[发明专利]一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法

摘要

本发明公开了一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统及方法，中监控装置和LABVIEW控制平台间通过GSM模块进行通讯，监测装置(无人机)携带红外测温装置、高清摄像机，并对其进行编号，多个电线杆或一个台区配备一个监测装置或者一个装置一次进行多点巡视，视区域大小而定(台区和台区，所和所，局和局联动)，此时可以同步得到一个片区的监控数据，得到的数据通过GSM通讯模块进行传输，利用Labview搭建的处理平台实时获取和处理数据，近可测温度，传输线路问题，远可观线路全景运行情况(环境)，数据叠加存储，并进行分析预警。

主权项

1.一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测方法，该方法基于一种电网线路智能巡线及运行安全风险预测系统，所述系统包括无人机、设置于无人机上的监控装置以及LabVIEW后台监控系统，监控装置包括上位机以及均与上位机相交互的GPRS通讯模块、GPS定位模块、视频采集模块以及红外测温模块，上位机的控制端与无人机的执行机构相交互；LabVIEW后台监控系统包括与监控装置的GPRS通讯模块进行通讯的后台GPRS通讯模块、下位机以及LabVIEW监控平台；上位机通过GPRS通讯模块将红外测温模块采集到的温度信息发送给LabVIEW后台监控系统，LabVIEW后台监控系统根据采集到的温度信息对目标区域进行监测和预警；所述红外测温模块包括温度传感器、光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理电路以及显示输出单元；温度传感器采用VTIR5816型红外测温仪，温度区间为0～150℃，距离系数比为50:1；所述视频采集模块包括摄像头、对远程图像数据进行采集和压缩编码处理的远程监控端和对视频的解码、显示、采集、编解码参数配置、图像显示方式和网络传输参数进行配置的本地控制端；所述执行机构包括若干用于调整无人机飞行线路及飞行状态的电机；电机的控制端与上位机的控制信号输出端相连；所述上位机和下位机均采用基于stm32单片机；其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)将线路路径的坐标数据处理后打包预设置于上位机内，通过预设置的坐标数据与通过GPS模块实时获得的坐标数据不断进行校准，使得监控装置能按预定路线或按被监控人员操控进行巡线；2)上位机控制位于监控装置底部的红外测温模块对下方区域进行测温，飞行高度h取决于获得的红外测温模块的距离系数及视频采集模块的最佳视角，距离系数K由测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标或线路直径S之比确定，根据不同线路的直径S得到测温仪到线路之间的距离D，即h＝D＝K*S，线路杆与杆的距离为s，最佳视角θ＝2arctan(s/2K*S)，监控摄像头具有自动调焦功能，视角会随着焦距的变化进行相应的变化，通过摄像头的自动调焦，获得最佳视角；3)巡线前对辖区范围内各杆塔间的杆塔间距s进行实地测量统计，将线路杆与杆的距离s预先存入上位机内；巡线过程中分析GPS定位模块中坐标数据发生的变化算出行进的距离s1和飞行的速度v与时间t乘积得到的距离s2，两者不断进行求和平均之后得到行进距离s3；4)t时间内，监控装置不断对巡视路径上的线路进行测温，依次采集到温度A1、A2、……、At，将行进距离s3与杆塔间距s不断进行比对，当行进距离s3与杆塔间距s相等时，对所采测得温度值A1、A2、……、At进行求和平均，即得到s距离内线路上的温度A，并开始获得温度值B1，以此类推，随着监控装置的巡视，将得到输电线路的温度值A、B、C、D、E……，将温度值通过GPRS模块发送给LabVIEW后台监控系统；5)巡线过程中，装设于无人机底部的摄像头进行图像采集，将行进距离s3与杆塔间距s不断进行比对，当s3＝s/2时进行图像采集，获得图片a，如此获得的线路图片数据与步骤4)中得到的温度数据相对应，以此类推，随着监控装置的巡视，获得图片a、b、c、d、e……，上位机将获得的图片数据处理打包后通过GPRS模块发送给LabVIEW后台监控系统；6)LabVIEW监控平台得到数据后进行分流处理，得到的温度数据放置对应的线路路径图上，对获得的影像数据进行解析以备调取，对电网运行参数进行实时显示，实时通过大数据对当前获得的数据进行分析并显示此时的电网运行风险指数，监控人员能够实时通过LabVIEW监控平台获得相应的数据。