基于微功耗的配電線路智能監測系統的研究與應用推廣

盧純義，姚 侃，蔡 灝，周永紅

（浙江捷安工程有限公司，浙江 蘭溪 321100）

0 引 言

實際發展過程中，國網企業為了最大程度地提升輸配電網運行安全性、可靠性以及穩定性，強化了人力、物力以及資金的投入，并在具體工作階段，強化了對線路的檢查和維護。針對比較偏遠的地區，進一步加大了對現代化先進技術的應用。隨著現代化技術水平的不斷提升，輸電線路在線監測技術的應用以及發展也變得越來越好。因此，為了能夠最大限度地對輸配網運行效果進行提高，應該在明確實際情況的基礎上，加大對配電線路智能監測系統的研究力度，合理地進行應用。

1 傳統輸電線路遠程監控設備存在的不足

現階段，雖然在輸電線路遠程監控層面，相關部門加大了對現代化技術的應用，力求可以有效地對監控水平進行提升，保證輸電線路運行可靠性和安全性。但是，由于受到一些主觀因素以及客觀因素的影響和干擾，使得傳統輸電線路遠程監控設備的應用受到了很大限制。

第一，監控區域受限。常用的監測用槍機，一般用來監視通道情況，鏡頭無法縮放和旋轉；球機雖然具備云臺，可以各方向旋轉監控，但在實際使用過程中，現場電源根本無法滿足球機不間斷巡視的功耗要求，所以常常只能固定在某個方位監控，最終效果與槍機差不多，對后方、側方的危險行為無法察覺，無法達到監測效果[1]。

第二，主動預警能力較差。比較專業的視頻分析系統大多是集成在監控后臺上，通信出現中斷時便無法實現預警功能，且消耗流量大。目前，球機大多采用自身的移動偵測等手段進行防外破分析，因此球機自身在轉動時會出現誤報，效果比較差。

第三，可靠性低。太陽能電池板長期在戶外工作，容易出現積灰、破損等情況。由于太陽能供電能量有限，而設備功耗要求高，使得蓄電池幾乎每天都會進行一次充放電循環，需要頻繁更換達到使用壽命的蓄電池[2]。塔上設備安裝附件眾多、連接線很長，在野外復雜環境下，非常容易出現故障。種種因素最終導致了傳統的監測設備可靠性低，需要經常性的維護，給運維部門帶來了額外的維護工作量。

2 基于微功耗的配電線路智能監測系統的研究

通常，基于微功耗的配電線路智能監測系統具備很多傳統系統不具備的優勢以及特點。

第一，通過對互感器的科學采用，讓其在高電位取能的新型電路技術，進一步實現了超低泄露以及高穩定性的儲能電路效果。儲能電路可以對超級電能進行科學的應用，同時在實際的拍攝期間，可以有效啟動升壓對攝像頭進行供電。

第二，在4G無線通信技術及組網設計層面，前端采集傳感器數據，通過4G無線網絡定時或者實時向后臺發送數據，并響應后臺的控制指令[3]。

第三，智能化圖像分析系統設計研究。現階段，應用比較廣泛的圖像前景與背景檢測方法具體包括三種類型，即幀間差分法、光流法以及基于背景模型。針對幀間差分法，具體應用過程中，主要是對視頻序列中相鄰圖像之間合理地開展差分操作，并科學地對相鄰圖像間的差異進行應用，合理且有效地進行檢測，不僅運行速度塊，而且計算量非常小。但是，一般這一方法不能夠完整地提取出目標的所有特征，容易使檢測結果產生空洞現象。針對光流法，主要是對運動目標隨時間推移所具有的光流特性進行利用，同時科學選擇位移向量光流場，合理地對物體輪廓進行跟蹤計算，實現對目標有效提取和跟蹤[4]。基于背景建模的方法是對視頻流進行實時地背景建模，將當前圖像與檢測出的背景圖像進行差分操作，保證可以有效地對前景物體進行科學分析。這種方法可以反映背景隨時間的動態變化，提供較完整的特征數據。

第四，溫度實時監測預警設計研究。溫度安全預警系統通過溫度傳感器獲取線路和金具的溫度信息，實現數據采集、數據存儲、溫度信息標準、溫度信息展示、系統報警、對比分析、統計報表以及短信提醒等功能。平臺提供對原始采集數據信息的查詢，并通過計算形成年、月、日的各種報表。監控平臺基于公司自主研發的軟件開發平臺，通過業務模塊的開發，實現系統的各個功能。該開發平臺，具有數據庫兼容功能和具有強大的數據分析功能，以便系統的運行可靠性和穩定性可以從根本上得到提升。

第五，地電位安裝等電位設備結構設計研究。在明確實際現狀的前提下，進一步參考配電線路故障指示器帶電安裝工具的結構，科學地進行優化設計，以達到重量輕、安裝便捷及安裝作業安全可靠的目的。

第六，后臺軟件功能設計，具體如表1所示。

表1 后臺軟件功能設計

3 基于微功耗的配電線路智能監測系統的應用推廣

實際發展過程中，基于地電位安裝的配電線路微功耗智能圖像溫度監測系統可應用于35 kV及以下配網線路的可視化監測。通常，配電線路智能監測系統的推廣途徑有兩種。一種是系統內，通過自行組建企業實體，進行產品開發或產業化生產[5]；另外一種是系統外有償轉讓，通過某種渠道或場所向企業有償轉讓科研成果和技術，企業獲得成果開發和技術使用權。

通常，在應用傳統輸電線路的監測設備的過程中，如果在高電壓環境下運行，那么空間內部就會存在較為強大的電磁干擾，對電源設備的穩定運行造成非常嚴重的影響。同時，電源設備所處的環境也較為惡劣。例如，在夏季，戶外高溫天氣較多，要求取能設備要通過嚴格的高低溫試驗[6]。此外，由于輸配電線路的架設環境具有一定的復雜性，所以難免會受到外力因素的影響和干擾，加劇輸配電線路出現故障的次數。合理地對配電線路智能監測系統進行推廣和應用，不僅會取得相對良好的效果，最大程度地避免不必要的故障以及問題，而且可以在一定程度上提升整體的經濟效益。例如，基于地電位安裝的配電線路微功耗智能圖像溫度監測系統，具有重量輕、攜帶方便及操作簡單的特點，節約了人工巡檢及安裝成本。同時，通過進一步對系統進行研究和分析，還可以保障配電網絡的正常、高效率運行，及時檢查發現配電線路周圍的潛在隱患，同時大幅度提高配網故障排查的工作效率，產生較大的間接經濟效益。

4 結 論

由于近年來國民經濟發展速度的不斷加快，對供電部門的電力供應質量也提出了更高的要求。因此，要想為人們提供一個相對良好的供電環境，保證社會可以朝著良好的方向發展和進步，應該主動迎合時代發展，強化對現代化科學技術的應用。同時，結合智能電網的發展，加大對智能化設備的使用力度，進而實現配電線路運行的可靠性。