李慶陽(yáng) 羅非 丁高飛 徐會(huì)亮 馬樂(lè)

摘要：本文以架空輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)為探討主題，針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，分析網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)的基本概念，以及傳感器采集技術(shù)的具體應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，闡述分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成，為架空輸電線路網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)的優(yōu)化發(fā)展提供合理建議。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路;在線監(jiān)測(cè)技術(shù);分布式;網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)

引言：隨著智能電網(wǎng)的推廣與普及，輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了有利的發(fā)展契機(jī)。近年來(lái)，電力企業(yè)不斷加快優(yōu)化配置電能資源的工作進(jìn)度，對(duì)電網(wǎng)的自愈能力提出了更高要求，要切實(shí)提升電網(wǎng)供電生產(chǎn)運(yùn)行效率，促進(jìn)電網(wǎng)管理的精益化發(fā)展，需以現(xiàn)代輸電網(wǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智能化配電網(wǎng)，并創(chuàng)新與之對(duì)應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，保障輸電線路的正常運(yùn)行。

1 架空輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在架空輸電線路覆蓋范圍愈加廣泛的發(fā)展趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員都提高了對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的重視，深入到其理論與技術(shù)研究過(guò)程中。在國(guó)外，與輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)的技術(shù)研究較多，且開(kāi)展時(shí)間更早，在各種試點(diǎn)線路監(jiān)測(cè)設(shè)施研制成功后，均逐步地向市場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行推廣，例如在低風(fēng)、高溫與高壓電力體系的環(huán)境下，可以運(yùn)用以聲表面波技術(shù)為核心的檢測(cè)設(shè)施對(duì)輸電線路的運(yùn)行溫度進(jìn)行檢測(cè)。在我國(guó)，與輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)相關(guān)的課題研究較為有限，且開(kāi)展時(shí)間較晚，但在現(xiàn)代電子通信技術(shù)快速發(fā)展與廣泛普及的條件下，在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)已然得到了長(zhǎng)足進(jìn)步[1]。

2 網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)

2.1網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)概述

網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)技術(shù)的作用功能主要包含以下幾方面：一是實(shí)時(shí)了解并掌握網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)堵塞等異?，F(xiàn)象，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)潛在的性能瓶頸。二是動(dòng)態(tài)配置與統(tǒng)籌管理網(wǎng)絡(luò)資源，保證Qos手段。Qos是服務(wù)質(zhì)量的簡(jiǎn)稱，在Qos管理方面，不同應(yīng)用提出的具體需求存在一定差異，因此借助于精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)在線的網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)等網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況準(zhǔn)確地反映出來(lái)，并作為依據(jù)為自適應(yīng)Qos策略的實(shí)施提供有效參考，進(jìn)一步提升技術(shù)的應(yīng)用性能。

監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障的根本目的是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的科學(xué)配置與合理使用，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)提供有價(jià)值的參考，也是提高網(wǎng)絡(luò)管理水平的基礎(chǔ)途徑。常態(tài)化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)有利于管理方深入了解用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際使用強(qiáng)度與頻率等，從而理解并掌握用戶行為，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化配置網(wǎng)絡(luò)資源，增加有限資源的利用率。除此以外，監(jiān)測(cè)路由行為與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)路由循環(huán)出現(xiàn)的異常狀況，并解決其存在的病態(tài)問(wèn)題?？茖W(xué)制定網(wǎng)絡(luò)選路策略，以便在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障后，將網(wǎng)絡(luò)資源與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自組織方式予以明確。相比傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制與管理模式，網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)本質(zhì)上具有有效的針對(duì)性補(bǔ)充作用，也是落實(shí)與推廣網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)的前提條件[2]。

2.2傳感器采集技術(shù)

多功能、智能化是傳感器設(shè)備的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在當(dāng)前電力行業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)中，傳感器的使用已十分廣泛，與此同時(shí)，其還存在于架空輸電線路監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊中，例如，在監(jiān)測(cè)導(dǎo)線的舞動(dòng)情況時(shí)，應(yīng)用的是一種組合型技術(shù)，涉及到對(duì)微氣象傳感器、傾角傳感器與拉力傳感器等。這種技術(shù)能夠以定量與定性的模式對(duì)線路的舞動(dòng)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析。在監(jiān)測(cè)輸電線路上的覆冰情況時(shí)，主要是根據(jù)冰與空氣之間存在的物理性質(zhì)差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面實(shí)際覆冰程度的精準(zhǔn)檢測(cè)。在監(jiān)測(cè)絕緣子閃污時(shí)，可以在監(jiān)測(cè)、預(yù)警輸電線路內(nèi)的分布電壓，以及絕緣子的泄露電流中應(yīng)用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到對(duì)絕緣子污閃的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目的。通過(guò)分析與調(diào)查諸多技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用范圍最為廣泛的是傳感器技術(shù)。例如在對(duì)微氣象環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，使用到的傳感器主要涉及到濕度傳感器、溫度傳感器、風(fēng)向傳感器與飛速傳感器等，在結(jié)合使用無(wú)線射頻傳輸模塊的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路周圍環(huán)境微氣象的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)[3]。

