基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统研究

基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统研究

廖广政

深圳市特发信息股份有限公司 广东深圳 518000

摘要：电网系统的稳定运行，对于社会生产和生活的有序进行至关重要，为了进一步提高电力企业的服务质量，满足社会经济发展对电力资源的持续供应需求，就需要对电网系统运行状态进行实时监测，进而减少潜在安全隐患问题，并提高故障问题发现与解决的效率。高压输电线路作为电力系统的重要组成部分,为了保障高压输电线路的运行安全，应充分利用无线传感器网络在线监控系统，能够进一步提高监控质量，为电力系统的持续稳定运行提供可靠的保障。

关键词：无线传感器；网络；高压输电线路；在线监测

前言

高压输电线路作为电力系统电能输送的重要设施，其运行情况直接影响到电网系统运行的可靠性，现代化的无线传感器网络在线监测技术的有效利用，能够有效提高监控质量，改变了传统人工监测方式存在的弊端和不足，能够更加及时高效地发现高压输电线路运行存在的隐患及故障，降低电网系统大范围停电情况发生的几率。

一、高压输电线路在线监测系统设计

（一）在线监测系统架构设计

现代化的无线传感系统在实际应用过程中，主要包括传感器节点和监控站点以及监控中心等部分组成，在具体操作过程中，需要遵循特定的原则和操作规范进行，并且应根据相关标准将节点安放至每个回路导线上。在传感器设备安装时，应对传感器各个节点的功能和作用进行详细掌握，这样才能确保每个节点功能和作用的发挥，对高压输电线路的多种类型监控数据进行精准的采集和传输，为监控子站提供可靠的输电线路运行状态信息，并根据收集到的数据信息做出科学分析及处理，制定有效的输电线路安全防护与故障处理措施。由于高压输电线路的在线监控获得的数据信息具有多种类型，应不断提高无线传感器监测的灵敏度。监控子站是整个监控系统中重要的核心基础设施，通常情况下，在传感器的节点附近进行安装[1]。监控子站的主要作用是将各个传感器节点对高压输电线路运行状态信息进行汇总，并充分利用建立的无线网络系统，将收集到的有价值信息快速传输到子监控系统中，对多类型信息开展集中化处理。

（二）传感器节点设计

传感器节点作为整个监控系统的基础构成，对于信息的高效传输发挥着关键作用。在实践应用过程中，需要根据高压输电线路在线监测系统的实际要求，对传感器的具体类型做出科学的选择。例如针对不同的环境温度可以选择不同类型的温度传感器和湿度传感器，同时还可以根据实际情况选择泄漏电流传感器等。通过传感器的精准选择，能够确保数据采集的结果满足在线监控需求。在实践操作环节中，首先需要监控子站根据电力系统运行的需求，对需要监测的数据类型作出判断并发出监控指令，利用无线网络将指令送达到高压输电线路各个传感器节点，实现对多种类型数据的精准采集和高效传输。

（三）监控子站设计

高压输电线路在线监测过程中，应对监控子站进行设计，可充分利用持续性电源作为供电源，尽可能地降低了对电力资源的损耗，达到输电线路运行的平稳性要求。监控子站系统中设置了多种类型的应用模块，由于不同模块的作用不同，尽量选择在低耗能的芯片，满足在线监测工作质量的同时，也能够进一步降低能源的总体消耗。

（四）监控中心设计

当监控子站将采集到的多种数据信息传输到监控中心后，监控中心需要将采集到的数据信息进行存储，然后由电力系统专业技术人员对存储的数据信息进行分类整理和分析，通过分析结果掌握高压输电线路运行的状态，并结合分析数据异常情况，制定出科学可行的潜在故障预防措施。针对系统中存储的信息，还能够建立数据库系统，为高压输电线路在线监测后续工作的顺利开展提供可靠的数据参考，同时也为电力系统的安全稳定运行提供可靠的安全保障。

