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坚强智能电网输配电线路实时监控系统武汉大学自动化系周洪教授温家宝总理2010年政府工作报告加强适应和减缓气候变化的能力建设。大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。充分认识建设坚强智能电网的重要性和紧迫性坚强智能电网是安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电网，对于全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，保障安全、优质、可靠的电力供应，具有重大意义。一、系统意义设备类型基本原理推荐布设区域导线舞动在线监测实现输电线路舞动特征参数（包括一档内的振动半波数、振动频率、振幅等）、气象资料（风速、风向、气温、湿度等）的在线监测。舞动易发区。微风振动在线监测高压架空线路导线的微风振动是由于风的激励作用引起的一种高频率、小振幅的导线运动，在高压架空线路上普遍存在。由于其发生频繁，很容易造成某些线路部件的疲劳损坏，严重威胁输电线路的安全运行。大跨越线路。导线温度及弧垂在线监测在输电线路上安装在线监测分机，对导线状态(导线温度、张力、等)和气象条件(环境温度、日照、风速等)进行监测，在不突破现行技术规程规定的前提下，根据数学模型计算出导线的弧垂和最大允许载流量，充分利用线路客观存在的隐性容量，提高输电线路的输送容量。限高区线路及交叉跨越线路。绝缘子污秽在线监测绝缘子污秽监测主要用于监测绝缘子表面由于强电场、多种污秽、风吹雨打等环境的影响而产生的积污等情况，真实地用数据曲线反映出绝缘子的工作状态。当设备安装较密时，系统分析软件再根据各监测终端采集的运行数据，绘制出各地市甚至整个区域的污秽分布图，有效防止和减少线路污闪及冰闪事故，提高线路安全运行及信息化管理水平。污秽特别严重地区、杆塔附近存在化工厂等产生导电物质的现场。杆塔倾斜在线监测通过对杆塔横向倾斜、顺向倾斜等数据的在线监测，结合线路设计参数给出杆塔倾斜的预警信息，使运行单位及时掌握杆塔安全运行情况减少因杆塔倾斜而引发的事故。煤矿采空区、泄洪区二、系统功能覆冰在线监测通过相关的在线监测设备，实时测量导线重量、绝缘子串风偏角、风速、风向、温度等参数，分析软件综合上述数据、导线相关参数及相关数据模型，计算出目前导线的平均覆冰厚度。易覆冰地区、长耐张段、重要跨越、大高差和不均匀档距等需重点监测覆冰状况的线路区段。视频/图像在线监测通过在杆塔上/或输电线上安装摄像装置，实现在线监测输电线路运行状况。通过图像监测可以直观地实现对线路覆冰情况的观测。远程图像监控适用于危险点、突发事故点的有效监控。通过视频监测，可以实时掌握杆塔、突发事故点周围环境,有效保障输电线路及光缆正常运行。大跨越线路、重要跨越及特别偏僻地区。微气象在线监测气象监测通过在线监测线路环境温度、湿度、风速、风向、雨量、大气压力等参数，对气象数据进行综合分析。微地形、微气象区。风偏在线监测主要对直线塔导线、转角塔跳线进行导线风偏的在线监测。导线风偏敏感地区。三、整体结构在两个铁塔之间装置若干加速度/位移传感器检测模块（传感器节点）。模块采用高压取电方式供电，采用Zigbee方式与监控分机进行通信。在线路铁塔安装一台监测分机，监测分机定时，实时完成环境温度、湿度、风速、风向、雨量以及该杆塔的倾斜角、导线张力、绝缘子的风偏角，视频图像等信息的采集，通过GPRS通信模块发送至监测中心，由监测中心软件判断该线路导线的覆冰及舞动情况。监测中心可对分机进行远程参数设置(如采样时间间隔、分机系统时间以及实时数据请求等)。监测中心监视各杆塔的倾斜角、导线张力、绝缘子风偏角以及环境参数等数据，借助专家软件了解相应线路的覆冰及舞动状况。专家软件则利用各种修正理论模型、试验结果和现场运行结果来判断输电线路的覆冰及舞动状况，及时给出预报警信息，有效防止冰害事故的发生。四、系统组成1.监控分机自动气象站数据采集通信模块监控分机主机电力自动气象站用于测量气温、相对湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射基本气象要素，具有显示、自动记录、实时时钟和数据通讯等功能。自动气象站由气象传感器，气象数据采集仪和微型计算机系统三部分组成。