[发明专利]一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统及方法，系统包括服务器及若干监测单元，监测单元包括：处理器，控制各模块；光敏模块，用于从多角度接收雷光信号，包括若干连接处理器的光敏元件；声音检测模块，连接处理器，用于接收雷声信号；通讯模块，连接处理器，用于和服务器发送及接收数据。通过若干监测单元的协同工作，记录雷光信号、方向及雷声信号，并最终通过处理器及服务器的处理实现雷电定位，准确率高，是实现短时间内多个雷电的定位的硬件基础。

技术领域

本发明涉及雷电监测领域，特别涉及一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统及方法。

背景技术

雷电的检测和定位一直是在许多领域受到广泛关注的问题，对电网的建设和维护也有着较大的影响，目前雷电定位系统主要采用基于雷电电磁信号的多站定位技术，该方法侧重于实现广域的雷电观测，对探测站的选址、安装以及通信存在较多限制。除了基于电磁信号的检测，现有技术还存在一部分基于声光信号检测的定位技术。

公开号 CN202886628U的实用新型涉及雷电监测领域，公开了一种基于声光电同步观测的雷电定位装置。通过由四个麦克风传感器组成的麦克风阵列，四个传感器安装在钢制支架上形成一个空间直角坐标系形状；光敏阵列是由八个雷电光信号探测器排列而成的圆形阵列，安装于麦克风阵列之上，用于探测雷电的光信号；数据处理模块包括数据处理软件部分和结果显示界面，用于分析数据采集模块预处理后的信号，以获得雷电定位信息并且为用户显示定位结果。

现有技术中采用声光方式定位的雷电监测装置虽然能够在一定程度上定位雷电发生区域，但当短时间内出现多次雷电时，会产生声光信号匹配混乱的问题，导致定位区域不准确。

发明内容

针对现有技术无法定位短时间内多次雷电的问题，本发明提供了一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统，能够从短时间内混乱的声信号及光信号中得出准确的雷电定位信息，弥补了现有技术的不足。

以下是本发明的技术方案。

一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统，包括服务器及若干监测单元，所述监测单元包括：处理器，控制各模块；光敏模块，用于从多角度接收雷光信号，包括若干连接处理器的光敏元件；声音检测模块，连接处理器，用于接收雷声信号；通讯模块，连接处理器，用于和服务器发送及接收数据。通过若干监测单元的协同工作，记录雷光信号、方向及雷声信号，并最终通过处理器及服务器的处理实现雷电定位，准确率高，是实现短时间内多个雷电的定位的硬件基础。

作为优选，还包括安装柱及设置在安装柱上的控制箱，所述安装柱固定于地面或建筑物，所述处理器、声音检测模块及通讯模块设置于控制箱内，所述光敏模块设置于安装柱上部。光敏模块需要较开阔的视野，其他模块均设置于控制箱内以延长使用寿命。

作为优选，所述光敏模块还包括支架，所述支架为中间开口的伞形结构，支架套设于安装柱上部，光敏元件排列于支架上表面，控制箱位于支架下方。支架上的若干光敏元件组成了全方位的检测角度，同时中间的安装柱挡住了每个光敏元件反向来光的直接照射，有利于降低干扰，每次雷电出现时，对比每个光敏元件接收的信号强度即可得出雷电所在的方向。

作为优选，还包括雨量计，所述雨量计设置于安装柱顶端。较多情况下雷电与降雨存在一定的相关性，因此雨量的监测能够一定程度作为参考数据。

技术方案还包括一种基于泛在电力物联网的雷电监测方法，运用于上述的一种基于泛在电力物联网的雷电监测系统，包括以下步骤：S01：当出现雷电时，光敏模块接收到雷光信号，处理器记录方向并标记起始时间，声音检测模块接收雷声信号，处理器标记到达时间；S02：根据雷电次数重复步骤S01，标记多组时间并记录雷电数；S03：计算每个起始时间与每个到达时间的时差，保留不高于预设值的时差；S04：通过声速及保留的时差计算出距离；S05：将雷电数、方向及距离通过通讯模块传输至服务器；S06：服务器根据若干监测单元传输的信息通过筛选得到雷电位置。