產(chǎn)、生活和社會的穩(wěn)定。隨著國家電網(wǎng)智能化發(fā)展的不斷深入，特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，以大聯(lián)網(wǎng)、大容量為標(biāo)志的規(guī)?；?、高效率的電網(wǎng)遭遇災(zāi)害時，其影響速度快、范圍廣，且有社會化趨勢。
[0003]地震、洪水、凍雨、山火等自然災(zāi)害往往會對電網(wǎng)造成大面積破壞，快速有效地監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備損壞狀況和已損壞電網(wǎng)設(shè)備所在位置，對盡快恢復(fù)災(zāi)區(qū)的電力供應(yīng)意義重大。但自然災(zāi)害發(fā)生后，由于供電中斷以及災(zāi)害對有線網(wǎng)或無線網(wǎng)等通信設(shè)施的嚴(yán)重破壞，電力載波通信、基于Internet的有線網(wǎng)絡(luò)通信、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)無線網(wǎng)絡(luò)通信、全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)短消息等傳統(tǒng)的電網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控通信方式無法正常工作。目前主要還是依靠人工巡查方式對災(zāi)區(qū)電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測，效率低下。由此可見，如何在自然災(zāi)害發(fā)生后快速有效地監(jiān)測災(zāi)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)成為迫切需要解決的技術(shù)問題。
[0004]近年來，隨著電網(wǎng)各類自然災(zāi)害監(jiān)控系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，積累了大量現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)，但如何挖掘和分析這些監(jiān)控數(shù)據(jù)為電網(wǎng)安全運行提供支撐顯得十分重要。因此，基于GIS電網(wǎng)自然災(zāi)害數(shù)據(jù)信息挖掘與災(zāi)害響應(yīng)分析，能準(zhǔn)確有效提取各類災(zāi)害信息對電網(wǎng)影響，同時采用范例數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)匹配相應(yīng)處置措施，對于降低和防止自然災(zāi)害對電網(wǎng)系統(tǒng)的災(zāi)變影響，以及保證其安全、穩(wěn)定運行也有重要的意義。因此，現(xiàn)在對災(zāi)區(qū)電網(wǎng)監(jiān)測大多使用上了基于GIS的電網(wǎng)系統(tǒng)，對電網(wǎng)的安全運營有著重要的意義。
[0005]公開號為103887890A的發(fā)明公開了一種災(zāi)區(qū)電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測方法，該方法通過電網(wǎng)在線監(jiān)測端的監(jiān)測裝置采集電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，電網(wǎng)在線監(jiān)測端的智能處理器處理監(jiān)測數(shù)據(jù)并獲得電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的損壞情況，將電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的損壞情況、位置信息和時間信息通過北斗短報文通信系統(tǒng)實時上報給電網(wǎng)監(jiān)控中心。該發(fā)明采用了北斗衛(wèi)星傳輸信息，保證了信息的通暢，而且未將GIS系統(tǒng)綜合在內(nèi)，對于信息的直觀顯示并不完美。
[0006]公開號為104218485A的發(fā)明公開了一種電網(wǎng)快速搶修控制系統(tǒng)及其使用方法，包括電力GIS地圖模塊、微型計算機(jī)、道路監(jiān)控模塊、人員數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)場監(jiān)測模塊，所述現(xiàn)場監(jiān)測模塊、道路監(jiān)控模塊、人員數(shù)據(jù)庫和電力GIS地圖模塊與微型計算機(jī)相連接；所述電力GIS地圖模塊包括電力線路分布圖和物資分布圖；本發(fā)明采用微型計算機(jī)整合了人力資源分布、物資儲備資源分布以及現(xiàn)場實時情況，從而獲取最真實的待搶修情況，然后自動規(guī)劃出最佳搶修路線、物資調(diào)配圖、人員調(diào)配圖，然后進(jìn)行審核后，將其輸出成文件下發(fā)執(zhí)行。該發(fā)明將GIS系統(tǒng)融入到電網(wǎng)救災(zāi)當(dāng)中，但是缺乏對歷史信息的掌握和挖掘，對災(zāi)害搶修的經(jīng)驗積累略有不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種基于GIS的電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測及搶修系統(tǒng)和方法，利用無人機(jī)監(jiān)測以及高壓線路巡檢機(jī)器人監(jiān)測來對電網(wǎng)運行狀況和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，將監(jiān)測信息導(dǎo)入GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)對電網(wǎng)的可視化、實時化監(jiān)控，面對電網(wǎng)事故能夠及時發(fā)現(xiàn)并導(dǎo)入歷史事故信息為解決困難提供參考，加快了電網(wǎng)事故的搶修工作，減少電網(wǎng)事故造成的損失。
[0008]一種基于GIS的電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測及搶修系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心，所述數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心依次連接；
