輸電線路在線巡視系統(tǒng)的智能預(yù)警系統(tǒng)分析

黃遠(yuǎn)志

摘 要：隨著我國電力系統(tǒng)的不斷完善以及相關(guān)科技水平的不斷提升，國內(nèi)對(duì)電力的依賴不斷增強(qiáng)，對(duì)輸電線路的供電的可靠性和安全性的要求日益提高。智能預(yù)警的系統(tǒng)是輸電線路進(jìn)行在線巡視所使用的一種新型技術(shù)，可以有效的提升輸電線路的穩(wěn)定性與安全性。本文對(duì)輸電線路的智能預(yù)警的原理、預(yù)警系統(tǒng)任務(wù)以及輸電異常的辨別進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)有效提升輸電線路的安全性具有重要指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：輸電線路；在線巡視；智能預(yù)警系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

由于輸電線路經(jīng)過的地理環(huán)境比較復(fù)雜，氣候條件也比較多變，所以就極易導(dǎo)致電力故障的發(fā)生。因此，在日常的電力工作中，電力人員一定要尤為重視輸電線路相關(guān)故障的及時(shí)處理以及解決。要想及時(shí)的發(fā)現(xiàn)線路中的問題，電力人員就一定要尤為重視電力系統(tǒng)的人工巡視。由于電力系統(tǒng)的人工巡視的密度不高，工作量也比較的大，而且如果發(fā)生了相關(guān)的地理以及氣候的災(zāi)害，人工的巡視也經(jīng)常會(huì)難以進(jìn)行，所以相關(guān)人員往往會(huì)忽視輸電線路的巡視，從而不能及時(shí)的察覺到線路的相關(guān)故障。為了有效的彌補(bǔ)人工的巡視在電力工作中的不足，電力人員可以使用紅外線的監(jiān)控技術(shù)以及可視的監(jiān)控技術(shù)，和光纖通信的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，利用在線的巡視系統(tǒng)對(duì)人工的巡視系統(tǒng)進(jìn)行取代，建設(shè)和構(gòu)筑堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)。

1 輸電線路的智能預(yù)警的原理

1.1 在線巡視的結(jié)構(gòu)

輸電線路的在線巡視的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有光纖通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、后臺(tái)主機(jī)的系統(tǒng)以及桿塔的終端系統(tǒng)。在桿塔的終端系統(tǒng)中，紅外的感知以及成像模塊，氣象監(jiān)測(cè)的模塊，桿塔的供能以及終端主機(jī)的模塊等都可以用在數(shù)據(jù)的采集以及處理上面，從而滿足電力系統(tǒng)相關(guān)的巡視要求。同時(shí)，光電的分離技術(shù)以及光纖的通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也可以進(jìn)行視頻以及紅外圖像信息的傳輸，從而使桿塔的終端以及后臺(tái)主機(jī)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的連接。在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，后臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)對(duì)全線桿塔的終端設(shè)備以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行著統(tǒng)一的控制、管理以及調(diào)節(jié)，并且詳細(xì)記錄著控制中心的各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及操作。如果電路中遇到了比較異常的情況，相關(guān)的設(shè)備也可以進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警。盡可能的防止意外事故事件的發(fā)生。

1.2 預(yù)警系統(tǒng)的原理

在輸電系統(tǒng)中，根據(jù)具體輸電任務(wù)的要求，輸電線路可以進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)分級(jí)。第一級(jí)的位置是桿塔的終端主機(jī)，可以對(duì)線路是否發(fā)生故障進(jìn)行初步的判斷。第二級(jí)的位置在后臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)，可以對(duì)線路的故障類型進(jìn)行精確的判斷。一般來說，輸電的線路是通過桿塔的終端主機(jī)向后臺(tái)的主機(jī)進(jìn)行信息的發(fā)送。在利用桿塔的終端主機(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析以及比較的時(shí)候，如果有異常的現(xiàn)象發(fā)生，后臺(tái)的主機(jī)就會(huì)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)動(dòng)，并且將相關(guān)的命令以及視頻圖像信息傳送到后臺(tái)的主機(jī)上，從而有利于后臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行更進(jìn)一步的分析。

后臺(tái)的主機(jī)在接收到桿塔的終端主機(jī)發(fā)送的信號(hào)以后，將會(huì)利用圖像識(shí)別的技術(shù)以及綜合分析與系統(tǒng)建模的等方法，對(duì)檢測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析，從而判斷設(shè)備以及線路是否已經(jīng)發(fā)生了故障。

