[发明专利]线状高压输电线路在线监测多级网络组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于对长距离无人值守的高压输电线路上导线和杆塔的物理状态进行实时监测的线状高压输电线路在线监测多级网络组网方法，更具体地说是采用基于无线传输的温度、湿度、加速度和视频等传感器，对高压输电线路中的导线摆动、覆冰及杆塔的微倾斜程度进行测定，并通过多级网络将数据传递到数据的汇集点。

背景技术

输电线路是电力系统的重要组成部分，保证输电线路的正常运行是整个电网安全运行的前提和保障。随着电网容量的不断扩大，对输电线路的检测越来越困难，需要大量的人力，这种情况下，输电线路的运行状态和故障隐患的不可知性与大电网安全稳定运行的矛盾日趋突出。目前主要的在线监测技术现有的解决方案通常使用移动通信网(CDMA/GPRS) 进行远程接入，但这种方法存在如下问题：

1、完全依赖移动通信网。

2、难以实现多参数、全方位监控，可扩展性差。受移动通信网接入的限制，通常一个接入点只能监测一种或一类参数，如微风振动监测系统。如果要监测多个参数就需要增加接入点数目，随着监测规模的增加，后端监控的实现复杂，可扩展性差。

3、有额外的运行费用。移动通信网有网络使用费，尽管按流量收费且价格呈下降趋势，但是大规模、长时间的使用，费用仍相当可观。

4、传输速率受限。移动通信网的有效传输速率只有几十到一百多kb/s，难以满足高清晰图片、视频的传输需求。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种线状高压输电线路在线监测多级网络组网方法，由高压输电线路上的OPGW光纤作为数据传输主通道形成的OPGW主干网、各WiFi接入网和各ZigBee中继网构成，以解决现有方法存在的通信成本较高和工作不可靠的问题，增加系统的可扩展性，减少通信费用并提高传输速率以满足图片、视频传输要求。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明线状高压输电线路在线监测多级网络组网方法的特点是：所述多级网络由高压输电线路上的OPGW光纤作为数据传输主通道形成的OPGW光纤主干网、各WiFi接入网和各ZigBee中继网构成；所述各WiFi接入网中的多个相邻的WiFi接入网通过对等组网形成对等的通信子网，所述通信子网通过边界路由与其它通信子网交换所述WiFi接入网的数据； 以任意一个WiFi接入网与多个ZigBee中继网组成星状网，各ZigBee中继网接收多个传感器节点采集的数据，并发送到与所述ZigBee中继网形成星状网的WiFi接入网；所述各传感器节点以单向广播的形式向所述ZigBee中继网传送采集数据；在所述各ZigBee中继网之间没有数据通信。

本发明线状高压输电线路在线监测多级网络组网方法的特点也在于：

所述的OPGW光纤主干网采用双芯光纤的方式；所述OPGW光纤主干网以总线方式互连，在所述OPGW光纤主干网中每隔15公里接入一台光纤网关。

所述通信子网中的WiFi接入网将ZigBee中继网发送来的数据转发至邻近光纤网关的WiFi接入网；如果在所述的通信子网通信范围内没有光纤网关，则发送数据的WiFi接入网通过所述各通信子网的边界路由，将数据发送至邻近任意一个光纤网关的WiFi接入网，并由该WiFi接入网将数据传送至光纤网关；所述光纤网关用于WiFi协议与光通信协议之间的转换，并转发所述OPGW主干网中其它光纤网关的数据。

以所述ZigBee中继网中的ZigBee中继器进行WiFi接入网与ZigBee中继网之间的协议转换。

在由一个WiFi接入网和多个ZigBee中继网组成的星状网中，所述WiFi接入网对于ZigBee中继网是以寻址的方式进行操作。

所述各传感器节点连续采集电网运行状态相关数据，当采集的数据值超出门限区间时，传感器节点的发射装置开始传输数据，直到采集的数据值恢复到门限区间内时，传感器节点的发射装置停止传输数据。

所述传感器节点的发射装置是以额定增益广播采集数据，并采用CSMA/CA协议进行数据传输。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明融合了无线传感器技术、WiFi组网技术和光纤通信技术，以输电线路上导线和杆塔的的物理环境参数为监测对象，通过Zigbee通信组网、WiFi通信组网以及OPGW光纤主干网络多级组网，实现数据通信。

2、本发明由于使用WiFi和Zigbee的组网方案，较容易实现多参数、全方位监控，并且扩展性非常灵活。由于摆脱了移动通信网接入的限制，一个接入点可以监测多种或几类参数。