本發(fā)明涉及輸電線路監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，電力需求持續(xù)增長，一個堅強(qiáng)、可靠的現(xiàn)代化大電網(wǎng)對于保障國家能源安全，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置，具有不可替代的作用。建設(shè)具有數(shù)據(jù)化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)是安全、可靠、高效輸電的保障，是電力科學(xué)發(fā)展的方向，對電網(wǎng)的監(jiān)測也尤其重要。作為電力輸送紐帶的輸電線路具有分散性大、距離長、難以巡視及維護(hù)等特點，因此對輸電線路本體及周邊環(huán)境以及氣象參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測成為一項迫切工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采集以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)中央處理器和智能終端，所述電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集輸電線路參數(shù)，并將采集到的輸電線路參數(shù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)中央處理器，所述數(shù)據(jù)中央處理器用于接收、存儲、顯示輸電線路參數(shù)，并將輸電線路參數(shù)與正常閾值進(jìn)行比較，若超過正常閾值，則輸出報警信號；所述的智能終端通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中央處理器連接，用于實時訪問數(shù)據(jù)中央處理器中的輸電線路參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果為：利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測，并在輸電線路參數(shù)異常時進(jìn)行報警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)中央處理器的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1、數(shù)據(jù)中央處理器2、智能終端3、數(shù)據(jù)通信模塊10、數(shù)據(jù)比較判斷模塊20、異常報警模塊30。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測系統(tǒng)，包括電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1、數(shù)據(jù)中央處理器2和智能終端3，所述電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集輸電線路參數(shù)，并將采集到的輸電線路參數(shù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)中央處理器2，所述數(shù)據(jù)中央處理器2用于接收、存儲、顯示輸電線路參數(shù)，并將輸電線路參數(shù)與正常閾值進(jìn)行比較，若超過正常閾值，則輸出報警信號；所述的智能終端3通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中央處理器2連接，用于實時訪問數(shù)據(jù)中央處理器2中的輸電線路參數(shù)。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)中央處理器2包括數(shù)據(jù)通信模塊10、數(shù)據(jù)比較判斷模塊20、異常報警模塊30，所述數(shù)據(jù)通信模塊10與所述數(shù)據(jù)比較判斷模塊20連接，所述數(shù)據(jù)比較判斷模塊20與所述異常報警模塊30連接。

優(yōu)選地，優(yōu)選地，所述電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1包括基站和部署在設(shè)定的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點，其中輸電線路監(jiān)測節(jié)點包括處理器單元、無線通信單元、數(shù)據(jù)采集單元、能量供應(yīng)單元和智能開關(guān)，無線通信單元、數(shù)據(jù)采集單元和智能開關(guān)皆與處理器單元連接。

優(yōu)選地，所述的輸電線路參數(shù)包括輸電線路的張力、溫度、電壓和電流。

本發(fā)明上述實施例利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)了輸電線路監(jiān)測，并在輸電線路參數(shù)異常時進(jìn)行報警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

優(yōu)選地，所述的電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1在進(jìn)行電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的信道分配時，具體執(zhí)行：

(1)每個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點構(gòu)建自己的鄰居節(jié)點列表，具體為：以最大發(fā)射功率向通信范圍內(nèi)的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點交換信息，從而確定自身的鄰居節(jié)點信息，并獲取鄰居節(jié)點的鄰居節(jié)點列表信息；

(2)初始時，對每個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i隨機(jī)分配一個信道，i＝1，2，…,n，然后依次對每個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i按照1,2,…,n的順序進(jìn)行信道的預(yù)替換，直至完成所有電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點信道的預(yù)替換，其中預(yù)替換過程中的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的當(dāng)前剩余能量值不變，具體包括：計算電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在其各個可選信道下相對于網(wǎng)絡(luò)的效益度，從中選取效益度最大的所對應(yīng)的信道作為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i的預(yù)選信道，預(yù)替換先前分配的信道，效益度的計算公式定義為：

式中，pi表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時相對于網(wǎng)絡(luò)的效益度，f＝1,…,pi，pi表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i的可選信道數(shù)目，φi(f)為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時具有的偽子節(jié)點的數(shù)目，j為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i的第j個偽子節(jié)點，d0為設(shè)定的單位距離，d(i,j)為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時i、j的歐式距離，l(i,j)為信道干擾判斷函數(shù)，當(dāng)電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i、j使用的信道相同時，l(i,j)＝1，當(dāng)電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i、j使用的信道不同時，l(vi,vj)＝0，ui、uj分別為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時i、j的節(jié)點度，qi、qj分別為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時i、j的當(dāng)前剩余能量，hi、hj分別為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時i、j成為路由節(jié)點的概率，ki、kj分別為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點i在選擇信道f時i、j的偽子節(jié)點的平均出度值，其中出度值表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點具有的偽父節(jié)點的數(shù)量；

