一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測及輸電線路動(dòng)態(tài)增容技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，各行各業(yè)對(duì)電的依賴性越來越強(qiáng)，電力負(fù)荷呈高速增長，對(duì)輸電線路安全可靠運(yùn)行也提出更高要求。如何在用電高峰及部分輸電線路故障情況下提高電力輸送能力是我們目前迫切需要解決的問題。
[0003]動(dòng)態(tài)增容技術(shù)的實(shí)質(zhì)是在輸電線路上安裝在線狀態(tài)監(jiān)測裝置，對(duì)導(dǎo)線狀態(tài)(導(dǎo)線溫度、張力、弧垂、電流等)和氣象條件(環(huán)境溫度、日照、風(fēng)速等)進(jìn)行監(jiān)測，在不突破現(xiàn)行技術(shù)規(guī)程規(guī)定(導(dǎo)線溫度限額70°C )的前提下，基于相關(guān)的數(shù)學(xué)模型計(jì)算導(dǎo)線最大的允許載流量，如何有效長期的獲取輸電線路的狀態(tài)信息，成為動(dòng)態(tài)線路增容的一個(gè)關(guān)鍵因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠有效長期的獲取輸電線路的狀態(tài)信息、進(jìn)行動(dòng)態(tài)線路增容、保證裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置及系統(tǒng)主站，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置安裝在輸電線路上，對(duì)輸電線路的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，采集用于線路動(dòng)態(tài)增容計(jì)算的導(dǎo)線溫度、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、導(dǎo)線電流、風(fēng)速這五種參數(shù)，將采集到的相應(yīng)參數(shù)輸入核心計(jì)算模塊進(jìn)行增容計(jì)算，計(jì)算得到增容數(shù)據(jù)通過GPRS方式發(fā)送到系統(tǒng)主站，系統(tǒng)主站包括前置機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，前置機(jī)對(duì)五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置采集并計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并存儲(chǔ)，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫存貯，數(shù)據(jù)服務(wù)器利用五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)，確定線路當(dāng)前的熱穩(wěn)定限額，為實(shí)時(shí)提高輸送容量提供定量的直接測量數(shù)據(jù)，并通過動(dòng)態(tài)增容數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，使用“電流限額下的安全時(shí)間”、“時(shí)間限額下的安全電流”的方法，使得輸電線路的實(shí)時(shí)增容運(yùn)行更具有可操作性和安全性，通過動(dòng)態(tài)提高導(dǎo)線熱穩(wěn)定限額指導(dǎo)運(yùn)行，挖掘現(xiàn)有輸電線路的輸送潛力，緩解電網(wǎng)送電通道輸送能力的不足。
[0006]所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置包括嵌入式微處理器、風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊及導(dǎo)線電流測量模塊，風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊分別通過A/D轉(zhuǎn)換器與嵌入式微處理器連接，導(dǎo)線電流測量模塊通過電流變送器與嵌入式微處理器連接。
[0007]所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括感應(yīng)取電電源模塊，安裝在輸電線路上的五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置通過感應(yīng)取電方式獲取工作電源。
[0008]所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括GSM模塊塊及時(shí)鐘模塊。
[0009]所述環(huán)境溫度測量模塊、所述導(dǎo)線溫度測量模塊均由三線制鉑電阻構(gòu)成。
[0010]所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括用于接入其他具有ZigBee接口的無線數(shù)據(jù)采集單元的ZigBee模塊。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠有效長期的實(shí)時(shí)獲取輸電線路的狀態(tài)信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)線路增容，保證裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的整體系統(tǒng)的工作原理圖；
圖2是輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置及系統(tǒng)主站，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置安裝在輸電線路上，對(duì)輸電線路的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，得到的線路狀態(tài)信息及環(huán)境參數(shù)(導(dǎo)線溫度、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、導(dǎo)線電流及風(fēng)速這五種參數(shù))，將采集到的相應(yīng)參數(shù)輸入核心計(jì)算模塊進(jìn)行增容計(jì)算，計(jì)算得到增容數(shù)據(jù)通過GPRS方式發(fā)送到系統(tǒng)主站；采用在線監(jiān)測與模型計(jì)算分析相結(jié)合、理論模型和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合、現(xiàn)場監(jiān)測與預(yù)測評(píng)估相結(jié)合、事態(tài)發(fā)展與預(yù)報(bào)預(yù)警相結(jié)合的模式，能夠?qū)υ诟鞣N氣象環(huán)境中的高塔輸電線路增容狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測和及時(shí)的預(yù)測；系統(tǒng)主站包括前置機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，前置機(jī)對(duì)五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置采集并計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并存儲(chǔ)，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫存貯，數(shù)據(jù)服務(wù)器利用五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)，確定線路當(dāng)前的熱穩(wěn)定限額，為實(shí)時(shí)提高輸送容量提供定量的直接測量數(shù)據(jù)，并通過動(dòng)態(tài)增容數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，使用“電流限額下的安全時(shí)間”、“時(shí)間限額下的安全電流”的方法，使得輸電線路的實(shí)時(shí)增容運(yùn)行更具有可操作性和安全性，通過動(dòng)態(tài)提高導(dǎo)線熱穩(wěn)定限額指導(dǎo)運(yùn)行，挖掘現(xiàn)有輸電線路的輸送潛力，在一定程度上緩解電網(wǎng)送電通道輸送能力不足的問題。