由于清遠(yuǎn)屬于粵北山區(qū)，輸電線路發(fā)生山火、臺(tái)風(fēng)或者是雷擊等災(zāi)害時(shí)，電力人員可以利用相關(guān)的設(shè)備對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的分析以及檢測(cè)，并且對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警以及解決。

2 預(yù)警系統(tǒng)的任務(wù)

在對(duì)線路進(jìn)行在線的巡視的時(shí)候，智能的預(yù)警系統(tǒng)能夠利用桿塔的終端對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，并且能夠利用桿塔的終端利用相關(guān)的數(shù)據(jù)對(duì)故障進(jìn)行具體的判斷。對(duì)單桿塔的終端進(jìn)行采集以及數(shù)據(jù)處理是預(yù)警系統(tǒng)的最基本的功能。它的任務(wù)主要包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、故障判斷、知識(shí)庫的管理、結(jié)果執(zhí)行以及學(xué)習(xí)能力等。

桿塔的終端有可見光的視頻、紅外圖像、紅外探測(cè)的信號(hào)以及微氣象的數(shù)據(jù)等。預(yù)警系統(tǒng)首先要能夠?qū)δ切┛梢姽獾囊曨l或是紅外的圖像做出常規(guī)的處理，然后按照一定格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的監(jiān)測(cè)，最后再將數(shù)據(jù)提供給后臺(tái)的主機(jī)。桿塔的終端的主機(jī)對(duì)于可見光的視頻以及紅外的圖像等能夠進(jìn)行初步的判斷。后臺(tái)的主機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)Ω黜?xiàng)監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析，比如使用閾值對(duì)算法進(jìn)行提取、紋理識(shí)別以及模板匹配的算法等對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別，并且能夠?qū)€路的故障進(jìn)行具體的判斷。

在對(duì)故障進(jìn)行確定以后，電力人員可以結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)以及具體的環(huán)境，對(duì)故障的辨別方法進(jìn)行慎重的判斷以及選擇。在桿塔終端的設(shè)備有所變化的時(shí)候，電力人員也要及時(shí)的進(jìn)行相應(yīng)的修改，使預(yù)警系統(tǒng)的功能隨時(shí)間以及學(xué)習(xí)實(shí)例的增加而不斷的得到提升。

3 預(yù)警系統(tǒng)的故障判斷

當(dāng)線路發(fā)生異常現(xiàn)象的時(shí)候，電力人員最好是結(jié)合線路以及環(huán)境的具體特征，盡可能的使圖像信噪比得到提升。在進(jìn)行故障檢查的時(shí)候，電力人員要根據(jù)斷線以及線路覆冰等故障在圖像里的特點(diǎn)，將視頻以及圖像里的一些關(guān)鍵的信息盡可能的提取出來，比如說像素差以及灰度值等，并且結(jié)合微氣象以及紅外圖像等數(shù)據(jù)對(duì)線路工作的狀況進(jìn)行精確判斷。在對(duì)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷的時(shí)候，第一級(jí)的單元由于運(yùn)算的能力比較有限，也不需要對(duì)故障進(jìn)行精確的判斷，所以一般使用的是運(yùn)算量比較小，也比較容易實(shí)現(xiàn)的圖像的差分法進(jìn)行判斷。這種方法雖然比較簡單，可是檢測(cè)的結(jié)果卻并不能做到非常的精確。如果是遇到光照的變化比較劇烈或是有雨雪等復(fù)雜的天氣的時(shí)候，這種方法的效果就不會(huì)那么好。因此，為了適應(yīng)這種氣候的變化的影響，電力人員可以使用三幀差分的算法。另外，電力人員也可利用輸電線路的覆冰綜合的算法對(duì)線路進(jìn)行判斷，并且對(duì)于覆冰引起的倒塔以及舞動(dòng)等相關(guān)故障要進(jìn)行及時(shí)的解決。這種方法可以有效提升判斷線路故障的準(zhǔn)確性，有效保障線路的安全與穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]趙建青，姚瑤，邱玩輝，唐金銳，劉洪潔，李振宇，陳旭，謝敬，尹項(xiàng)根.基于輸電線路在線巡視系統(tǒng)的智能預(yù)警系統(tǒng)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41（23）：49-53.

[2]呂穎，孫宏斌，張伯明，吳文傳，馬麗紅.在線繼電保護(hù)智能預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006，30（04）：1-5.