梁振敏
摘 要:隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,我國電力事業(yè)得到了迅猛發(fā)展。電力資源為人們的生活帶來了極大便利,也為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障,為了進(jìn)一步促進(jìn)電力事業(yè)的發(fā)展,電力企業(yè)要做好監(jiān)控工作,加強(qiáng)高壓輸電線路的監(jiān)測是電力企業(yè)的必行之舉,只有這樣,才能保障輸電安全,給用戶提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。該文試分析基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng),旨在為電力事業(yè)今后的工作開展略盡綿薄之力。
關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 高壓輸電線路 在線監(jiān)測系統(tǒng)
中圖分類號:TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)02(c)-0034-02
電力資源在我國的應(yīng)用范圍越來越廣,我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們的生存生活有著密不可分的關(guān)系,隨著我國技術(shù)的不斷變革與創(chuàng)新,國家與人們對電力事業(yè)的要求標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。對于我國電力事業(yè)而言,保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全是其不容推卸的責(zé)任與義務(wù),要想為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ),給人們的生活帶來極大的便利,就要嚴(yán)格做好監(jiān)測工作。高壓輸電線路是電力系統(tǒng)組成中至關(guān)重要、不可或缺的部分,具有極高的危險性,如果沒有進(jìn)行實時監(jiān)測,就會對整個電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的負(fù)面影響,甚至還會威脅到電力用戶的生命財產(chǎn)安全,釀下不可挽回的慘劇。因此,加強(qiáng)高壓輸電線路的監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)是電力企業(yè)的必行之舉,只有這樣,才能保障輸電安全,給用戶提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的供電服務(wù)?!盁o線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的精確采集,獲得的信息類型更加多樣化,實現(xiàn)了對區(qū)域的全方位監(jiān)測,優(yōu)勢明顯?!盵1]基于此,將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于高壓輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)將具有十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義,將有效解決我國電力發(fā)展中必須面對的高壓輸電線路監(jiān)測問題。
1 高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
1.1 系統(tǒng)架構(gòu)
高壓輸電線路的在線監(jiān)測系統(tǒng)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在傳感器節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控站點(diǎn)及監(jiān)控中心幾個部分,傳感器節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)即將高壓輸電線路的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集,并傳輸?shù)礁鞅O(jiān)控子站中。一般而言,傳感器節(jié)點(diǎn)所收集的信息數(shù)據(jù)十分廣泛,包括輸電線路的濕度、絕緣子受污染程度等,這些種類豐富的數(shù)據(jù)信息從監(jiān)控子站處源源不斷地匯聚集中,并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,好比一棵樹的根莖將營養(yǎng)不絕地吸收并傳遞到軀干般。當(dāng)大量的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后,監(jiān)控中心再根據(jù)具體的問題進(jìn)行集中處理。在這個過程中,監(jiān)控子站和傳感器節(jié)點(diǎn)之間便形成了一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),在這個局域網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),子站具有較高的傳播效率,且能夠有效地保障數(shù)據(jù)傳播的質(zhì)量。
1.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計
對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)而言,傳感器是最基本、最重要的組成部分,傳感器的類型關(guān)系到實際監(jiān)控的需求,因此,在高壓輸電線路的具體監(jiān)控過程中,工作人員要根據(jù)所采集的信息結(jié)果需求來選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎绮杉邏狠旊娋€路的溫度或濕度數(shù)據(jù)時,要選擇溫度、濕度傳感器,在采集高壓輸電線路的電流量數(shù)據(jù)時,要選擇泄露電流傳感器等,只有這樣,才能準(zhǔn)確地采集到與監(jiān)控需求相一致的數(shù)據(jù)信息,實際操作過程中,傳感器節(jié)點(diǎn)將接收到來自監(jiān)控子站的信息采集命令,并根據(jù)命令采集所需信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶诱鞠到y(tǒng),在進(jìn)行工作時,傳感器節(jié)點(diǎn)會根據(jù)需要做出合理、正確的選擇。
1.3 監(jiān)控子站的設(shè)計
監(jiān)控子站屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測系統(tǒng)中的過渡站,其設(shè)計為利用可持續(xù)電源供電,進(jìn)而節(jié)約電能資源,為了保障監(jiān)控子站系統(tǒng)的正常工作量,提高其接收和傳遞信息的質(zhì)量,一般會選取耗能較低的芯片,這樣可以有效減少對能源的損耗。
1.4 監(jiān)控中心的設(shè)計
