1.基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,包括传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、灾害检测模块;其特征在于:传感器模块:将环境传感器布置于输配线路杆塔和导线处,用于收集环境参数;环境传感器包括:温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器以及导线张力传感器和导线舞动传感器,环境参数包括:风速、风向、温度、湿度、气压以及导线张力和导线舞动幅度;
数据采集模块:控制环境传感器对环境参数进行采集,并动态调整环境传感器采集频率,同时将采集到的环境参数发送至数据处理模块;
数据处理模块:将同一采集时刻的环境参数整合成检测数据包,对检测数据包进行分析得到检测数据包风险总值,根据检测数据包风险总值判定是否发送至灾害检测模块,将发送至灾害检测模块的检测数据包记为灾检包;对灾检包发送前后的完成性进行核验;
灾害检测模块:对灾检包中的环境参数数据进行分析,得到灾检包的灾害评测值,将灾检包的灾害评测值与预设阈值进行比对,若灾检包的灾害评测值大于预设阈值,判定为大风灾害,对灾害等级进行评测并根据灾害等级对导线张力进行调节。
2.根据权利要求1所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:动态调整环境传感器采集频率的具体过程为:对于每一个环境参数,根据其取值范围将其划分为若干个风险区间,每个风险区间对应一个环境参数的取值范围,基于历史环境参数数据,计算各个风险区间与大风灾害的相关性程度,并根据各个风险区间与大风灾害的相关性程度为每个风险区间预设一个风险赋值;
预设环境传感器采集频率分为三个档位,包括:低频采集、中频采集以及高频采集;将环境传感器的一天工作时长划分为若干个检测时段;
对于每一组检测时段,将中频采集设置为初始采集频率进行参数采集;获取采集时刻采集的环境参数数值,将采集时刻的环境参数数值与对应的风险区间进行匹配,输出风险区间对应的风险赋值,将同一采集时刻的所有环境参数的风险赋值分别分配不同的权重系数,随后将各个风险赋值进行加权计算后得到风险总值,建立风险总值与时间的变化曲线图,风险总值为纵轴,时间为横轴,将各个采集时刻对应的风险总值根据时间先后进行曲线连线,得到风险变化线,预设低频采集、中频采集以及高频采集均对应一个风险总值区间,分别为低频区间、中频区间以及高频区间,获取以当前采集时刻为中心的连续五个采集时刻对应的风险总值,若这五个采集时刻中具有两个以上的采集时刻对应的风险总值在同一个采集频率对应的风险总值区间内,则将该风险总值区间对应的采集频率设置为后续采集频率,反之采集频率不变。
3.根据权利要求2所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:计算各个风险区间与大风灾害的相关性程度的具体过程为:基于历史环境参数数据,针对每个环境参数,把出现大风灾害现象时所对应的环境参数数值标记为风标值;随后,针对各个风险区间,逐一将每个风标值与之进行匹配,统计落在每个风险区间内的风标值数量,风险区间内风标值数量越多,则该风险区间与大风灾害的相关性程度越高。
4.根据权利要求2所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:数据处理模块的具体工作过程为:
将接收到的同一采集时刻的不同环境参数数据进行整合,形成包含完整环境信息的数据包,记为检测数据包;获取检测数据包的风险总值,预设检测数据包评测风险总阈值,将检测数据包的风险总值与预设检测数据包评测风险总阈值进行比对,若检测数据包的风险总值大于或等于预设检测数据包评测风险总阈值,则将该检测数据包发送至灾害检测模块,反之则不进行发送,并持续对后续的采集时刻的检测数据包的风险总值进行监测;
将发送至灾害检测模块的检测数据包记为灾检包,对于每一个灾检包,在发送至灾害检测模块之前,计算并记录灾检包字节数,灾害检测模块接收后重新统计其字节数,并与发送前的字节数进行比对,相同则判定灾检包数据发送完整,不同则生成该灾检包重新发送指令。
5.根据权利要求4所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:对灾检包中的环境参数数据进行分析,得到灾检包的灾害评测值的具体过程为:提取灾检包内部的环境参数数据;
