基于無線定位技術的變電現場實時定位裝置設計

孫若峰 楊建榮

摘要：針對當前變電現場管控精度受被監測對象定位誤差較大影響問題，引入無線定位技術，開展變電現場實時定位裝置設計研究。通過變電現場實時定位裝置結構搭建、基于無線定位技術的電子身份識別、定位、跟蹤基礎功能完善，設計一種全新的定位裝置。通過實驗證明，設計的定位裝置應用于實際可有效減小定位偏差，提高定位精度，為變電現場管控精細化發展提供條件。

關鍵詞：無線定位技術;變電現場;定時裝置;管控精度;

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A

0引言

在電力系統當中，變電站是一個十分重要的組成部分，其在實際應用中具體的作用是通過對電壓等級的合理調整，完成對電能的輸送，并通過變壓器裝置，實現對電力系統當中各個等級電壓電網之間的連接。傳統變電現場檢查是通過工作人員巡查的方式針對各個生產設備進行查驗。由于大多數的設備在運行過程中都帶有極強的電力，因此在巡查過程中，電力人員的安全很難得到有效保障[1]。為了能夠提高電力人員的安全，相關領域研究人員針對變電現場的無人安全監測進行了深入的研究，并提出了可實現遠程操作的定位裝置，以此在確保電力人員人身安全的同時，實現對變電現場的無人化管理[2]。但由于變電現場環境當中仍然存在復雜因素，因此定時裝置在應用時常常會受到干擾，使最終定位結果與實際存在較大誤差，進而影響到監管精度。為了解決這一問題，本文在引入無線定位技術的基礎上，開展對變電現場實時定位裝置的設計研究。

1基于無線定位技術的變電現場實時定位裝置設計

1.1變電現場實時定位裝置結構搭建

為實現對變電現場的實時定位，在變電站內安裝定位傳感器和后臺主機，結合無線定位技術，為其配置足量的電子身份識別卡。同時，為實現裝置與巡維中心之間各項監測數據的實時傳輸，在巡維中心內部建立遠程監控主站。除此之外，在定位裝置整體結構當中，還包含其他移動設備，利用移動設備完成對移動軌跡信息的獲取和記錄[3]。在巡維中心需要完成對各類數據的實時傳輸并將其進行統一存儲，方便后續變電現場管理需要，為其提供更可靠的數據條件。圖1為變電現場實時定位裝置結構搭建示意圖。

基于上述搭建的變電現場實時定位裝置結構，通過在監測范圍內安裝節點構成一個無線傳感器網絡，利用該網絡實現對區域內變電現場的實時監測。考慮到裝置的研發條件，可選用低成本小型或微型傳感器。

1.2基于無線定位技術的電子身份識別

為確保本文提出的實時定位裝置具有對電子身份的識別能力，引入無線定位技術，通過無線通信信號找出特定運行設備或人員，并實現對其相關信息的寫入和讀取。在這一過程中，不需要裝置與目標之間產生機械或光學上的接觸[4]。通過無線定位技術對無線電頻率的電磁場進行解調，將所有數據信息從安裝在目標上的標簽輸出，以此實現對被跟蹤設備的自動識別。除此之外，針對部分電子標簽而言，在對其進行識別的過程中，也可以通過識別裝置發出的電磁場實現對其內部能量的獲取，并且不需要為其提供額外的電源，提高本文定位裝置的應用適應性。

1.3定位、跟蹤基礎功能完善

通過上述變電現場實時定位裝置結構搭建，完成對無線傳感器網絡的搭建。考慮到傳感器節點位置準確定位對被測目標位置定位信息的準確性影響，需要在確保節點自身定位準確后，確定被監測目標對象位置的準確性。針對這一功能，可通過兩個及以上傳感器節點相互配合的方式實現。在對目標位置進行測定時，可引入TDOA定位算法，利用時間層面上的差值實現對位置定位。針對被測目標的距離進行測量，根據其與監測點之間的距離，定位被測目標信號位置[5]。同時，在上述電子身份識別的基礎上，通過為變電現場每一位工作人員配備電子身份識別卡，實現對其基本信息的獲取，同時在現場各個區域門禁位置，都需要由工作人員完成對電子身份識別卡的掃描，以此不僅可以確保各個區域的安全，避免沒有權限的工作人員或其他人員進入，同時也能夠實現針對一名工作人員的軌跡跟蹤，明確其所在區域以及行進軌跡。

2對比分析

通過上述論述，從理論方面實現了對定位裝置的設計，為了進一步驗證這一裝置的應用效果，以選擇以某電力企業為例，通過對比的方式實現對本文定位裝置應用性能的檢驗。為確保實驗結果具有可比較性，選擇將本文提出的基于無線定位技術的定位裝置作為實驗組，將傳統基于Hough變換的定位裝置作為對照組，針對兩種裝置在運行過程中的性能參數進行對比，以此實現對其應用效果的檢驗。選擇將裝置的定位精度作為評價指標，針對兩種裝置的定位結果與實際被監測對象的位置進行對比，計算二者之間的偏差，以此得到定位偏差結果，其表達式為：

公式（1）中，表示為橫軸定位偏差;表示為縱軸定位偏差;表示為被測對象實際橫軸坐標;表示為被測對象實際縱軸坐標;表示為裝置定位結果中的橫軸坐標;表示為裝置定位結果中的縱軸坐標。根據上述公式，計算得出兩種裝置的定位偏差結果，并將結果繪制成表1。

結合表1中的數據可以看出，實驗組的值和值明顯低于對照組，說明本文提出的基于無線定位技術的定位裝置在實際應用到變電現場環境當中，可實現對被監測對象的更高精度定位。

3結束語

通過本文上述論述研究，在傳統變電現場監管方式存在問題進行充分分析的基礎上，引入無線定位技術，提出一種全新的實時定位裝置，并結合實驗驗證了該裝置的應用優勢。同時，將本文提出的定位裝置應用到真實變電現場管控環節當中，可以實現越限報警、自動提示等功能，提高安全管理效能，節省人力成本，降低事故風險。

參考文獻

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