[发明专利]应用于智能电网的输电线路监测预警系统

权利要求书

1.应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，包括输电线路监测装置和监控中心；所述输电线路监测装置包括通过无线传感器网络多跳的方式组网的节点，节点包括传感器节点和汇聚节点，传感器节点对输电线路进行监测感知，并将获得的输电线路参数信息发送至汇聚节点；所述汇聚节点汇聚各传感器节点发送的输电线路参数信息，进行处理后转发至监控中心；监控中心用于对汇聚节点发送的输电线路参数信息进行分析处理和显示，并在输电线路参数信息异常时进行报警。

2.根据权利要求1所述的应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，所述监控中心包括数据处理器和显示器，该数据处理器将收到的输电线路参数信息与对应设定的安全阈值进行比较，输出比较结果，并由显示器进行比较结果显示。

3.根据权利要求2所述的应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，还包括与数据处理器连接的报警器，当输电线路参数信息超出对应设定的安全阈值时，所述数据处理器驱动报警器进行报警。

4.根据权利要求1所述的应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，所述输电线路参数信息包括当前线路的张力、温度、电压和电流。

5.根据权利要求1-4任一项所述的应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，传感器节点优化部署于输电线路监测区域内；采用改进的萤火虫优化算法实现传感器节点的优化部署，具体包括：

(1)在输电线路监测区域内随机抛洒传感器节点，并将每个传感节点看成萤火虫；

(2)赋予萤火虫群中每个萤火虫相同的荧光素浓度Z₀；

(3)进行萤火虫荧光素更新：

Z_i(f+1)＝(1-ζ)Z_i(f)+δQ_i(f+1)

其中

式中，Z_i(f)表示萤火虫i在第f+1次迭代时的荧光素浓度，ζ表示萤火浓度衰减系数，L∈(0,1)，Z_i(f)表示萤火虫i在第f次迭代时的荧光素浓度，δ为荧光素更新率，δ∈(0,1)；

Q_i(f+1)为萤火虫i在第f+1次迭代时的目标函数值，为萤火虫i在第f+1次迭代时的邻居萤火虫集合，其中邻居萤火虫为位于萤火虫i通信范围内的传感器节点，A(f+1)为在第f+1次迭代时所有工作的传感器节点形成的监控面积，A表示监测区域的面积，d_ij为萤火虫i与其邻居萤火虫j之间的距离，D_i为萤火虫i与其邻居萤火虫集合中的邻居萤火虫距离的均值，为邻居萤火虫集合中的邻居萤火虫数量，σ₁、σ₂为设定的权重值；

(4)判断萤火虫向比自己荧光素浓度高的萤火虫方向移动的概率：

式中，W_ij表示萤火虫i在第f次迭代时向其邻居萤火虫j方向移动的概率，Z_j(f)为萤火虫j在第f次迭代时的荧光素浓度，Z_k(f)为萤火虫k在第f次迭代时的荧光素浓度；

(5)萤火虫向概率最大的萤火虫进行移动，确定萤火虫移动的步长，并根据确定的步长进行萤火虫移动后的位置更新；

(6)迭代次数减1，如果非0，返回(3)，否则传感器节点完成部署。

6.根据权利要求5所述的应用于智能电网的输电线路监测预警系统，其特征是，所述确定萤火虫移动的步长，具体包括：

(1)计算萤火虫的动态决策域，设Dⁱ(f)为萤火虫i在第f次迭代时的动态决策域，Dⁱ(f)的计算公式为：

式中，Dⁱ(f-1)为萤火虫i在第f-1次迭代时的动态决策域，D₀为感知域半径，β为动态决策域的更新率，为一个常数；N_T为萤火虫数量阈值，为邻居萤火虫集合中的邻居萤火虫数量；

(2)计算萤火虫移动的步长：

式中，L_i(f)表示对空间中Y_i(f)进行移动的步长，L_ma5为设定的最大步长，L_m9n为设定的最小步长，f_m4x为设定的最大迭代次数，d_ij为萤火虫i与其邻居萤火虫j之间的距离。