[0014]如圖2所示，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置包括嵌入式微處理器、風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊及導(dǎo)線電流測量模塊，風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊分別通過A/D轉(zhuǎn)換器與嵌入式微處理器連接，導(dǎo)線電流測量模塊通過電流變送器與嵌入式微處理器連接。輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括感應(yīng)取電電源模塊，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置直接安裝在導(dǎo)線上，無需額外的電源，直接從輸電線路上抽取電能，在導(dǎo)線上套裝取能線圈感應(yīng)出交流電壓，然后經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定可靠的直流電源，實(shí)現(xiàn)隔離供電。
[0015]使用三線制鉑電阻(PT100)測量環(huán)境溫度和導(dǎo)線溫度，可以最大限度的消除線纜電阻引起的測量誤差，提高溫度的測量精度。鉑電阻通過夾具與導(dǎo)線緊密貼合，把導(dǎo)線溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理電路的轉(zhuǎn)換和嵌入式微處理器的處理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。通過光照強(qiáng)度測量模塊、風(fēng)速測量單元測量日照輻射和風(fēng)速的大小，為增容系統(tǒng)提供另一個(gè)重要的計(jì)算參數(shù)。導(dǎo)線電流測量模塊得到線路的準(zhǔn)確電流值用于增容計(jì)算。
[0016]按照《輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置與前置機(jī)之間的通信使用Il通信協(xié)議，數(shù)據(jù)通信的傳輸層協(xié)議為UDP。輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置具有ZigBee模塊，可以接入其他具有ZigBee接口的無線數(shù)據(jù)采集單元。輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括GSM模塊塊及時(shí)鐘模塊。
[0017]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上內(nèi)容僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)包括輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置及系統(tǒng)主站，輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置安裝在輸電線路上，對(duì)輸電線路的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，采集用于線路動(dòng)態(tài)增容計(jì)算的導(dǎo)線溫度、環(huán)境溫度、日照強(qiáng)度、導(dǎo)線電流、風(fēng)速這五種參數(shù)，將采集到的相應(yīng)參數(shù)輸入核心計(jì)算模塊進(jìn)行增容計(jì)算，計(jì)算得到增容數(shù)據(jù)通過GPRS方式發(fā)送到系統(tǒng)主站，系統(tǒng)主站包括前置機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，前置機(jī)對(duì)五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置采集并計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并存儲(chǔ)，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫存貯，數(shù)據(jù)服務(wù)器利用五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置計(jì)算得到的增容數(shù)據(jù)，確定線路當(dāng)前的熱穩(wěn)定限額，為實(shí)時(shí)提高輸送容量提供定量的直接測量數(shù)據(jù)，并通過動(dòng)態(tài)增容數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，使用“電流限額下的安全時(shí)間”、“時(shí)間限額下的安全電流”的方法，使得輸電線路的實(shí)時(shí)增容運(yùn)行更具有可操作性和安全性，通過動(dòng)態(tài)提高導(dǎo)線熱穩(wěn)定限額指導(dǎo)運(yùn)行，挖掘現(xiàn)有輸電線路的輸送潛力，緩解電網(wǎng)送電通道輸送能力的不足。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置包括嵌入式微處理器、風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊及導(dǎo)線電流測量模塊，風(fēng)速測量單元、光照強(qiáng)度測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、導(dǎo)線溫度測量模塊分別通過A/D轉(zhuǎn)換器與嵌入式微處理器連接，導(dǎo)線電流測量模塊通過電流變送器與嵌入式微處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括感應(yīng)取電電源模塊，安裝在輸電線路上的五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置通過感應(yīng)取電方式獲取工作電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括GSM模塊塊及時(shí)鐘模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)境溫度測量模塊、所述導(dǎo)線溫度測量模塊均由三線制鉑電阻構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置還包括用于接入其他具有ZigBee接口的無線數(shù)據(jù)采集單元的ZigBee模塊。
【專利摘要】一種輸電線路五要素負(fù)荷動(dòng)態(tài)增容及在線監(jiān)測系統(tǒng)，它通過輸電線路五合一狀態(tài)監(jiān)測裝置監(jiān)測及采集導(dǎo)線的用于動(dòng)態(tài)增容計(jì)算的狀態(tài)數(shù)據(jù)，將采集到的相應(yīng)參數(shù)輸入核心計(jì)算模塊進(jìn)行增容計(jì)算，計(jì)算得到增容數(shù)據(jù)通過GPRS方式發(fā)送到系統(tǒng)主站，系統(tǒng)主站通過該增容數(shù)據(jù)確定線路當(dāng)前的熱穩(wěn)定限額，為實(shí)時(shí)提高輸送容量提供定量的直接測量數(shù)據(jù)，并通過動(dòng)態(tài)增容數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用，使用“電流限額下的安全時(shí)間”、“時(shí)間限額下的安全電流”的方法，使輸電線路的實(shí)時(shí)增容運(yùn)行更具有可操作性和安全性，通過動(dòng)態(tài)提高導(dǎo)線熱穩(wěn)定限額指導(dǎo)運(yùn)行，挖掘現(xiàn)有輸電線路的輸送潛力。本發(fā)明能夠有效長期的實(shí)時(shí)獲取輸電線路的狀態(tài)信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)線路增容，保證裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
【IPC分類】G01D21-02, H02J13-00, H02J3-00
【公開號(hào)】CN104578058
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510028987
【發(fā)明人】錢之銀
【申請(qǐng)人】上海海能信息科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日