[发明专利]一种基于压缩感知的舞动监测系统

说明书

本发明属于输电线路在线监测技术领域，涉及一种基于压缩感知的舞动监测系统，具体是一种对线路力学特性影响小，监测数目少的架空输电线路舞动监测系统。包括装设于高压架空输电线路上的若干个舞动监测装置、信号处理系统和主控监测系统三个部分。本发明通过压缩感知算法精简了舞动监测系统观测点数目，对输电线路力学特性影响小，成本低，可全天候实时监测输电线路舞动情况。通过少数监测点的数据可还原全线路舞动信息，监测装置安装数目少，系统体积较小、功耗低、动态特性好、可靠性高，抗干扰能力强。同时对信号编码，将位置信息插入信号，信号一旦丢失即可确定位置。还能还原全线路舞动信息，使得少数信号丢失时仍能保持很好的还原精度。

技术领域

本发明属于输电线路在线监测技术领域，涉及一种基于压缩感知的舞动监测系统，具体是一种对线路力学特性影响小，监测数目少的架空输电线路舞动监测系统。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，对电能的需求不断增加，我国电网规模也在不断扩大。输电线路作为电网的重要组成部分，地域分布广泛，所经地区的地形、地质、气象等环境复杂。近年来，我国受极端天气影响，输电线路覆冰、舞动事故越来越频繁，并呈逐年增加的趋势，严重影响了电网的安全和稳定运行。尤其是伴随着近几年我国新建成的一批诸如三峡工程、特高压交流 1000kV、特高压直流±800kV 等大型国家输电工程，这些线路所经地区一般地形复杂，气候多变，在一定气候条件下，极易发生舞动事故，导线舞动时，大振幅使得导线张力显著增加，可能会对杆塔造成损伤，甚至倒塔。

输电线路舞动多发生在冬季低温雨雪天气，且能量大、持续时间长、波及面广，一旦发生舞动会造成线路跳闸、断线、绝缘子碰撞破损、塔材螺栓松动甚至倒塌等严重事故，从 2008年至今，几乎每年冬季，我国都发生较为严重的覆冰舞动事故。2008年初，南方地区发生有记录以来最严重的冻雨覆冰灾害；2010年2月辽宁电网遭遇 20 年来罕见的冰冻雨雪灾害；2011年初江西电网发生大面积停电事故，其中，大部分事故是由覆冰线路舞动引起的，舞动事故给社会生产和国民经济带来巨大经济损失。

目前使用广泛的舞动监测主要有远程图像监控和舞动在线监测装置两种手段。远程图像监控得到的舞动图片通过在杆塔上装设摄像头，直接将线路舞动的场景拍摄下来，事后真实地还原和再现舞动过程，方便工作人员的观摩和分析研究，该方法直观且易于判别舞动的发生，但存在明显缺点：

①图像帧速低，视频图像容易失真；

②功耗较大；

③对取能装置要求较高且造价比较昂贵；

④在雨雪严重的条件下，摄像头可能无法采集到导线的影像；

⑤摄像头的装设位置固定，监测范围较狭隘；

⑥仅能实现对线路舞动的定性分析，不能为舞动机理分析和防舞装置的设计提供科学数据和基本资料；

传统的舞动在线监测装置利用布置于导线上的大量加速度传感器来采集导线的状态信息，虽然克服了远程图像监控的一些缺点，但采用分立的测量单元进行测量，工程应用困难，对于长距离输电线路监测更需布设大量的监测单元网络，系统结构复杂且会对线路原本结构造成影响。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于压缩感知的舞动监测系统，其目的在于实现系统体积小，功耗低，动态特性好，对输电线路力学特性影响小，成本较低，可全天候实时监测输电线路舞动情况的发明目的。

为了实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：