若需要對(duì)生長(zhǎng)物進(jìn)行識(shí)別與監(jiān)測(cè)，可以將物體與輸電線路之前的間隔距離予以標(biāo)定，再借助測(cè)距傳感器設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)用傳感器技術(shù)監(jiān)測(cè)輸電線路的可行性較高，因?yàn)闅夂驐l件與地域環(huán)境等外部因素對(duì)技術(shù)應(yīng)用的影響幾乎可以忽略不計(jì)，還能將有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息提供給數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)，有利于提高決策診斷的科學(xué)性。但傳感器技術(shù)的使用也具有一定的硬件要求，工作人員需要將適宜數(shù)量的傳感器安裝在同一輸電線路的不同位置處。通常情況下，為了能夠獲取更為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，需要多個(gè)傳感器安裝在每一條需要監(jiān)測(cè)的輸電線路上。這樣的作業(yè)方式一方面使得輸電線路需要承擔(dān)的額外負(fù)擔(dān)進(jìn)一步加重，另一方面也大幅增多了輸電作業(yè)的成本投入。

2.3分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.3.1故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)

分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用使得處理故障信號(hào)的技術(shù)水平大幅提升，通過(guò)分析各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際實(shí)踐效果可以得知，小波分析技術(shù)在監(jiān)測(cè)故障方面具有一定的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，能夠?qū)旊娋€路中存在的突變型信號(hào)、微弱信號(hào)等敏銳地察覺(jué)到，還可以獲得精確有效的分析結(jié)果，使得電力線路故障分析作業(yè)的準(zhǔn)確度與可靠性大幅提升。

2.3.2抗干擾

能夠及時(shí)接受到故障現(xiàn)象是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的基本任務(wù)，在整個(gè)輸電線路系統(tǒng)中，各個(gè)部位上均分布著用于監(jiān)測(cè)故障的設(shè)備儀器，因此無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用具有一定必要性。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)際使用過(guò)程中，技術(shù)人員需要重點(diǎn)考慮如何在最大程度上削弱外部環(huán)境因素產(chǎn)生的不良影響與干擾。數(shù)字通信屬于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的一種常見(jiàn)類型，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，還能夠可靠地傳遞線路中的故障信息，在構(gòu)建分布式輸電線路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，可以將這一技術(shù)加以靈活運(yùn)用。

2.3.3無(wú)線射頻通信

在傳輸數(shù)據(jù)方面，大部分分布式輸電線路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用無(wú)線傳輸?shù)淖鳂I(yè)模式，以便整個(gè)遠(yuǎn)距離傳輸故障信息的過(guò)程更為可靠安全。與此同時(shí)，需要對(duì)無(wú)線通信技術(shù)、抗干擾技術(shù)等予以結(jié)合使用，一般情況下，可以優(yōu)先選擇GPS通信技術(shù)與無(wú)線射頻傳輸技術(shù)等。

3 架空輸電線路分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)具有諸多的性能優(yōu)勢(shì)，在信息查詢方面，管理人員可以直接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸電線路的具體故障位置以及詳細(xì)的相關(guān)故障信息，查詢功能便于管理人員獲取實(shí)時(shí)信息與歷史資料，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的全面把控，并及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)其中可能潛在的故障或運(yùn)行隱患。除此以外，監(jiān)控動(dòng)態(tài)顯示功能充分恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合了縮略圖與監(jiān)控圖，當(dāng)發(fā)生輸電線路運(yùn)行故障時(shí)，管理人員可以隨時(shí)將相對(duì)應(yīng)的位置地點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，再對(duì)圖像予以切換，從而得到實(shí)際位置周邊的詳細(xì)地形圖，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障的深入了解與精準(zhǔn)判斷。

結(jié)束語(yǔ)：對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)的智能化發(fā)展來(lái)說(shuō)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)用的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)性，將電力能源的實(shí)際利用率進(jìn)一步提升，適當(dāng)?shù)販p少電力用戶的使用費(fèi)用，發(fā)揮分布式網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)測(cè)技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)，貫徹落實(shí)節(jié)能減排的綠色發(fā)展理念，改進(jìn)輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)算法，優(yōu)化故障監(jiān)測(cè)作業(yè)水平。

參考文獻(xiàn)：

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