对于风速环境参数的分析,预设正常风速值阈值,将风速与预设正常风速阈值进行比对,若风速大于预设正常风速阈值,获取风速与正常风速阈值的偏离值记为风偏值FP,预设风偏值风险贡献系数kf,利用公式:FG=FP×kf,得到风速贡献值FG,若风速小于或等于预设正常风速阈值,则风速贡献值为零;将获取风速贡献值的分析方式标记为大风灾害第一贡献值分析方式;
采用大风灾害第一贡献值分析方式对导线舞动幅度进行分析,得到导线舞动幅度贡献值WG;
对于温度环境参数的分析,预设正常温度值区间,将温度与预设正常温度值区间进行比对,若温度大于预设正常温度值区间,获取温度与预设正常温度值区间的上届值之间的偏离值记为温上偏值WSP,利用公式:FG=WSP×kw1,得到温度贡献值WG;若温度小于预设正常温度值区间,获取温度与预设正常温度值区间的下届值之间的偏离值记为温下偏值WXP,利用公式:WG=WXP×kw2,得到温度贡献值WG,其中kw1与kw2为预设温度贡献系数;若温度处于预设正常温度值区间内,则温度贡献值为零;将获取温度贡献值的分析方式标记为大风灾害第二贡献值分析方式;
采用大风灾害第二贡献值分析方式对湿度与导线张力进行分析,得到湿度贡献值SG与导线张力贡献值ZG;
对于气压环境参数的分析,预设正常气压阈值,将气压与预设正常气压阈值进行比对,若气压小于预设正常风速阈值,获取气压与预设正常气压阈值的偏离值记为压偏值YP,预设压偏值风险贡献系数ky,利用公式:QG=YP×ky,得到气压贡献值QG,若气压大于或等于预设正常气压阈值,则气压贡献值为零;
对于风向环境参数的分析,以平行于导线方向为Y轴,垂直于导线方向为X轴建立平面直角坐标系记为风向坐标系;平行于风向的方向在风向坐标系中画一条风向线,计算风向线偏离Y轴锐角的角度,记为偏离角XG;
将灾检包的风速贡献值FG、偏离角XG、温度贡献值WG,湿度贡献值SG、气压贡献值QG以及导线张力贡献值ZG和导线舞动幅度贡献值WG归一化处理后代入预设公式模型:ZH=FG×a1+XG×a2+WG×a3+SG×a4+QG×a5+ZG×a6+WG×a7,得到灾检包的灾害评测值ZH,其中a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7为预设权重系数。
6.根据权利要求5所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:判定大风灾害的具体过程为:
依据接收到灾检包的时间顺序依次将灾检包的灾害评测值与预设灾害评测阈值进行比对,若灾检包的灾害评测值大于或等于预设灾害评测阈值,则判定为大风灾害,对灾害等级进行评测并根据灾害等级对导线张力进行调节;在进行灾害等级评测并根据灾害等级对导线张力进行调节期间,停止后续对灾检包的灾害等级评测过程,直至完成本次灾害等级评测与完成导线张力的调节操作后再进行大风灾害的判定与灾害等级的评测过程。
7.根据权利要求6所述的基于智慧电网的输配线路大风灾害监测设备,其特征在于:进行灾害等级评测并根据灾害等级对导线张力进行调节的具体过程为:以当前时刻为起始时刻,预设评测时段,将评测时段内发送到灾害检测模块的各个灾检包的灾害评测值进行求和,得到评总值,建立椭圆模型,以评总值的大小为椭圆长轴长度,以预设评测时段的时间长度为椭圆短轴长度,绘制椭圆并记为评测圆,求取评测圆的面积,记为评灾值;设置三个大风灾害等级,分为一级大风灾害、二级大风灾害以及三级大风灾害;每个大风灾害等级对应一个评灾值区间,且每个大风灾害等级对应一个导线标准张力值;
将评灾值与大风灾害等级对应的评灾值区间进行匹配,输出对应的大风灾害等级;依据所确定的大风灾害等级查找与之对应的导线标准张力值;并借助导线张力调节装置开展导线张力的调节操作,使当前导线张力与所确定的大风灾害等级对应的导线标准张力值一致;
当为一级大风灾害时,在对导线张力调节的同时生成一级灾害报警信号发送至检测人员终端,检测人员终端将巡检周期缩短为原本的一半;
当为二级大风灾害时,在对导线张力调节的同时生成二级灾害报警信号发送至检测人员终端,检测人员终端将巡检周期缩短为原本的三分之一;
当为三级大风灾害时,在对导线张力调节的同时生成三级灾害报警信号发送至检测人员终端,检测人员终端立即派件维修人员进行现场巡检,同时向上级电力调度部门和应急管理部门报告,调配更多的抢修人员和物资到三级大风灾害线路区域待命,准备随时进行线路抢修和恢复工作。