关键词:
架空输电线路
覆冰监测与预警
无线通信技术
k均值临近算法
LS-SVM模型
摘要:
在电力系统中,架空输电线路是电能传输的重要组成部分,但在其运行过程中,线路覆冰成为不可忽视的威胁,尤其在南方的冬季,覆冰问题较为严重,线路覆冰严重时可能会造成大面积停电、倒塔等事故。但是随着远程在线监测技术的不断发展,可使架空输电线路覆冰在监测预警甚至除冰方面的问题更智能化的被解决。针对目前已有的覆冰监测及预警系统的不足,本文基于LoRa无线通讯模块和具有5模13频移动通信技术的4G模块,结合腾讯云服务平台,完成对架空输电线路覆冰监测与预警系统的设计及研究。该系统由采集层、传输层和主控层三部分组成。采集层通过微型气象传感器完成对监测点气象状况的监测,结合拉力传感器与倾角传感器的监测量,经计算后间接得到架空线路单位长度的实时覆冰厚度;传输层使用近距离LoRa无线通讯模块与远距离无线通讯的4G模块相结合,以树状网络拓扑结构为组网方式,完成监测分站与主控端的信息传输,另外,将覆冰监测分站分别在硬件与软件方面设计为可根据需要灵活选用通讯方式的通用型设备;主控层采用Java Web技术将主控平台与腾讯云服务器建立连接,完成覆冰监测与预警界面的设计,实现覆冰实时数据显示、覆冰厚度值预测、监测分站管理、历史数据查询等功能。为方便监测分站的近距离参数配置,设计具有LoRa模块的手持机设备,与监测分站建立通讯并完成配置功能。针对本系统覆冰预警功能的高要求,本文对覆冰厚度预测方法进行了设计与研究,提出在样本库建立过程中根据覆冰状态分类结合k均值临近算法,达到择优建立样本库的目的,并在预测模型建立过程中,采用粒子群算法优化LS-SVM参数,完成LS-SVM模型建立,使覆冰厚度预测值更加精准。经仿真分析后,得到本文的预测方法在实现覆冰厚度预测的基础上,使预测误差减小的结论。最后根据设计方案,完成实物制作与系统搭建,并经过系统的功能与性能两方面测试。系统测试表明,本文设计的架空输电线路覆冰监测与预警系统在功能方面满足设计要求,且数据传输的可靠性和实时性满足实际需求。图[55]表[9]参[82]