[发明专利]一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统

说明书

本发明公开了一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其提供了一种对线路舞动状况监测的高精度定位装置。通过北斗差分定位技术，可直接测量导线的相对位移变化，精度高；可以根据测量出的导线位移坐标拟合出导线的舞动轨迹，并可以在服务器上直观监测；只需要一个移动站，安装、调试及维护方便，数据读取的效率很高；基于读取得到的电力灾害高危监测数据，可对舞动数据进行进一步的分析处理，以形成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。

技术领域

本发明属于输电线路在线状态监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统。

背景技术

随着电力网络的规模日益扩大，输电线路作为电力传输的主要手段，其安全稳定的运行是我国必须考虑的首要问题。输电线舞动是危害线路安全稳定运行的一种严重灾害，它是偏心覆冰的导线在风的激励下产生的一种低频、大振幅的自激振动，往往造成闪络跳闸，金具及绝缘子损坏、导线的断股断线、杆塔螺栓松动脱落、塔材损伤、基础受损，甚至倒塔严重等严重事故。

由于全球气候的变化，由极端天气所引起的自然灾害事件年年攀升。复杂气象环境和地质环境影响下的输电安全问题愈发突出，容易导致输电线路发生大幅度线路舞动，极易导致电网的大区域故障及瘫痪。掌握输电线舞动的精确位置，及时发现并对危险区域排查维护，减轻线路舞动对电网的威胁，从而保障电网安全可靠运行是电力系统亟需解决的关键问题之一。

现有导线舞动监测常用的方法为加速度法，在导线上安装多个基于加速度传感器的监测节点，通过采集各个传感器的加速度数据，经过滤波和上位机数据处理后得到导线的舞动幅值及频率。该方法由于加速度传感器受外界环境影响大，精度不高；往往两塔之间会安置多个传感器，且安装要求较高，系统及算法较复杂，成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，其提供了一种对线路舞动状况监测的高精度定位装置。通过北斗差分定位技术，可直接测量导线的相对位移变化，精度高；可以根据测量出的导线位移坐标拟合出导线的舞动轨迹，并可以在服务器上直观监测；只需要一个移动站，安装、调试及维护方便，数据读取的效率很高；基于读取得到的电力灾害高危监测数据，可对舞动数据进行进一步的分析处理，以形成危控区大数据挖掘与风险态势预警系统。

本发明提供一种基于北斗差分定位的输电线舞动监测系统，包括北斗卫星系统、移动站、基准站和监控中心，其中移动站部署在输电杆线上，基准站部署在基准地面上，两者与北斗卫星系统建立通讯连接，所述监控中心作为移动站和基准站连接的枢纽站，移动站与监控中心、基准站与监控中心之间通过4G/5G网络进行无线通讯，

所述移动站包括北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、4G/5G通信模块A、电源管理模块A、太阳能取电模块A和蓄电池A，所述北斗差分定位模块A与北斗卫星系统建立连接，4G/5G通信模块A与监控中心建立通讯连接，其中北斗差分定位模块A、微处理器/微控制器模块A、4G/5G通信模块A依次连接，电源管理模块A一侧与太阳能取电模块A和蓄电池A连接，另一侧与微处理器/微控制器模块A连接。其中4G/5G通信模块A与监控中心通过4G/5G无线连接的方式进行通信。

北斗差分定位模块A为TAU1202高精度定位定向模块，微处理器为STM32F103C8T6型号的处理器。北斗差分定位模块A用于接收北斗卫星系统的位置信息及所述服务器发送的差分校正量并将北斗卫星系统的位置信息及差分校正量发送至所述微处理器。

微处理器A利用得到的北斗差分校正量校正得到的定位坐标数据，解算得到该时刻移动站精确的位置信息即准确位置三维坐标，并根据移动站的准确位置三维坐标计算舞动传感器的舞动水平辐值和垂直幅值并将移动站的三维坐标及水平辐值和垂直幅值数据通过4G/5G通信模块A发送至监控中心。

由于北斗信号容易受到遮挡、干扰等影响，有时会存在较大的系统噪声和测量噪声，会引起北斗的定位精度存在较大差异，针对这种问题，通过卡尔曼滤波算法对解算后数据存在的噪声进行处理。