[发明专利]多参量监测装置的数据采集优化方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种多参量监测装置的数据采集优化方法、装置、设备和存储介质，属于输电线路在线监测领域。本发明从概率统计分布角度提出了同时保障监测装置寿命需求和数据采集最大间隔需求的最小电池容量的计算方法，复杂度低，在工程领域实用性强；并针对实际电池容量提出了数据采集间隔优化策略，不仅进一步保障数据监测的实时性，而且能够减少不同参量采集的时隙冲突；为了应对异常参量的监测，本发明还提出了处理器时隙分配策略，分别针对常规情况和数据异常情况进行不同处理，保障异常参量的持续跟踪反馈，同时提了出兼顾公平和提升异常数据监测实时性的传感器优先级设置法，同样易于在工程上应用。

技术领域

本发明涉及输电线路在线监测技术领域，具体涉及一种多参量监测传感器的数据采集优化方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

我国地域辽阔，电网规模极其庞大，输电线路长达数百万公里。大部分的输电线路元件直接暴露在自然环境中，因此输电线路不可避免地受到各种自然环境及其它因素的影响，包括：线路自重、风力、冰雪等机械力的作用，空气中有害气体的侵蚀、温度的变化等等。输电线路在各种应力的作用下，极其容易发生故障导致大范围停电的发生，从而对国民经济造成巨大损失，因此对输电线路进行实时监测至关重要，及时对输电线路故障情况进行预警并采取措施避免突发故障带来的危害。

随着信息技术的发展，传感器技术在电网中得到越来越多的重视。当前，由功能各异的传感器组成的无线传感网对电网的监测和故障反馈起到了重要作用。对于输电线路状态监测，通常采用具备多参量监测功能的传感器，实现一套设备监测多种输电线路状态。然而，受到应用环境的限制，输电线路多参量监测装置必须满足低功耗、体积小、重量轻、成本低的基本要求。为此，多参量监测传感器通常只能配备一个单核处理器且电池容量小，必须通过太阳能板对电池能量进行补充，以满足监测装置的长期可靠运行。由于太阳能采集量在时间、空间上都具有较大的随机性，而且监测过程中也会存在突发的异常事件，往往无法确定满足监测装置预期使用寿命的确切理论电池容量。当前工程上电池容量的设置都是根据成本和经验来判断的，电池配置固定不变，需要提高对不同环境的灵活应变能力。而数据采集间隔则根据监测装置前期投放时设置固定数值，没有考虑素数因素，有可能会引起大量的时隙冲突，此外，由于采集间隔固定不变，缺乏对不同情况的自适应调整，当有异常突发需要及时上报时，如果这个采集间隔过长，会造成异常上报响应慢，如果这个采集时间太短，则在正常情况时会造成的能量浪费。因此，为保障数据监测性能和监测装置寿命的需求，电池容量的配置、数据采集间隔的设置以及处理器资源的合理分配，成为这类装置在部署之前必须要解决的工程问题。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多参量监测装置的数据采集优化方法，在保障监测设备寿命需求的同时满足各类数据的最大采集间隔需求，同时降低装置成本。

本发明的另一目的在于提供相应的多参量监测装置的数据采集优化装置、设备和计算机可读存储介质。

技术方案：根据本发明的第一方面，提供一种多参量监测装置的数据采集优化方法，所述方法包括以下步骤：

利用部署参数和历史统计数据，得到满足装置基本性能需求所需的最小电池容量，基于最小电池容量配置监测装置的实际电池容量；

计算一次数据采集循环时长的理论最小值，基于监测的实时性要求和监测装置寿命需求，根据数论求解并设置数据的实际采集间隔；以及

通过时分复用的方式对监测装置的采集时隙进行分配。

进一步地，所述利用部署参数和历史统计数据，得到满足装置基本性能需求所需的最小电池容量包括以下步骤：

根据历史数据计算各类参量数据的异常概率，基于该异常概率以及各类数据的最大采集间隔需求估算一天内监测装置电能消耗量；

根据监测装置一天内采集到的太能能量和估算的电能消耗量，得到监测装置的能量赤字；