針對輸電線路的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測面臨環(huán)境復(fù)雜、通信困難、報(bào)警策略難以確定等困難，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的輸電線路現(xiàn)場監(jiān)測預(yù)警方案。利用物聯(lián)網(wǎng)低功耗、低成本、多傳感器的特點(diǎn)，提出了系統(tǒng)的硬件平臺的選擇以及預(yù)警判別算法。
       1 引言
      輸電線路的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測，依靠直接安裝在輸電線路上的可實(shí)時(shí)記錄表征設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的傳感器實(shí)現(xiàn)輸電線路在線測量、診斷和檢修，其對于高壓、超高壓電網(wǎng)的運(yùn)行安全十分重要。隨著微機(jī)電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出的IOT為輸電線路的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測提供了全天候、低成本、高可靠性和高冗余度的解決方案。在此，從現(xiàn)有輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)出發(fā)，通過分析IOT的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于IOT的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測方案。
      2 現(xiàn)有監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的問題
      國內(nèi)外電力工作者對輸電線路的環(huán)境監(jiān)測進(jìn)行了大量研究。早期主要采用人工巡檢監(jiān)測電力設(shè)施覆冰情況。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的發(fā)展，文獻(xiàn)利用電力通信網(wǎng)絡(luò)研制了電力設(shè)施計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng);某公司將GPRS(GSM/CDMA)技術(shù)與視頻技術(shù)引入輸電設(shè)施監(jiān)測，開發(fā)出架空輸電線路覆冰實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，文獻(xiàn)介紹了輸電線路災(zāi)情監(jiān)測系統(tǒng)和覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)。這些裝置都已在實(shí)際現(xiàn)場取得了一定效果，但還存在如下問題：①人工監(jiān)測手段需耗費(fèi)較大人力、物力資源，且不能實(shí)現(xiàn)24 h實(shí)時(shí)觀測，同時(shí)由于布線范圍廣，有些布線區(qū)域地理環(huán)境惡劣，不可能實(shí)現(xiàn)全范圍監(jiān)測;②冰雪災(zāi)害引起電力線路倒塌和斷線的同時(shí)使大量通訊光纜斷裂，公用通訊網(wǎng)絡(luò)與電力通信網(wǎng)絡(luò)均發(fā)生了不同程度的中斷，監(jiān)測數(shù)據(jù)無法可靠地送往監(jiān)控中心;③受區(qū)域、氣候、地形等因素影響，特定的監(jiān)測地段需要特定的報(bào)警策略，需要進(jìn)行針對性的監(jiān)測數(shù)據(jù)積累和策略完善。
      3 物聯(lián)網(wǎng)的概述
      圖1示出IOT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中，傳感器節(jié)點(diǎn)具有感知、運(yùn)算和通信等功能，每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)(如溫度、濕度、風(fēng)速、振動頻率和幅度等)，相互之間使用無線多跳方式通信，并根據(jù)應(yīng)用和系統(tǒng)需求對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)處理。匯聚節(jié)點(diǎn)將傳感器網(wǎng)絡(luò)收集處理后的信息匯集后，通過Internet或衛(wèi)星遞交給用戶。用戶是感知信息的接收和應(yīng)用者，可以是人也可以是計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備。