输电线路状态感知监测及共享平台设计

梁华

摘要：在传统的输电线路状态感知监测及共享平台中，无线网络连接单一使用运营商的网络连接，导致平台获取数据和传递数据功率不足，数据传输较慢。因此提出设计输电线路状态感知监测及共享平台。在平台架构上选用Web Service的方式发布标准数据服务。在平台监测对象中确立输电线路的各项参数，在监测设备和用户端的数据传输中，使用APN专线通道的方法，搭建无线宽带专网，完成设计。实验结果显示该设计平台中节点获取能量和传输功率更高，证明设计平台具有较高的可行性。

关键词：输电线路;共享平台;数据传输;APN专线

中图分类号：TM755                              文献标识码：A

0引言

目前国内的输电线路监测平台中，由于涉及数据较多，无法在管理层面进行部署，导致数据交互和共享困难[1]。而国外相关研究则较早地提出了智能电网的解决方案，以提高电网线路状态的多方面共享分析[2]。而国内研究者，为了解决目前平台的不足也提出了运用SVG以及MIS技术相结合的可视化输电线路管理平台，但结果有限难以满足实际需求[3]。因此，本文对输电线路状态感知监测及共享平台进行设计。

1输电线路状态感知监测及共享平台设计

1.1平台架构设计

在本文设计的平台中，采用多源数据共享服务接口，使用Web Service的方式向用户发布标准的数据服务。而在输电线路运行状态下的监测平台中，空间数据根据标准规范发布为Rest服务。智能电网输电线路中包括多种业务需求的专项应用，且应用中具有自己的体系架构，并根据对应项目推动运行。在平台的数据层中，包括GIS数据以及专题属性数据，平台的GIS数据主要包括两个部分，一是二维矢量电子地图，二是输电线路的空间数据，包括矢量要素图层。而平台数据层中的专题属性数据主要包括输电线路以及检测设备的实时监测类信息，而该数据可以通过实时调用的方式来展开，同时GIS软件可以提供二维地图数据访问，作为平台的可视化空间分析引擎。同时建立服务层，再通过平台的数据层，建立标准化的服务接口，用来作为用户服务模块，发布数据，在服务层上建立应用层，开展服务专题应用。

1.2平台监测对象确定

本文设计的输电线路状态感知监测和共享平台检测包含多个因素，首先是对气象环境的监测，其目的是确定周围气象环境数据的状态监测，包括多个会影响线路正常运行的因素，因此数据检测考虑到输电线路外部的环境因素比较复杂，需要在线路外部安装采集检测设备进行实时监测，并将数据返回平台，画出曲线呈现给用户，便于为分析线路潜在故障提供数据支持。其中也包括对线路的覆冰状态的检测，当空气中水滴温度低于0摄氏度时，水滴会附着在导线表面，从而形成覆冰情况[4]。对输电线路的覆冰状态的监测，主要是根据对线路的倾斜角、风偏角等参数的检测，并根据已有的参考模型计算出线路的覆冰值[5]。对导线的误动情况则通过对线路导线的误动频率、舞动幅值、舞动半波数的监测，依据模型计算舞动情况，同时可以在线路的杆塔周围运用视频监测技术直接进行实时监测导线舞动情况。而导线的弧垂直是线路在设计时的重要参数，弧垂直受到环境因素的影响会产生偏差，因此在线路上添加相关监测设备进行检测。

1.3平台通信共享

本文设计的平台在进行通信共享的过程中，选用无线块带来作为监测平台的通信传输方式，传输频率设定为5.8GHz，该频段属于开发频段，在监测对象的确认中，因添加了视频监测，因此在网络方案中带宽设置为138MHz，以满足视频的实时传输。在考虑网络安全的情况下，传输至平台的数据需要通过认知的加密芯片后才能进入信息内网，而网络接入公网部分后，由于成本问题需要减少接入运营商的节点数量，降低传输时的信息流量。为了满足需求，将整个网络分为无线宽带专网部分以及APN专线通道部分。在沿输电线路中搭建无线宽带专网，同时将每个与网络连接的杆塔作为客户端的节点，并通过收发装置与网络连接，沿线的监测装置利用节点将发送的信息传送到网络运营商的信号塔中，将APN光纤专线通道接入平台服务器中，并通过网络安全芯片解密确认信息，将结果发送到平台服务，同时平台中心服务器共享分配监测数据，分发至不同用户上，实现监测和数据共享。

2实验论证分析

为验证设计平台的可行性，使用本文设计的平台与传统平台进行模拟实验对比。

2.1实验运行环境

本文平台的模式实验数据传输时通过J2EE进行开发，并将数据存储于基于VC#的数据传输测评中心。运行环境中，使用的操作系统为Windows 7，Java JDK版本为1.7.0，数据共享服务器为Tomcat6.0。开发工具为Eclipse IDE for Java EE和Visual Studio 2010，数据库为Microsoft SQL Server 2008。而平台的运行的客户端使用PC机，并使用IE浏览器即可。

2.2实验结果

本文将平台对应的节点数据传输功率来进行传输方式的比较，以此来判断出两个平台在数据共享上的优劣性。两平台在周期节点中获取能量节点的数据传输量如下表所示：

表1中，在不同的传输时间中本文平台的节点获取能力和传输功率均优于传统平台，因此证明本文设计的感知监测及共享平台中数据传输性能更好，共享能力更强，具有较高的可行性。

3结束语

本文通过使用APN光纤专线通道对平台的数据传输进行改善，有效地提高数据传输的效率和性能。但研究中對线路状态的监测沿用了传统方法，缺乏对监测手段的改进，未来研究会向该方向开展。

参考文献

[1] 袁华璐，裴蕴智，靳鹏飞.基于光纤传感的非覆冰期输电线路状态监测技术研究[J].功能材料与器件学报，2020，26（01）：31-34.

[2] 李立浧.基于层次分析法的架空输电线路状态评估[J].电气时代，2020（02）：30-32.

[3] 张安安，邓芳明.融合无线传感器网络与射频识别的输电线路杆塔状态监测网络低延时技术[J].科学技术与工程，2020，20（04）：1442-1447.

[4] 艾红卫.输电线路状态检修及在线监测研究与应用[J].科学技术创新，2019（36）：70-71

[5] 杨四海.输电线路状态监测系统规范化设计与应用[J].科技经济导刊，2019，27（35）：74