本發(fā)明屬于輸電線路巡視領(lǐng)域，具體地說，尤其涉及一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的發(fā)展始于直流輸電系統(tǒng)，直流輸電電纜線路的輸送容量大、損耗小，不易老化、經(jīng)濟(jì)性能好，輸送距離不受限制、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，近年來大功率電力電子技術(shù)的發(fā)展是的大規(guī)模高壓直流輸電的實(shí)現(xiàn)成為可能。
由于我國的地質(zhì)地貌特點(diǎn)和氣候特點(diǎn)，加之特高壓直流輸電工程的線路較長，跨越地形和氣候區(qū)域的復(fù)雜程度高，線路故障巡線難度較大，直流線路故障點(diǎn)的查找異常困難，將嚴(yán)重影響永久性故障的恢復(fù)時(shí)。
正是由于上述特點(diǎn)，使得直流輸電線路在建設(shè)過程中就需要考慮到如何實(shí)現(xiàn)直流輸電線路區(qū)域跨度大、線路里程長的情況下對線路的巡視檢修作業(yè)，減少工程施工投入的成本和建設(shè)周期。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)，其能夠通過多種途徑實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路節(jié)點(diǎn)及與之關(guān)聯(lián)用電區(qū)域之間的信息聯(lián)動，保證較少人力投入下輸電線路的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控，及時(shí)排除隱患。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明所述的一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)，包括以下組件，
數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、節(jié)點(diǎn)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器，其中所述數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器包括存儲單元和處理單元，存儲單元用于存儲節(jié)點(diǎn)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、移動數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器中提取的數(shù)據(jù)，并通過處理單元對上述信息進(jìn)行存儲；
所述節(jié)點(diǎn)服務(wù)器在建設(shè)過程中進(jìn)行安裝和調(diào)試，其包括位于各采集數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包括gps/北斗衛(wèi)星定位裝置、風(fēng)速采集傳感器、相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)反饋裝置、濕度傳感器、溫度傳感器、拉力傳感器和導(dǎo)線振動監(jiān)測儀、靜電感應(yīng)器；
所述gps/北斗衛(wèi)星定位裝置用于傳輸信息時(shí)提供該信息的傳輸節(jié)點(diǎn)地理位置信息，供操作人員判斷該信息的地理位置來源，風(fēng)速采集傳感器用于采集該節(jié)點(diǎn)所處地理位置的風(fēng)速及風(fēng)向信息；所述數(shù)據(jù)反饋裝置用于向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)出和接收相鄰節(jié)點(diǎn)是否正常通信和正常輸電的信號，判斷相鄰節(jié)點(diǎn)之間是否存在線路破損斷裂，該數(shù)據(jù)反饋裝置采用行波通訊，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的行波通訊能夠有效判定故障點(diǎn)的位置，并將故障點(diǎn)的位置以及相鄰節(jié)點(diǎn)的定位信息一并發(fā)送至節(jié)點(diǎn)服務(wù)器；所述濕度傳感器和溫度傳感器用于檢測節(jié)點(diǎn)所處地理位置的濕度信息和溫度信息，判斷是否存在安全隱患；拉力傳感器用于檢測是否相鄰節(jié)點(diǎn)線路張緊力存在問題；導(dǎo)線振動監(jiān)測儀用于檢測相鄰節(jié)點(diǎn)之間的傳輸導(dǎo)線是否在空氣流動下產(chǎn)生振動，該振動值是否處于電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)范下；靜電感應(yīng)器安裝于輸電線路桿體上，用于感應(yīng)該特高壓直流輸電線路是否存在線路絕緣水平降低產(chǎn)生的對地閃絡(luò)或雷擊干擾。
所述互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器用于抓取涉及影響供電網(wǎng)路安全的突發(fā)問題；
所述換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器用途調(diào)控特高壓直流輸電線路輸電容量是否存在波動，其波動數(shù)值是否處于標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍內(nèi)。
進(jìn)一步地講，本發(fā)明中所述的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器采用市電和/或太陽能、風(fēng)能發(fā)電提供工作電源。