所述數(shù)據(jù)采集單元包括無人機(jī)監(jiān)測模塊和機(jī)器人監(jiān)測模塊，所述機(jī)器人監(jiān)測模塊采用線路巡檢機(jī)器人，用于對電網(wǎng)運行情況和周圍環(huán)境信息進(jìn)行采集；
所述控制單元包括無人機(jī)單片機(jī)和機(jī)器人單片機(jī)，用于對所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理并通過信息傳遞單元發(fā)送出去；
所述信息傳遞單元包括無人機(jī)GSP1620、機(jī)器人GSP1620、通信衛(wèi)星、地面GSP1620和通信單片機(jī)，用于對所述無人機(jī)單片機(jī)和機(jī)器人單片機(jī)收集整理的數(shù)據(jù)信息通過所述通信衛(wèi)星進(jìn)行傳遞，發(fā)送至集控中心；
所述集控中心包括工控機(jī)和顯示器，所述工控機(jī)內(nèi)設(shè)置信息報警模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和GIS系統(tǒng)模塊，用于對監(jiān)測到的信息進(jìn)行顯示并對事故進(jìn)行報警。
[0009]進(jìn)一步的，所述無人機(jī)GSP1620通過RS 232 口與所述無人機(jī)單片機(jī)連接，所述無人機(jī)單片機(jī)通過RS 422 口或USB 口與所述無人機(jī)監(jiān)測模塊連接，所述無人機(jī)單片機(jī)通過所述無人機(jī)GSP1620將信息打包發(fā)送至衛(wèi)星，由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到集控中心。
[0010]進(jìn)一步的，所述機(jī)器人GSP1620通過RS 232 口與所述機(jī)器人單片機(jī)連接，所述機(jī)器人單片機(jī)通過RS 422 口或USB 口與所述機(jī)器人監(jiān)測模塊連接，所述機(jī)器人單片機(jī)通過所述機(jī)器人GSP1620將信息打包發(fā)送至衛(wèi)星，由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到集控中心。
[0011]進(jìn)一步的，所述工控機(jī)通過RS 422 口或USB 口與所述通信單片機(jī)連接，所述通信單片機(jī)通過RS 232 口與所述地面GSP1620連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)庫模塊和所述GIS系統(tǒng)模塊連接，具體包括電網(wǎng)運行信息和電網(wǎng)周圍環(huán)境信息錄入所述GIS系統(tǒng)模塊，分析以及在所述顯示器上展示所述數(shù)據(jù)采集單元監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，在電網(wǎng)發(fā)生事故時通過對歷史數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢，尋找相似的事故及其解決方案進(jìn)行參考。
[0013]一種基于GIS的電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測及搶修方法，包含如下步驟:
1)通過無人機(jī)監(jiān)測模塊和機(jī)器人監(jiān)測模塊對電網(wǎng)運行和環(huán)境信息進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至集控中心，完成對日常電網(wǎng)運行的監(jiān)測；
2)在發(fā)生自然災(zāi)害事故之后，無人機(jī)監(jiān)測模塊對發(fā)生災(zāi)害事故的電網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行重點監(jiān)測，采集事故信息傳送至集控中心；
3)集控中心的信息報警模塊對災(zāi)害事故進(jìn)行報警，并通過數(shù)據(jù)庫模塊和GIS系統(tǒng)模塊的結(jié)合，在顯示器上顯示電網(wǎng)災(zāi)害的事故地點、受損情況和天氣狀況；
4)在數(shù)據(jù)庫中尋找到與此次事故近似的電網(wǎng)災(zāi)害事故，并調(diào)出其解決方案和事故最終影響，對此次事故解決提出方案并預(yù)計災(zāi)害可能造成的的損失；
5)對于損失評估之后，在GIS系統(tǒng)上對受災(zāi)地區(qū)的搶修工作按輕重緩急標(biāo)記，首先對可能造成損失過大的地區(qū)進(jìn)行搶修，合理安排搶修任務(wù)之后進(jìn)行搶修工作。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心，所述數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心依次連接；所述數(shù)據(jù)采集單元包括無人機(jī)監(jiān)測模塊和機(jī)器人監(jiān)測模塊，用于對電網(wǎng)運行情況和周圍環(huán)境信息進(jìn)行采集；所述控制單元包括無人機(jī)單片機(jī)和機(jī)器人單片機(jī)，所述機(jī)器人監(jiān)測模塊采用線路巡檢機(jī)器人，用于對所述數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理并通過信息傳遞單元發(fā)送出去；所述信息傳遞單元包括無人機(jī)GSP1620、機(jī)器人GSP1620、衛(wèi)星、地面GSP1620和通信單片機(jī)，用于對所述無人機(jī)單片機(jī)和機(jī)器人單片機(jī)收集整理的數(shù)據(jù)信息通過衛(wèi)星進(jìn)行傳遞，發(fā)送至集控中心；所述集控中心包括工控機(jī)和顯示器，所述工控機(jī)內(nèi)設(shè)置信息報警模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和GIS系統(tǒng)模塊，用于對監(jiān)測到的信息進(jìn)行顯示并對事故進(jìn)行報警。通過機(jī)器人監(jiān)測模塊對電網(wǎng)線路進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測，采集電網(wǎng)運行