架空输电线路在线监测系统项目建议书（新） - 图文(4)

? 监控中心系统：包括集群通信前端：监控系统（软件）、数据服务器

系统、架空输电线路动态增容计算模型。

? 导线温度检测装置：安装在各线路导线上的温度检测装置，按照接

受到的指令进行导线温度检测，监测数据发送至计算分析监控中心。 ? 小型气象检测站：根据小气象条件，选择安装在线路温度检测装置

附近。按照接受到的指令进行参数监测，监测数据发送至计算分析监控中心。

计算分析监控中心通过无线的方式接收各局部气象区的导线温度监测装置实时测量的导线温度、电流数据和小型气象检测站实时测量的气象数据，根据计算模型计算导线预期温度、导线预期电流和负荷、预期时间、导线实时弧垂、导线预期弧垂等参数，以图形方式显示各计算和实测结果，当实测或计算的导线温度或净空距离超出定值时发出警示信息。并充分挖掘线路的输送潜能，以导线的实际运行状况为依据适时提高输送容量，确保输送线路在可控的情况下安全运行。架空输电线路实时动态增容监测系统的使用必将为提高电网运行管理水平、缓解输电线路输送容量不足的矛盾起到积极的作用。 （2）创新点

本项目将自主研发的无线传感网技术应用于高压输电线路测温装置，能组网实现多点导线温度实时监测，并通过无线方式传输监测温度数据，低功耗，能长时间工作的（超过两年），体积小的优点，满足电力闭环系统的安全性、多点组网、确定的实时性、无运营费和低功耗等的要求。项目创新点主要有：

创新点1：研究设计了一个具有自主知识产权的的无线传感网传输协议，采用无线自组网技术，实现了快速、安全、可靠的无线组网，支持48个节点的实时数据采集。

导线实时温度测量数据需要通过无线的方式传输到监控中心，目前的测量装置主要采用CDMA/GPRS传输方式，每个装置都有CDMA/GPRS通讯模块，与后台监控中心构成了星形网络结构。由于，CDMA/GPRS传输方式功耗超过1W，只能采用高压线互感取电，体积、重量均很大，影响高压导线的稳定和安全。

本项目采用低功耗的无线传感网节点能够在一个高压塔架周围实现一个无线传感网络，48个节点完全满足了实际的需求，在每个高压塔架（如果需要监测导线温度）上的主节点通过其他通讯主干网（如：GPRS、WLAN、卫星通讯等）

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将数据传送到监控中心。

采用自组织的无线传感网技术不仅解决了安装在导线上的设备的功耗问题，而且未来可以根据需要随时在该高压塔架上的其他高压导线上安装温度监测装置，例如防止雪灾的张力传感监测设备。另外，采用完全自知识产权的无线传感网传输协议，有助于未来根据需要开发更加安全的通信协议，防止高压线导线温度的泄密和被人为篡改。

创新点2：自主开发了无线传感网管理终端，实现了传感网与多种通信主干网的融合。

基于WSN技术的无线传感网完成架空送电线路导线温度、环境参数等的在线监测，这些传感数据最终需要传输到电力监控中心，所以，无线传感网需要接入上层主干网络，与电力现有网络融合形成新的和更加完整的电力专网。这样，就需要一种能够将无线传感网接入骨干网络的新型网络设备，就是无线传感网管理终端。

针对架空送电线路现场的复杂性，网由需要具有多种接口形式，比如GPRS、CDMA、以太网、工业485等。

创新点3：自主开发了球状太阳能供电系统，具有重量轻、转换效率高、受光面积大、太阳能利用效率高等优点，保证了导线温度测量装置的可靠稳定运行。

本项目的技术难点之一是能源系统的设计，无线传感网技术提供了超低功耗通信的技术基础，但是没有解决能源系统的设计问题。由于采用的超低功耗的无线传感网技术，因此采用太阳能供电成为了可能。但是常规的平板太阳能板，存在两个问题：一是表面有棱角，应用到高压线路上，会发生电晕现象，不宜使用；二是每天最多只能接受50%的光源，采光效率不高。

与现有的平面型太阳能电池相比，有如下技术优点：1）比平板的太阳能电池单元转化效率高、应用灵活，直径1毫米；2）球型可以从各个角度接受光线、无论是反射光还是散射光，受光面积大，对太阳能的利用效率高；3）安装方便。

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