進(jìn)一步地講，本發(fā)明中所述的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器位于輸電鐵塔中部偏上位置，并且還包括采用有線或者無線方式連接的通訊設(shè)備。
進(jìn)一步地講，本發(fā)明中所述的基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)還包括無人機(jī)，所述無人機(jī)飛行參考坐標(biāo)為與輸電鐵塔上安裝的通訊設(shè)備信息交換信號。
一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋方法，該方法包括以下步驟，
1)、通過輸電線路相鄰輸電鐵塔上安裝的gps/北斗衛(wèi)星定位裝置、風(fēng)速采集傳感器、相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)反饋裝置、濕度傳感器、溫度傳感器、拉力傳感器采集各輸電鐵塔的性能指標(biāo)、所述環(huán)境指標(biāo)、相鄰輸電鐵塔之間是否存在線路損壞；
2)、將步驟1)中采集到的信息通過有線或者無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f至節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)服務(wù)器傳遞至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器分析后，將分析的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞至對應(yīng)區(qū)域的電力調(diào)控中心；
3)、作為步驟2)的輔助步驟，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器根據(jù)gps/北斗衛(wèi)星定位裝置提供的地理位置信息，依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)上允許提取的對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)位置信息，以gps/北斗衛(wèi)星定位裝置提供的數(shù)據(jù)為圓心，10km為半徑抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并將抓取信息傳遞至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器；
4)、作為步驟2)的輔助步驟，無人機(jī)依據(jù)輸電鐵塔提供的位置信息數(shù)據(jù)，規(guī)劃飛行路徑，提供該區(qū)域內(nèi)的視頻圖像資料；
5)、作為步驟4)的輔助步驟，移動數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器用于通過移動網(wǎng)絡(luò)抓取半徑范圍內(nèi)移動基站是否啟用備用電源，確定小區(qū)域范圍內(nèi)是否存在大范圍停電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明能夠通過輸電線路建設(shè)過程中使用的輸電鐵塔和沿途用電變電運(yùn)維室構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，采集不同節(jié)點(diǎn)的反饋信息能夠及時(shí)掌握供電網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械性能和環(huán)境因素，輸電線路經(jīng)過的區(qū)域是否存在未知的供電隱患需要排查以及突發(fā)的人或動物攀爬輸電線路的情況，提高有限人力資源下長距離輸電線路的維護(hù)和巡視。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的框架原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本申請所述的技術(shù)方案作進(jìn)一步地描述說明。
實(shí)施例1：一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)，其特征在于：包括以下組件，
數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、節(jié)點(diǎn)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器，其中所述數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器包括存儲單元和處理單元，存儲單元用于存儲節(jié)點(diǎn)服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、移動數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器、換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器中提取的數(shù)據(jù)，并通過處理單元對上述信息進(jìn)行存儲；
所述節(jié)點(diǎn)服務(wù)器在建設(shè)過程中進(jìn)行安裝和調(diào)試，其包括位于各采集數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包括gps/北斗衛(wèi)星定位裝置、風(fēng)速采集傳感器、相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)反饋裝置、濕度傳感器、溫度傳感器、拉力傳感器和導(dǎo)線振動監(jiān)測儀、靜電感應(yīng)器；
