智能电网需求下的输电线路状态监测系统探讨

摘要：输电线路作为电力输送的物理通道，地域分布广泛、运行条件复杂、易受自然环境影响和外力破坏、巡检维护工作量大，采用先进的状态监测技术手段及时获取输电线路的运行状态下和环境信息显得越来越重要的和迫切，本文将主要探讨智能电网需求下的输电线路状态监测系统的建设与研究。

关键词：智能电网 输电线路 状态监测

输电线路状态对电网安全起着至关重要的作用。近年来，变电设备的监测技术日臻完善，状态监测手段日趋成熟，而输电线路仍然处于较为粗放的管理状态，难以应对日益提高的可靠性要求，更无法满足智能电网发展的需要。本文将从智能电网建设需求出发，对输电线路状态信息的组成和特点进行分析，并对输电线路状态监测系统的建设方案进行讨论。

1智能电网需求的关键技术

智能电网是以物理电网为基础（我国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

智能电网是新技术在电网行业应用的产物，涉及通信、传感器、信息等技术，这些技术是智能电网建设的基础，也是智能电网能够实现新应用的保证。智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的支持，因此建立通信系统是迈向智能电网的第一步；通过传感器可以对整个电网系统进行测量并传输数据，获取实时数据，并提供各种信息交互；信息技术的发展是智能电网的直接推动力，通过信息技术能够实现高级应用，并在合适的时机催生出新的应用模式。现在的电网除了一些二次设备可以实现远程操作外，其他信息基本上是单向传输，而未来智能电网将会形成一种新的通信和交互机制，实现电网设备间的信息交互，以此为依托可以大幅度提高电网的智能性。利用智能电网的互动性，能够实现双向的传输数据，实行动态的浮动电价制度，可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。

2智能电网需求下的输电线路状态监测系统建设

输电线路作为电力输送的物理通道，地域分布广泛、运行条件复杂、易受自然环境影响和外力破坏、巡检维护工作量大。采用先进的状态监测技术手段及时获取输电线路的运行状态和环境信息显得越来越重要和迫切。

2.1智能算法

由于监测量与故障之问往往缺乏一一对应关系，如何处理监测技术的状态分析准确度和智能化水平之间的关系仍是一个重要课题。目前在线监测数据的积累还远未达到制定分析判断标准的程度，报警阈值设置为多少合适没有充分依据。目前模糊控制、神经网络、专家知识等智能算法已经开始应用于在线监测。由于神经网络具有突出的特征提取、模式识别和模式分类的能力，因此可采用神经网络来提取设备状态特征、状态识别和故障诊断。而基于知识的系统（专家系统）则具有知识的综合、推理、判别的能力，因而可应用于设备的综合管理、状态评估和系统集成。此外，近年发展迅速的小波变换，用于突变的非平稳信号的分析，比传统的FFT变换有更好的效果，因此用它来分析由于状态的变化而引起的信号突变及特征提取将是一种很有用的工具。为尽快制定诊断标准，各电力行业必须组织一些专业技术人员对管辖区域监测系统统一管理和对监测数据统一分析，积极采用多种特征量的在线监测系统，以便积累各种特征量与故障问的关系及变化规律，不要轻易放弃某些特征，只局限于报警，而放弃健康状况在线评估的数据积累。只有两者兼顾才能为制定科学的诊断标准提供依据。

2.2数据采集技术

状态监测装置的选择应具有针对性，需结合工程实际情况，合理选用安全可靠、先进适用、维护方便的监测装置进行状态监测。在《架空输电线路智能监测装置系列标准》中规定，监测装置应该按照功能或者安装位置分类，包括：电压、电流、放电、电气距离、雷电定位、导线温度、微风振动、舞动、次档距振荡、覆冰、弧垂、张力、杆塔倾斜、绝缘子串风偏和倾斜、杆塔振动、杆件应力分布、基础滑移、不均匀沉降、气象、污秽、大气质量、通道环境、图像/视频等装置。

2.3数据传输技术

监测数据传输网络可以分为骨干层和接入层两个层次。接入层通信网络实现监测系统、子站和监测装置之间的通信，采用光纤通信和无线通信相结合的方式组建，也可采用光纤专网、无线专网等通信方式。对于实时性、可靠性要求很高和数据量较大的应用，需要充分利用OPGW、光纤接头盒等资源和先进的光通信设备构建高速的光传输网络。在没有OPGW接入资源的杆塔，通过WiMAX、Wi-Fi、WLAN、WPAN等无线方式实现向下的延伸覆盖。

2.4监测装置供电技术

一般情况下安装在输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源，为此必须借助能量收集技术，开发独立的供电装置，目前主要有两种方法：①采用电磁感应原理获取交流导线周围的电磁能来提供能量；②利用太阳能电源装置解决监测装置的供电问题。

3结论

我国的智能电网建设有着自身的特点，基于这一特点需要逐渐将输电线路的粗放型管理方式向精益化转变，因此需要建立输电线路状态监测系统，这一系统涉及的范围广、类型多，虽然当前我们输电线路状态监测系统已经取得一定的成就，但是还需要在关键技术方面进行持续不断的工作，才能最终建立完善的输电线路状态信息体系。

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