“監(jiān)控中心除了進(jìn)行監(jiān)控,還有最主要的任務(wù)是要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,能夠提供有歷史數(shù)據(jù)查詢、定位故障點(diǎn)和報警緊急事件等功能?!盵2]所以監(jiān)控中心的設(shè)計是整個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)控系統(tǒng)中最為重要的,相較于子站系統(tǒng),監(jiān)控中心系統(tǒng)所要進(jìn)行的工作內(nèi)容更多,工作量更大,在接收到子站系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)信息后,監(jiān)控中心要先做好儲存工作,然后針對數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容進(jìn)行分析和判斷,并做出相應(yīng)處理,以便讓工作人員可以迅速了解到故障位置以及故障原因。
2 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的高壓輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體應(yīng)用
2.1 硬件設(shè)施
為了實現(xiàn)高壓輸電線路的無限傳感網(wǎng)絡(luò)實時在線監(jiān)測,就必須應(yīng)用符合標(biāo)準(zhǔn)需求的硬件設(shè)施,傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計對傳感器設(shè)備有著十分嚴(yán)格的要求,“數(shù)字溫濕度傳感器DHT21是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器,具有響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、性價比高等優(yōu)點(diǎn)?!盵3]在進(jìn)行系統(tǒng)連接時,數(shù)字溫濕度傳感器DHT21采用的是單線制串行接口,這樣就可以有效避免在線監(jiān)測系統(tǒng)受到外界環(huán)境因素的影響,而使得傳感器傳輸?shù)慕Y(jié)果準(zhǔn)確,也使得傳輸集成的操作更加簡便效率。
在系統(tǒng)建設(shè)中,可以采用內(nèi)核為8051處理器的CC2530芯片,這種芯片可以有效實現(xiàn)信號的接收以及數(shù)據(jù)的傳輸,便于網(wǎng)絡(luò)的連接。另一方面,CC2530芯片的體積較小,可以為監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)省大量的空間,并且具有極高的抗干擾性和靈活性,有利于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?,?jié)約傳輸處理數(shù)據(jù)的時間,以起到極佳的報警效果。
2.2 軟件設(shè)施
軟件系統(tǒng)是整個在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵,在系統(tǒng)開始運(yùn)行時,為了令監(jiān)控工作有序的展開,可以采取監(jiān)測主機(jī)開啟,并初始化CC2530芯片的方式,對內(nèi)部配置信息進(jìn)行讀取,使其進(jìn)入低耗模式。通過發(fā)送時間安排對監(jiān)控子站進(jìn)行控制,一旦到達(dá)了規(guī)定的時間,便開始聯(lián)動傳感器節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控子站進(jìn)行工作,獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息并傳輸。系統(tǒng)保持循環(huán)狀態(tài),為保障無線網(wǎng)絡(luò)不會耗損大量的電能,可以將其開關(guān)設(shè)計為程序控制,已達(dá)到節(jié)能效果。
2.3 連接質(zhì)量測試
“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近年來新興的一種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)尺寸微小,適合密集布置并且具有通信與計算能力?!币氡U蠠o限傳感器能夠正常運(yùn)行,對數(shù)據(jù)信息做到實時采集,并高效傳輸,就必須先對傳感器節(jié)點(diǎn)及監(jiān)控子站的連接質(zhì)量進(jìn)行充分測試,在前期,為提高監(jiān)測的效率,可以利用20節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測傳感器在不同環(huán)境下發(fā)送數(shù)據(jù)包,分析干擾環(huán)境下監(jiān)控子站與傳感器之間的連接傳輸質(zhì)量,并做好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄,針對數(shù)值讀取的變化判斷連接質(zhì)量的變化,一般情況下,當(dāng)傳輸環(huán)境空曠、遮蔽物較少時,傳感器的傳輸質(zhì)量也較高,反之傳輸信息數(shù)據(jù)的速度便會放慢。為此電力企業(yè)可以考慮在架設(shè)高壓輸電線路時選取有利的環(huán)境位置,盡可能地回避影響連接質(zhì)量的地點(diǎn)。
3 結(jié)語
電力資源的特殊性決定了其既能為國家建設(shè)與人們生存提供賴以依存的基礎(chǔ),也會因故障意外而帶來安全上的損失與災(zāi)害。因此電力企業(yè)要做好監(jiān)測控制工作,以確保整個電力系統(tǒng)都處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài),保障高壓輸電線路工作的穩(wěn)定、安全一直以來是電力企業(yè)進(jìn)行供電服務(wù)工作中的重點(diǎn)內(nèi)容,傳統(tǒng)的監(jiān)控工作是基于人為檢查巡視的,往往具有不及時、不確定的缺陷,隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展,將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到高壓輸電線路的監(jiān)測系統(tǒng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)實時在線監(jiān)控,有效分擔(dān)了工作人員工作負(fù)荷的同時,優(yōu)化了能量管理水平。相信在未來的電力事業(yè)發(fā)展中,基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的高壓輸電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)仍會不斷發(fā)展,不斷完善,為保障電力系統(tǒng)的安全做出巨大貢獻(xiàn)。
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