(3)對于所有預(yù)替換信道的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點，若存在彼此干擾范圍內(nèi)的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點，并且它們預(yù)替換的信道相同時，則只對其中剩余能量最小的一個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點進(jìn)行信道的預(yù)替換，其余的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的信道保持不變；

(4)判斷所有電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的預(yù)選信道是否與上一次分配的信道相同，若不同，返回(2)，若相同，將所有預(yù)替換信道的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點切換為對應(yīng)的預(yù)選信道。

相關(guān)技術(shù)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在給電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點分配信道時，通常沒有考慮信道分配對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響，由于信道分配影響不同電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的失效時間，當(dāng)較為重要的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點過早失效時，會造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的破壞，本優(yōu)選實施例在進(jìn)行信道分配時考慮了信道分配對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的影響，有利于維護(hù)原有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；本優(yōu)選實施例設(shè)計了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點信道分配的策略，其中設(shè)計了能夠衡量每個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點在不同信道時的防干擾程度的效益度計算公式，并利用效益度進(jìn)行信道選擇，能夠使得相對重要的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點選擇干擾較小的信道，降低相對重要的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的能耗；

本優(yōu)選實施例從整體上使得每個電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點分配信道時能夠遠(yuǎn)離干擾源，有效降低干擾，同時避免與重要節(jié)點使用相同信道，從而保障輸電線路參數(shù)的有效傳輸，延長電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測模塊1的網(wǎng)絡(luò)生命周期。

優(yōu)選地，設(shè)qa表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點a的當(dāng)前剩余能量，當(dāng)qa滿足下列信道更新條件時，電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點重新進(jìn)行信道分配：

式中，qt為設(shè)定的能量閾值，r為設(shè)定的調(diào)節(jié)系數(shù)，r的設(shè)定范圍為(0,0.2]，na為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點a的偽子節(jié)點數(shù)目，b表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點a的第b個偽子節(jié)點，wb為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點a的偽子節(jié)點b的出度值，y(·)為取值函數(shù)，當(dāng)時，當(dāng)時，

相關(guān)技術(shù)中通常在電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的能耗超過能耗閾值時進(jìn)行信道更新，本優(yōu)選實施例在設(shè)定電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的信道更新條件時，考慮了不同電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的重要程度，設(shè)置了能量閾值的調(diào)節(jié)系數(shù)，從而對不同的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點進(jìn)行不同的信道更新判定，使得負(fù)載較大的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點能夠優(yōu)先分配信道，提高了電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點信道更新的靈活性和相對重要的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的信道更新效率，保障輸電線路參數(shù)的有效傳輸。

優(yōu)選地，電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點重新進(jìn)行信道分配時，具體執(zhí)行：

(1)電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點按照下列公式調(diào)整自身的發(fā)射功率，向通信范圍內(nèi)的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點交換信息，從而確定自身的鄰居節(jié)點信息，構(gòu)建自己的鄰居節(jié)點列表，并獲取鄰居節(jié)點的鄰居節(jié)點列表信息：

式中，e表示電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點ε調(diào)整后的發(fā)射功率，et為與ε通信的距離最近的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的正確接收輸電線路參數(shù)的最小功率值，eg>et，pg與ε通信的距離最近的電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點接收輸電線路參數(shù)時的實際功率，emax為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的最大發(fā)射功率，δ為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點更新信道的次數(shù)；

(2)計算電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點在其各個可選信道下相對于網(wǎng)絡(luò)的效益度，并從中選取效益度最大的所對應(yīng)的信道作為電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的新信道。

本優(yōu)選實施例在電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點重新進(jìn)行信道分配前先調(diào)整自身的發(fā)射功率，其中將電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點更新信道的次數(shù)作為發(fā)射功率調(diào)整的控制參數(shù)，大大減少了輸電線路參數(shù)收集的能耗，提高信道更新的工作效率，使得電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的信道更新能夠根據(jù)電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測節(jié)點的實際情況更加靈活地動態(tài)調(diào)整信道，從而降低干擾，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高輸電線路參數(shù)傳輸?shù)目煽慷龋瑥亩_保電網(wǎng)輸電線路無線監(jiān)測系統(tǒng)有效運行。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。