基于微功耗的配电线路智能监测系统的研究与应用推广

卢纯义，姚 侃，蔡 灏，周永红

（浙江捷安工程有限公司，浙江 兰溪 321100）

0 引 言

实际发展过程中，国网企业为了最大程度地提升输配电网运行安全性、可靠性以及稳定性，强化了人力、物力以及资金的投入，并在具体工作阶段，强化了对线路的检查和维护。针对比较偏远的地区，进一步加大了对现代化先进技术的应用。随着现代化技术水平的不断提升，输电线路在线监测技术的应用以及发展也变得越来越好。因此，为了能够最大限度地对输配网运行效果进行提高，应该在明确实际情况的基础上，加大对配电线路智能监测系统的研究力度，合理地进行应用。

1 传统输电线路远程监控设备存在的不足

现阶段，虽然在输电线路远程监控层面，相关部门加大了对现代化技术的应用，力求可以有效地对监控水平进行提升，保证输电线路运行可靠性和安全性。但是，由于受到一些主观因素以及客观因素的影响和干扰，使得传统输电线路远程监控设备的应用受到了很大限制。

第一，监控区域受限。常用的监测用枪机，一般用来监视通道情况，镜头无法缩放和旋转；球机虽然具备云台，可以各方向旋转监控，但在实际使用过程中，现场电源根本无法满足球机不间断巡视的功耗要求，所以常常只能固定在某个方位监控，最终效果与枪机差不多，对后方、侧方的危险行为无法察觉，无法达到监测效果[1]。

第二，主动预警能力较差。比较专业的视频分析系统大多是集成在监控后台上，通信出现中断时便无法实现预警功能，且消耗流量大。目前，球机大多采用自身的移动侦测等手段进行防外破分析，因此球机自身在转动时会出现误报，效果比较差。

第三，可靠性低。太阳能电池板长期在户外工作，容易出现积灰、破损等情况。由于太阳能供电能量有限，而设备功耗要求高，使得蓄电池几乎每天都会进行一次充放电循环，需要频繁更换达到使用寿命的蓄电池[2]。塔上设备安装附件众多、连接线很长，在野外复杂环境下，非常容易出现故障。种种因素最终导致了传统的监测设备可靠性低，需要经常性的维护，给运维部门带来了额外的维护工作量。

2 基于微功耗的配电线路智能监测系统的研究

通常，基于微功耗的配电线路智能监测系统具备很多传统系统不具备的优势以及特点。

第一，通过对互感器的科学采用，让其在高电位取能的新型电路技术，进一步实现了超低泄露以及高稳定性的储能电路效果。储能电路可以对超级电能进行科学的应用，同时在实际的拍摄期间，可以有效启动升压对摄像头进行供电。

第二，在4G无线通信技术及组网设计层面，前端采集传感器数据，通过4G无线网络定时或者实时向后台发送数据，并响应后台的控制指令[3]。

第三，智能化图像分析系统设计研究。现阶段，应用比较广泛的图像前景与背景检测方法具体包括三种类型，即帧间差分法、光流法以及基于背景模型。针对帧间差分法，具体应用过程中，主要是对视频序列中相邻图像之间合理地开展差分操作，并科学地对相邻图像间的差异进行应用，合理且有效地进行检测，不仅运行速度块，而且计算量非常小。但是，一般这一方法不能够完整地提取出目标的所有特征，容易使检测结果产生空洞现象。针对光流法，主要是对运动目标随时间推移所具有的光流特性进行利用，同时科学选择位移向量光流场，合理地对物体轮廓进行跟踪计算，实现对目标有效提取和跟踪[4]。基于背景建模的方法是对视频流进行实时地背景建模，将当前图像与检测出的背景图像进行差分操作，保证可以有效地对前景物体进行科学分析。这种方法可以反映背景随时间的动态变化，提供较完整的特征数据。

第四，温度实时监测预警设计研究。温度安全预警系统通过温度传感器获取线路和金具的温度信息，实现数据采集、数据存储、温度信息标准、温度信息展示、系统报警、对比分析、统计报表以及短信提醒等功能。平台提供对原始采集数据信息的查询，并通过计算形成年、月、日的各种报表。监控平台基于公司自主研发的软件开发平台，通过业务模块的开发，实现系统的各个功能。该开发平台，具有数据库兼容功能和具有强大的数据分析功能，以便系统的运行可靠性和稳定性可以从根本上得到提升。

第五，地电位安装等电位设备结构设计研究。在明确实际现状的前提下，进一步参考配电线路故障指示器带电安装工具的结构，科学地进行优化设计，以达到重量轻、安装便捷及安装作业安全可靠的目的。

第六，后台软件功能设计，具体如表1所示。

表1 后台软件功能设计

3 基于微功耗的配电线路智能监测系统的应用推广

实际发展过程中，基于地电位安装的配电线路微功耗智能图像温度监测系统可应用于35 kV及以下配网线路的可视化监测。通常，配电线路智能监测系统的推广途径有两种。一种是系统内，通过自行组建企业实体，进行产品开发或产业化生产[5]；另外一种是系统外有偿转让，通过某种渠道或场所向企业有偿转让科研成果和技术，企业获得成果开发和技术使用权。

通常，在应用传统输电线路的监测设备的过程中，如果在高电压环境下运行，那么空间内部就会存在较为强大的电磁干扰，对电源设备的稳定运行造成非常严重的影响。同时，电源设备所处的环境也较为恶劣。例如，在夏季，户外高温天气较多，要求取能设备要通过严格的高低温试验[6]。此外，由于输配电线路的架设环境具有一定的复杂性，所以难免会受到外力因素的影响和干扰，加剧输配电线路出现故障的次数。合理地对配电线路智能监测系统进行推广和应用，不仅会取得相对良好的效果，最大程度地避免不必要的故障以及问题，而且可以在一定程度上提升整体的经济效益。例如，基于地电位安装的配电线路微功耗智能图像温度监测系统，具有重量轻、携带方便及操作简单的特点，节约了人工巡检及安装成本。同时，通过进一步对系统进行研究和分析，还可以保障配电网络的正常、高效率运行，及时检查发现配电线路周围的潜在隐患，同时大幅度提高配网故障排查的工作效率，产生较大的间接经济效益。

4 结 论

由于近年来国民经济发展速度的不断加快，对供电部门的电力供应质量也提出了更高的要求。因此，要想为人们提供一个相对良好的供电环境，保证社会可以朝着良好的方向发展和进步，应该主动迎合时代发展，强化对现代化科学技术的应用。同时，结合智能电网的发展，加大对智能化设备的使用力度，进而实现配电线路运行的可靠性。