所述gps/北斗衛(wèi)星定位裝置用于傳輸信息時(shí)提供該信息的傳輸節(jié)點(diǎn)地理位置信息，供操作人員判斷該信息的地理位置來源，風(fēng)速采集傳感器用于采集該節(jié)點(diǎn)所處地理位置的風(fēng)速及風(fēng)向信息；所述數(shù)據(jù)反饋裝置用于向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)出和接收相鄰節(jié)點(diǎn)是否正常通信和正常輸電的信號，判斷相鄰節(jié)點(diǎn)之間是否存在線路破損斷裂，該數(shù)據(jù)反饋裝置采用行波通訊，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的行波通訊能夠有效判定故障點(diǎn)的位置，并將故障點(diǎn)的位置以及相鄰節(jié)點(diǎn)的定位信息一并發(fā)送至節(jié)點(diǎn)服務(wù)器；所述濕度傳感器和溫度傳感器用于檢測節(jié)點(diǎn)所處地理位置的濕度信息和溫度信息，判斷是否存在安全隱患；拉力傳感器用于檢測是否相鄰節(jié)點(diǎn)線路張緊力存在問題；導(dǎo)線振動監(jiān)測儀用于檢測相鄰節(jié)點(diǎn)之間的傳輸導(dǎo)線是否在空氣流動下產(chǎn)生振動，該振動值是否處于電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)范下；靜電感應(yīng)器安裝于輸電線路桿體上，用于感應(yīng)該特高壓直流輸電線路是否存在線路絕緣水平降低產(chǎn)生的對地閃絡(luò)或雷擊干擾。
所述互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器用于抓取影響供電線路安全的突發(fā)事件，如人員攀爬等；
所述換流站數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)器用途調(diào)控特高壓直流輸電線路輸電容量是否存在波動，其波動數(shù)值是否處于標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍內(nèi)。
實(shí)施例2：一種基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)，其中所述節(jié)點(diǎn)服務(wù)器采用市電和/或太陽能、風(fēng)能發(fā)電提供工作電源。所述節(jié)點(diǎn)服務(wù)器位于輸電鐵塔中部偏上位置，并且還包括采用有線或者無線方式連接的通訊設(shè)備。所述的基于大數(shù)據(jù)的特高壓直流輸電線路巡視及反饋系統(tǒng)還包括無人機(jī)，所述無人機(jī)飛行參考坐標(biāo)為與輸電鐵塔上安裝的通訊設(shè)備信息交換信號。
鑒于上述實(shí)施例，本發(fā)明在使用時(shí)，其工作過程及原理如下：
本發(fā)明主要利用的是在輸電線路建設(shè)過程中建立的輸電鐵塔作為線路建設(shè)節(jié)點(diǎn)，并且在架設(shè)過程中充分利用線路特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控單元的鋪設(shè)，不僅為后續(xù)的試運(yùn)行和運(yùn)行縮短時(shí)間，而且上述設(shè)備亦能夠提高輸電線路架設(shè)的質(zhì)量和速度。利用與特高壓直流輸電線路經(jīng)過區(qū)域內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)及移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)作為輻射網(wǎng)絡(luò)中的分支節(jié)點(diǎn)，輔助操作人員判定該節(jié)點(diǎn)內(nèi)是否有影響供電網(wǎng)絡(luò)安全的突發(fā)事故，或者周圍區(qū)域內(nèi)有明顯影響供電網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)、突發(fā)極端天氣等。
為了更好地對輸電網(wǎng)絡(luò)本身進(jìn)行監(jiān)控，本發(fā)明提供了一種利用輸電鐵塔進(jìn)行輸電線路監(jiān)控的方法。具體是采用在相鄰或者間隔的輸電鐵塔上安裝有位于各采集數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包括gps/北斗衛(wèi)星定位裝置、風(fēng)速采集傳感器、相鄰節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)反饋裝置、濕度傳感器、溫度傳感器、拉力傳感器和導(dǎo)線振動監(jiān)測儀、靜電感應(yīng)器，這些傳感器能夠感應(yīng)到輸電線路所承受的外界環(huán)境和自身的物理性能，并且將上述性能指標(biāo)通過數(shù)據(jù)的形式沿通訊網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過節(jié)點(diǎn)服務(wù)器傳遞至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，存儲在數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的存儲單元內(nèi)，并且數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器能夠通過處理單元，包括cpu/gpu/單片機(jī)等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或者比對，將比對結(jié)果顯示給操作人員。
