[发明专利]用于电力线长度测量的方法和系统

说明书

本发明涉及用于确定电力传输线长度量的方法和系统，其中电力传输线连接第一位置与第二位置。

电力传输线由于热负荷而使它们的长度膨胀。所造成的架空线的松弛是不希望有的。因此，可监测长度或长度改变。架空电力传输线的长度增加可导致松弛。高压线的线路松弛是危险的，因为它可导致由于闪络接近物体、诸如树而引起的线路故障。

在AC电力传输网的广域监测(WAM)系统中，相量测量单元(PMU)执行电压和电流相量的测量。在US 2007/0038396中，在电力传输线的两端测量的电压和电流相量用于确定线路阻抗并且特别是线路电阻。电阻是线路温度的函数，使得该方法提供平均线路温度的测量，温度又影响线路长度及其松弛。该方法需要同步PMU。

另外，存在基于各种原理的直接电力线松弛测量方法，诸如光学摄像机、机械张力或斜度测量(US5,235,861、US6,523,424、US6,205,867)、使用光纤的热测量(US6,776,522)或红外摄像机。这些方法只执行本地测量。

本发明的目的是提供用于测量电力传输线长度量的简单而有效的方法和系统。

根据第一方面，一种用于确定电力传输线的长度量的方法，其中所述电力传输线连接第一位置与第二位置，其中所述方法包括：在第一位置提供具有第一载波频率的第一信号；经由所述电力传输线从第一位置向第二位置传送第一信号；在第二位置提供具有第二频率的第二信号；在第二位置测量第一信号与第二信号之间的第一相位差；根据测量的相位差计算所述长度量。

在典型的实施例中，具有第一载波频率的第一信号可以是正弦波。可以远程地应用以上方法，其中从第一位置向第二位置传送第一信号，并且在第二位置将第一信号与第二信号相比较。因此，可以避免在架空传输线情况下的本地松弛测量。在典型实施例中，第一位置和/或第二位置可以是电力传输线上的任何位置，尤其是网络节点。

在典型实施例中，电力传输线是架空电力传输线。

在可与本文公开的其它实施例组合的另一个实施例中，第一信号是电力线通信信号。由此，来自电力线通信链路的现有信号可用于长度测量。

不过，在典型实施例中，可以补偿或消除调制的用户数据。

不过，该补偿或消除可包括将从正交解调器获得的相位信号低通滤波，方形化接收的信号，之后解调并提取或带通滤波频率为2f_i的分量，和/或使用数据检测器重新调制和减除数据相关相位成分。f_i可以是第一信号的载波频率或第二信号的频率。

在可与本文公开的其它实施例组合的典型实施例中，第二频率等于第一载波频率，其中用于在第一位置生成第一载波频率的频率发生器和用于在第二位置生成第二频率的频率发生器同步。不过，关于相位差变化，可以测量电力传输线的长度变化。

不过，频率发生器可与导航卫星系统同步，具体来说与全球定位系统(GPS)、Gallileo、IRNSS、GLONASS等等同步。

在可与本文公开的其它实施例组合的另一个实施例中，长度量是总长度。

在一个实施例中，第二频率等于第一载波频率，其中用于在第一位置生成第一载波频率和在第二位置生成第二频率的频率发生器的相位和频率同步。不过，可以测量总长度。

使用N的合理值可以从中计算总长度，其中ψ是相位差，并且λ是第一载波频率的波长，并且b是长度。在典型实施例中，可以通过直接延迟测量，尤其是通过分别测量第一位置与第二位置之间以及第二位置与第一位置之间的消息延迟，来估计N的值。

在可与本文公开的其它实施例组合的另一个实施例中，该方法可包括给第三信号提供第三载波频率；从第二位置向第一位置传送第三信号；在第二位置提供具有第四频率的第四信号；在第二位置测量第三信号与第四信号之间的第二相位差。在典型的实施例中，这个方法可能不需要外部同步。

不过，通过使用第一相位差和第二相位差的相位差变化，可以测量电力传输线的长度变化。

在典型的实施例中，第三载波频率基本上等于第一载波频率。

在另一实施例中，第三载波频率不同于第一载波频率。

在可与本文公开的其它实施例组合的另一实施例中，从具有第一基本频率的相同本振频率源在第一位置生成第一载波频率和第四频率，并且其中从具有第二基本频率的相同本振频率源生成第三载波频率和第二频率。通常，频率源可以是频率发生器、振荡器等。

不过，第一载波频率和/或第四频率可以分别是第一基本频率的倍数或分数，和/或第三载波频率和/或第二频率可以分别是第二基本频率的倍数或分数。