自动气象站风速传感器风向传感器温度传感器雨量传感器气压传感器辐射传感器EPCS-6960是基于S3C2440A处理器（ARM920T架构）的EPIC标准尺寸工控机主板,具有资源丰富、接口齐全、低功耗、可靠性高等特点，采用MicrosoftWindowsCE5.0操作系统。其可以在工业温度范围（-40℃~85℃）内稳定工作，可以满足各种条件苛刻的工业应用，如：工业控制、现场通信、远程监控等领域；也可以满足一般的多媒体应用，如：视频监控、视频广告等领域。主CPU模块数据采集模块：提供模拟量输入及输出、数字量输入及输出、继电器输出及计数器/定时模块机械强度监控模块高速球是一种集成了云台系统、通讯系统、和摄像机系统的视频图像模块，云台系统是指电机带动的旋转部分，通讯系统是指对电机的控制以及对图象和信号的处理部分，摄像机系统是指采用的一体机机心。其主要功能有：高速功能，预置位功能，巡航扫描等，其具有运行速度快，运行平稳，定位精确等特点。视频与图像监控模块ZWG-23A是基于GPRS网络的无线数据传输终端设备GPRSDTU，提供全透明数据通道，具有标准RS232接口，可以方便的实现远程、无线、网络化的通信方式。ZWG-03A是基于GSM网络的一款智能短信设备，有两种工作模式，分别为“简单命令模式”和“透明工作模式”。支持中文字符集的自动转换，输入GB编码的中文内容，设备自动转换为UNICODE编码，让用户非常轻松的实现中文短信的发送。ZBCOM-100E是工业级串口和无线ZigBee数据转换设备，支持串口透明传输（点多点和点对多点）和空中升级，具有低功耗、高灵敏度和传送距离远等特点。支持串口数据透明转发，支持本地和空中配置以及固件升级，使用简单方便。通讯模块2.舞动传感器线路传感器节点的供电采用高压感应取电加备用大容量锂电池组的方式。选取输电线路某一档距内的输电导线为监测对象，根据输电导线的长度，在上面安装不同数量的位移传感器、加速度传感器，实时或者定时发送监测的这些位移量、加速度值至监控中心。在监控中心的专家软件就可以根据接收到的数据，按照诸如最小二乘法等算法对其进行拟合，这样就可以得到较为精确的输电导线舞动轨迹以及其他诸如舞动幅值等有关输电导线舞动的特征量。3.监控中心监控中心主机监控软件，对每一个监测分机进行信息收集及控制工作，接收监测分机采集的环境温度、湿度、风速、风向、雨量以及该杆塔的倾斜角、导线张力、绝缘子的风偏角等信息，并对每个采集终端采集到电力线状况信息进行处理。监控中心软件利用各种修正理论模型、试验结果和现场运行结果来判断输电线路的覆冰及舞动状况，及时给出预报警信息，有效防止冰害事故的发生。监测中心可通过监控软件对分机进行远程参数设置(如采样时间间隔、分机系统时间以及实时数据请求等)，同时可以查看各杆塔的倾斜角、导线张力、绝缘子风偏角以及环境参数等数据。用于添加或修改网页页面信息，对网页的功能模块进行动态维护。菜单设置用于设置系统中各个岗位角色的名称，便于用户权限的管理。岗位设置用于管理系统中的各个岗位角色在各个页面上的权限，包括显示、修改，查看全部数据等。菜单岗位设置用于设置Adam模块中各个输入量所对应的实际物理量，以及各个输入量相应的计算参数。Adam模块设置用于系统中用户所在部门的管理，保存增加、修改和删除用户单位的部门信息。部门管理用于管理本系统中用户信息，包括增加、修改和删除用户的信息。人员管理用于管理系统中需要监控的输电线路的具体信息：如线路名称、电压等级、导线直径等。线路管理用于管理各线路内各杆塔的具体信息，如相邻杆塔之间的档距、高差等。杆塔管理用于管理各杆塔上设备的具体信息，如杆塔上的监控分机、线路传感器、自动气象站、视频模块等。设备管理用于即时向指定监控分机发出数据请求，包括气象、舞动、图像等，实现现场状况的实时监控。数据请求用于显示和查询已经召回或自动传回的数据，包括气象、舞动、线路杆塔机械特性等。历史数据展示用于显示和查询已经取回到服务器上的图片。历史图片展示用于将已取回的数据进行统计分类，并绘制成历史趋势图加以展示。历史趋势图用于查看和查询经分析得出的警报信息，包括振幅、频率、覆冰厚度等类型的报警信息。报警记录查询用于客户远程控制杆塔上的云台，并查看云台的实时图片。云台控制拉力传感器五、安装与应用覆冰覆冰监测终端（带风偏）风速、风向监测传感器绝缘子盐密监测仪无线视频服务器高速球线路覆冰、舞动综合基站（含微气象）及太阳能电池板舞动监测仪