進(jìn)一步地講，上述各輸電鐵塔節(jié)點(diǎn)的功能及作用如下：
所述gps/北斗衛(wèi)星定位裝置用于傳輸信息時(shí)提供該信息的傳輸節(jié)點(diǎn)地理位置信息，供操作人員判斷該信息的地理位置來源，如果遇到需要檢修或者現(xiàn)場查看的情況時(shí)，則需要根據(jù)此位置信息前往現(xiàn)場，同時(shí)該位置信息也能夠?yàn)闊o人機(jī)查看時(shí)提供相應(yīng)的地理位置參考，規(guī)劃航線。
風(fēng)速采集傳感器用于采集該節(jié)點(diǎn)所處地理位置的風(fēng)速及風(fēng)向信息；風(fēng)向和風(fēng)速影響著供電線路輸電導(dǎo)線的搖擺，如果輸電線路搖擺過渡則會對輸電線路鐵塔及連接點(diǎn)造成物理上的磨損，嚴(yán)重時(shí)可能會造成輸電線路斷裂或者輸電鐵塔的折彎變形，嚴(yán)重者影響整個輸電線路的電力輸送。
所述數(shù)據(jù)反饋裝置用于向相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)出和接收相鄰節(jié)點(diǎn)是否正常通信和正常輸電的信號，判斷相鄰節(jié)點(diǎn)之間是否存在線路破損斷裂；該數(shù)據(jù)反饋裝置為采用供電線路行波采集裝置，通過現(xiàn)有的行波測距原理采集隱含的故障點(diǎn)，并將采集到的數(shù)據(jù)傳遞至節(jié)點(diǎn)服務(wù)器。通過輸電線路傳送的信號判斷該輸電線路是否存在斷點(diǎn)或者嚴(yán)重破損的情況，相鄰的數(shù)據(jù)反饋裝置能夠保證相鄰輸電鐵塔之間通訊和供電線路的穩(wěn)定，一旦數(shù)據(jù)反饋無信號或者信號存在明顯瑕疵，則數(shù)據(jù)反饋裝置需要通過節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器進(jìn)行處理，并標(biāo)明信號處理級別為一級。數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器優(yōu)先進(jìn)行該類別數(shù)據(jù)的處理與分析，通知gps/北斗衛(wèi)星定位裝置區(qū)域內(nèi)與之最為接近的維修小組前往維修和查看。
所述濕度傳感器和溫度傳感器用于檢測節(jié)點(diǎn)所處地理位置的濕度信息和溫度信息，判斷是否存在安全隱患；由于特高壓直流輸電線路存在區(qū)域跨度長的特點(diǎn)，不同區(qū)域內(nèi)的氣候因素不同，如濕度和溫度等雙重作用會造成該區(qū)域下輸電線路的覆冰，覆冰情況嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致輸電線路承受較大的作用力，影響輸電線路自身的性能，縮短輸電線路的使用壽命。
拉力傳感器用于檢測是否相鄰節(jié)點(diǎn)線路張緊力存在問題；該類型的傳感器能夠檢測不同氣象條件下的相鄰節(jié)點(diǎn)間的輸電線路拉力，一旦拉力值在供電公司設(shè)定的允許范圍之外，則需要將信號通過節(jié)點(diǎn)服務(wù)器傳遞至數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器將該類別信號標(biāo)記為優(yōu)先級別，通知附近區(qū)域內(nèi)維修維護(hù)人員及時(shí)前往維修查看。
本發(fā)明中為了保證輸電線路沿途用電輻射網(wǎng)絡(luò)的具體情況跟蹤，還設(shè)定了用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取的服務(wù)器，包括互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器和移動網(wǎng)絡(luò)抓取服務(wù)器，其中互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)抓取服務(wù)器用于抓取互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)公開的數(shù)據(jù)，包括新聞頁面、微博頁面等，其中抓取的關(guān)鍵詞包括涉及供電安全的突發(fā)事件，如人員不顧警示標(biāo)志攀爬高壓輸電鐵塔，電擊事故等，其能夠?qū)崿F(xiàn)對拓展區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展情況下的多途徑整合，輔助操作人員對該類別進(jìn)行拓展，保證區(qū)域內(nèi)危險(xiǎn)情況的判定。
本發(fā)明中還涉及到無人機(jī)輔助巡視，由于輸電線路鐵塔設(shè)置范圍較高，采用人工進(jìn)行巡視不僅勞動強(qiáng)度大，而且高空作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性。在本發(fā)明所述的特高壓直流輸電線路的巡視過程中，采用無人機(jī)能夠有效避免人工勞動強(qiáng)度大和高空作業(yè)的危險(xiǎn)。本發(fā)明中所述的無人機(jī)帶有攝像頭及無線信號回傳系統(tǒng)，其中，無人機(jī)采用輸電鐵塔上的節(jié)點(diǎn)服務(wù)器中的gps/北斗衛(wèi)星定位裝置，通過節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的無線網(wǎng)絡(luò)通訊上傳至無人機(jī)操作模塊實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)路徑的規(guī)劃，確保無人機(jī)沿著輸電線路布置路徑進(jìn)行飛行作業(yè)和線路輔助巡視。