[发明专利]输电线路山火的同步卫星-地面联动的监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种输电线路山火的同步卫星‑地面联动的监测方法及系统，该方法包括：利用每一次同步卫星数据，使用卫星云检测算法检测云层位置；根据历史数据计算得到的云层位置信息，预测当前云层移动速度矢量，得到下一时刻云层位置，并提取下一时刻云层位置的边界；根据下一时刻云层位置的边界，利用地理信息系统识别下一时刻云层下方的地面监测装置；将下一时刻同步卫星的监测盲区内的地面监测装置启动，并将上一时刻监测盲区内已启动的地面监测装置关闭。本发明将同步卫星监测的地区地面监测装置关闭蓄能，确保云区下方地面监测装置有足够的电能开展监测，从而彻底消除同步卫星云区下方的监测盲区，提高输电线路小面积山火监测精度。

技术领域

本发明涉及电力系统防灾减灾技术领域，尤其涉及一种输电线路山火的同步卫星-地面联动的监测方法及系统。

背景技术

山火会造成输电线路周围空气间隙的绝缘损坏，导致跳闸。中国山火年均高达7万多处，特高压长南线和复奉线等重要线路多次因山火发生闭锁事故，单次损失负荷超过数百万千瓦，严重影响人们生产生活和社会稳定。输电线路山火与大面积森林火灾不同，主要发生在人为活动频繁的荆棘或灌木丛等非森林地带，具有面积小、点多面广的特点，且蔓延迅速，极易引发线路跳闸，导致供电中断。因此，电网大范围小面积山火监测实时性要求极高。

安装在输电线路杆塔上的山火地面监测装置实时性强，准确性高，但监测半径仅为1公里，而输电线路杆塔多达数百万基，装置无法全覆盖。同时，地面监测装置运行功率约为25W，即使在天气晴朗的夏天，其太阳能充电功率也仅15-20W，因此该装置无法长期持续运行；利用同步卫星监测山火方式，可同时监测全中国范围，且每隔10-15min接收一次同步卫星数据，有效克服了极轨卫星扫描范围有限、卫星过境时间间隔长的缺点。然而，同步卫星距离地面高达36000公里，信号较弱，受云层遮挡影响十分严重，因此在云层下方的山火通常无法发现。

发明内容

本发明提供了一种输电线路山火的同步卫星-地面联动的监测方法及系统，用以解决山火地面监测装置覆盖不全且无法长期持续运行，而同步卫星监测山火受云层遮挡导致火点漏报的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种输电线路山火的同步卫星-地面联动的监测方法，包括以下步骤：

云层识别：利用每一次同步卫星数据，使用卫星云检测算法检测云层位置；

云层位置预测：根据历史数据计算得到的云层位置信息，预测当前云层移动速度矢量，得到下一时刻云层位置，并提取下一时刻云层位置的边界；

盲区计算：根据下一时刻云层位置的边界，利用地理信息系统识别下一时刻云层下方的地面监测装置；

启停控制：将下一时刻同步卫星的监测盲区内的地面监测装置启动，并将上一时刻监测盲区内已启动的地面监测装置关闭。

优选地，预测当前云层移动速度矢量的计算公式如下：

其中，为T+1时刻速度矢量，当k从1至N-1取值时，代表从T时刻往前共N-1个相邻两时刻之间云层移动的平均速度矢量，w₁,w₁q,w₁q²,～w₁q^N-2为由等比数列构成的权重系数，q为公比。

优选地，公式(2)中，N为6～10，

优选地，云层位置计算包括根据当前云层移动速度矢量计算下一时刻的云层中心位置，计算公式如下：

其中，为T+1时刻云层中心的位置矢量，为T时刻的位置矢量，为T+1时刻速度矢量，t为同步卫星数据时间间隔。