[发明专利]基于微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统

说明书

本发明公开了一种基于微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统，包括：拉曼传感模块、布里渊传感模块、综合瑞利散射模块、时分复用模块、覆冰区域监测模块、覆冰厚度监测模块、风速监测模块、和基于SVM的覆冰报警模块，基于OPGW上各点的温度值监测架空传输线的覆冰区域；基于OPGW上各点的应变值监测架空传输线的等值覆冰厚度；根据OPGW的振动频率监测架空传输线的风速；根据OPGW上各点的温度值、应变值和风速，进行覆冰预警。本发明实施例公开的基于微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统，能够提高电力传输线覆冰判断的准确性。

技术领域

本发明实施例电网技术，尤其涉及一种基于微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统。

背景技术

高压架空线路长期暴露在野外，特别是超/特高压输电线路距离长、分布范围广、穿越的地区地形十分复杂，在丘陵、山区等地区，冬季冻雨、冰雪等极端天气下，线路较大概率产生覆冰。输电线路覆冰轻则导致电气绝缘性能破坏造成闪络，重则导致断线、倒塔等灾难事故，对输电线路覆冰情况进行实时监测是实现电力系统稳定运行的重要环节。

目前，电力系统中监测线路覆冰状态的方法主要有：视频监测法、称重/拉力传感器和倾角传感器，上述方法所用均为电子传感器，易受电磁场干扰导致测量结果偏差。分布式光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰强，且可以直接利用架空光缆作为传感器和传输通道，无需另外架设光纤。目前，主要利用偏振光时域反射计(Polarization OpticalTime-Domain Reflectometer，POTDR)技术和布里渊散射(Brillouin Optical Time-Domain Reflectometer，BOTDR)传感器监测覆冰情况，但这些方法存在只能测单一物理量、传感距离不足、应变温度难以解耦等不足。

发明内容

本发明提供一种微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统，能够提高电力传输线覆冰判断的准确性。

第一方面，本发明实施例提供一种基于微气象监测和SVM算法的线路覆冰监测系统，其特征在于，包括：拉曼传感模块、布里渊传感模块、综合瑞利散射模块、时分复用模块、覆冰区域监测模块、覆冰厚度监测模块、风速监测模块、和基于SVM的覆冰报警模块；

拉曼传感模块和布里渊传感模块，分别用于通过时分复用模块向架空传输线的OPGW发送激光信号，根据从OPGW获取的后向散射光信号，计算OPGW上各点的温度值和应变值；

综合瑞利散射模块，用于通过时分复用模块向架空传输线的OPGW发送偏振前后的两束激光信号，获取OPGW的后向散射光信号后分别检测后向散射光的偏振态变化和相位变化后，计算OPGW的振动频率；

覆冰区域监测模块，用于基于OPGW上各点的温度值监测架空传输线的覆冰区域；

覆冰厚度监测模块用于基于OPGW上各点的应变值监测架空传输线的等值覆冰厚度；

风速监测模块，用于根据OPGW的振动频率监测架空传输线的风速；

基于SVM的覆冰报警模块，用于根据OPGW上各点的温度值、应变值和风速，进行覆冰预警。

在第一方面一种可能的实现方式中，拉曼传感模块，包括激光源、多脉冲光编码调制、第一环形器、滤波器、第一EDFA、第一光电探测器、第一信号采集处理单元；

激光源用于发射高强度单色光源；

多脉冲编码调制器用于将单色光源调制为高信噪比的光脉冲；

第一EDFA用于将高信噪比的光脉冲放大后输入环形器；

第一环形器用于将放大后的光脉冲输入OPGW，并将接收OPGW返回的后向散射光信号，将后向散射光信号输入滤波器，后向散射光信号包括斯托克斯光信号和反斯托克斯光信号；