[发明专利]基于北斗地基增强网络的无人机故障分析系统及构建方法

说明书

本发明公开了一种基于北斗地基增强网络的无人机故障分析系统及构建方法，方法包括配网线路位置展示模块的构建、配电线路故障在线监测及定位模块的构建和无人机融合联动模块的构建，无人机联动融合模块用于对配网线路位置展示模块和配电线路故障在线监测及定位模块的构建提供支持。本发明能对故障地点进行精确定位，可以快速获取故障原因，同时，无人机的充电方式也更为灵活，充电效率较高。

技术领域

本发明涉及电力抢修技术领域，尤其是指基于北斗地基增强网络的无人机故障分析系统及构建方法。

背景技术

配电网是电力系统的重要组成部分，其运行和维护水平直接影响用户的供电可靠性。山区配电网从故障发生到故障确定，最后对故障进行有效隔离是通过配电自动化系统完成的、但是山区配电网的故障精确位置极难准确判定，运维检修人员快速到位故障点位置难度更大。

对于输电网架空线路，国内外已经提出了多种在线故障定位方法，主要可以归纳为阻抗法和行波法两大类。阻抗法受过渡电阻、线路结构不对称、互感器变换误差以及线路参数沿走廊分布不均匀等因素的影响，测距误差较大。行波法基本不受上述因素影响，已经在110kV及以上电压等级的交流和直流架空输电线路中获得广泛应用，实际测距误差可达500m以内。而要将该技术用于配电线路故障监测时，配电线路分支多，结构复杂，配电系统多为小电流接地系统，而已有的故障指示器和馈线自动化系统(FTU、DTU、保护装置)不能有效检测小电流接地系统单相接地故障，对短路故障也只能定位到相邻的两组故障指示器或分段开关之间。另外，配网线路空间定位不准确，难以进行故障精准定位，不能有效引导运维人员找到故障点位置，导致故障查找费时费力，工作任务繁重，大大影响供电可靠性。

其次，配电线路本身缺乏有效的绝缘状态评估及预警能力，目前的方法有局放、温度、化学、光测等方法。局放范围有限(超高频信号衰减快，范围不足几十米，一般应用于开关柜本体局放监测、沿途电力线路安装局放监测难度大、成本高)，温度、化学、光侧法受环境影响比较大，难以进行精确的定量分析。

因此，研究和实施山区配网线路故障在线监测和精准定位系统具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于北斗地基增强网络的无人机故障分析系统及构建方法。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

基于北斗地基增强网络的无人机故障分析系统的构建方法，包括配网线路位置展示模块的构建、配电线路故障在线监测及定位模块的构建和无人机融合联动模块的构建，无人机联动融合模块用于对配网线路位置展示模块和配电线路故障在线监测及定位模块的构建提供支持，配网线路位置展示模块的构建包括以下步骤：

步骤1，无人机融合联动模块控制无人机对配电网进行数据采集，数据包括点云数据和位置数据，将点云数据和位置数据进行联合解算，同时将点云数据进行归一化记录进统一坐标系；

步骤2，利用点云分类模块将点云数据内的配网线路走廊内的杆塔和电缆进行分别提取；并利用矢量化建模模块拟合出杆塔和电缆的模型，绘制出配网线路空间位置图。

此设计，通过北斗地基增强网连接的无人机，结合机载LiDAR技术高效采集和处理，获取配网线路的高精度位置信息，支持配网故障精确定位系统。

作为优选，所述的配电线路故障在线监测及定位模块的构建包括以下步骤：

步骤3，在变电站以及配电开关设备上设置高频传感器以及故障检测终端；

步骤4，实时采集配电线路的高频暂态行波特征信号和工频信号，故障监测终端通过北斗授时技术实现各变电站以及配电开关设备之间的统一时间基准；

步骤5，故障检测终端通过通信网络实时上传到远程主站系统进行故障分析和诊断，利用广域双端测距原理，确定出配电线路故障点精准位置。