基于北斗卫星差分定位法的输电导线舞动在线监测系统

发布时间：2023-03-23 17:59:45 来源：文档文库

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基于北斗卫星差分定位法的输电导线舞动在线监测系统
摘要：为了有效在线监测高电压架空输电线路的导线舞动运动情况，并且根据运动轨迹共同还原一条线路的运行情况，本文设计了一款基于北斗卫星定位技术的新型高精度低功耗的舞动监测系统。并提出一种差分定位算法，当在高电压导线上安装舞动监测终端和基准设施实时采集计算，可由此算法完成导线运动轨迹的实时高精度测量。
关键词：架空输电线路，导线舞动，北斗卫星定位一、引言
目前，常用的的舞动监测方法主要有基于位移传感器、加速度传感器的导线舞动在线监测系统；传统的基于新型微加速度传感器测量导线舞动的实时数据，通过无线GSM传输模块的导线舞动信息数据的监测系统[1]；还有基于摄像技术的导线舞动在线监测系统，或者采用分布式光纤传感器测得线路动态[2]。这些方法主要是通过传感器或检测仪器来测量导线舞动的数据，但测量的数据不是导线舞动的实时数据，而是振动频率、倾斜、移动、导线张力、绝缘子倾斜角、风偏角、导线舞动频率等间接数据[3]。
二、基于北斗差分技术的输电线路舞动方案
本方案是基于北斗卫星定位系统差分技术的输电线路舞动在线监测方法。该方法基于北斗差分定位原理，通过北斗差分技术实时获取输电线路的空间位置信息，得到的导线空间位置信息经无线传输技术传输到地面服务器中，服务器中的在线监测程序提取出定位信息中导线的经度、维度和高度三维空间信息转换成三维舞动轨迹。
2.1差分定位算法

北斗GNSS接收机采用上海思南或北斗星通的小尺寸的北斗双系统板卡，尺寸在100*80*40mm以内，功耗在4W以下。GNSS接收机放置在球体内部，天线至于球体上方。天线采用小尺寸圆盘天线。移动站需设计完成三套装置，以实现对多条导线的监测，进行数据对比分析。基准站使用上海思南或北斗星通的GNSS接收机，外观如图1。其配置防水机箱及防水天线，安装在离移动站10公里内的变电站、配电所的屋顶或坚固的基岩上。通过舞动轨迹，能够得到实时的舞动椭圆的峰峰值。由于导线舞动是周期性的，那么移动站天线的XYZ坐标值随时间变化的函数x（t）、y（t）、z（t）都是周期函数，实时得到这三个函数并分别进行频谱分析，就可以实时得到舞动的频率。三、系统软件运行效果
系统实现数据的图形化显示和系统自动判断预警，给系统配置了一套输电线路舞动监测软件。当导线发生舞动时，位于导线上的移动站北斗天线随着导线而发生运动，北斗接收装置经过一系列的复杂运算，将移动站天线的位置信息实时发送到控制室内的电脑上，监测软件对接收到的数据进行实时分析处理，提取出移动站天线在地心直角坐标系下的XYZ坐标值，并根据坐标值的变化绘制出其在地心直角坐标系下的运动轨迹。（1）信息发布
将实时观测值、超限告警信息、数据解算结果通过网络、邮箱、用户界面等发布（2）信息查询
用户可以在二维图上通过选择相应的监测站进行信息查询，也可以通过关键字查询定位地标信息以及变化信息。可用曲线、矢量图对比查询显示多个监测站某个时间段内的变形量。这样在监测中心能全面系统地了解各个舞动监测终端详细情况，如下图2所示。
图2舞动轨迹对比查询示意图
（3）北斗差分舞动频率监测的精度
本系统对舞动的实时监测准确度较高，其中舞动峰峰值误差小于10cm，舞动频率误差小
于0.03Hz，能满足国网技术规范的要求。四、结论
本文采用新型北斗差分技术实现了在线监测输电线路的导线舞动。即利用差分基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机（移动站）在进行北斗卫星观测的同时，利用接收到的基准站的改正数，对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。参考文献：
[1]汪滔，吴德智，胡柯，孔海林，李睿.基于互补滤波的输电导线舞动轨迹还原算法[J].计算机测量与控制，2017，（01）：173-176.[2]陆飙，陈利民，刘晓波，方继宇，钱娅，吴慧娟.一种新型输电线缆风舞在线监测系统及其舞动参数测量方法[J].电力学报，2017，（01）：49-56.[3]黄新波，赵隆，周柯宏，等.采用惯性传感器的输电导线舞动监测系统[J].高电压技术，2014，40（5）：1312-1319.通讯作者：李睿Email：lirui12@163.com课题资助：山东电工电气集团科技项目“输电线路故障定位与故障识别算法研究”

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/074521f5f5ec4afe04a1b0717fd5360cbb1a8d6a.html