二、无线传感器网络在线监控系统应用在高压输电线路中的应用

（一）系统硬件设施应用

硬件设施的选择应适应科技发展的速度，将现代化的设施和构件应用到在线监测系统中。在硬件设施设计环节中，选择当前电力系统中最先进的芯片以及内部核心微处理器，并确保其功能优势的有效发挥，满足网络高效连接的需求，为数据的高效传输提供有利的支持。CC2530芯片具有体积小的优势，在使用过程中占用较小的空间，在数据传输过程中灵敏度较高且具有较强的抗干扰性，对于提升在线监控系统工作效率发挥而来重要作用[2]。DHT21传感器属于复合型传感器的应用，优化了在线监控系统的工作流程，产生了较高的经济效益，为了进一步提高硬件设施的优化效果，可以使用加速传感器，并利用当前最先进的芯片。

（二）软件系统的应用

在整个在线监测系统中，可以通过对网络工作流程开展精准化设计，这样才能提高在线监测工作的顺利有序实施。在监控子站系统运行过程中，需要先将系统开启，然后对选择的芯片实施初始化设置，并通过高压输电线路在线监测的工作要求，对各项参数进行配置，并进入到低耗能工作模式中，同时还需要精准地设置读取时间，当达到设定的具体时间后，实现对数据的采集和传输，完成数据采集工作后，及时连接传感器节点，将数据信息进行汇总后存在系统当中。在系统运行期间，针对时间信息的采集，还需要根据系统设置的时间间隔进行确定，并且要充分利用无线通信系统，提高时间获取的精准性。无线通信网络在应用过程中进一步提高了系统运行的能耗，要想实现节能效果，可以通过程序的设置，实现系统的自动开关，实现节能降耗的工作要求

[3]。

三、无线传感器网络在线监测系统应用建议

为了确保高压输电线路的无线传感器能够实现更加精准的数据采集与监测，在系统运行过程中，就需要重视系统硬件设备的应用标准。传感器节点在设计过程中，需要严格按照系统应用的标准和要求，避免系统连接过程中受到外界环境的干扰，导致传感器传输的数据信息缺乏精准可靠性，只有保障传输结果的可靠性，才能进一步提升传输集成数据操作的高效性。系统硬件设施整体质量的提升，能够提高网联数据传输效率，节省监控系统的空间内存，同时还能够体现出系统运行期间，较强的抗干扰性和运用灵活性。系统中硬件设施的质量提升，还能够提高监测数据信息的传输效率，获得更加高效的数据处理与反馈结果。软件设施是整个在线监测系统应用的核心部分，也是直接影响在线监测工作质量的重要部分，为了能够确保在线监测系统的高效稳定运行，就需要对监测主机的信息读取和信息处理模块进行不断更新，并始终保持软件设施处于稳定的运行环境中[4]。无线传感器网络在线监测系统在高压输电线路中的应用，有效提升了系统监测质量，达到了预期的监测效果，为高压输电线路的安全稳定运行提供了可靠的保障。

结束语：

高压输电线路是电力系统重要的组成部分，为了保证高压输电线路运行的安全性，减少传统人工监测方式存在的危险性，需要充分利用先进的无线传感器网络在线监测系统，进一步高压输电线路监测质量，并能在高压输电线路运行期间，对于存在的安全隐患及故障问题能被及时发现，为制定及时有效的故障处理措施提供可靠的参考，保证电网系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1]曾倩,袁海文,陆家榆,等.基于无线传感器网络的特高压直流输电线路合成电场智能监测系统研究[J].电网技术,2012,36(4):6.

[2]毕建刚,张涛,王峰,等.基于无线传感网络的变电站分布式智能在线监测技术[J].电网与清洁能源,2012,28(11):5.

[3]胡顺仁,王元,梁快,等.基于压缩感知的特高压输电塔实时监测系统数据传输方法研究[J].电测与仪表,2015.

[4]王郑.基于无线传感器技术的输电线路覆冰在线监测技术研究[J].电力系统装备, 2020(2):2.