[发明专利]基于改进SOM网络的铁塔远程监测和故障诊断系统

说明书

一种基于改进SOM网络的铁塔远程监测和故障诊断系统，包括多个铁塔系统、多个远程运输站和控制室，所述铁塔系统通过近距离无线传输设备连接附近的远程运输站，多个远程运输站采用远距离无线传输设备与控制室相连；所述铁塔系统包括多个传感器、太阳能电池板、蓄电池和末端采集装置，传感器包括应力传感器和位移传感器，负责采集铁塔各个节点应力或位移信号，并将信号通过有线传输的方式送到末端采集装置，太阳能电池板与蓄电池负责供给装置用电。本发明提高了系统的性能。

技术领域

本发明属于远程监控与故障监测领域，涉及一种基于改进SOM网络的铁塔远程监测和故障诊断系统。

背景技术

自1879年以后，我国开始了输电线路的建设。输电线路铁塔作为输电线路的一个重要部分，其安全直接关系到电网供电的可靠性，影响着国家的生产建设，社会生活秩序甚至生命财产安全。我国幅员辽阔，连接电源端与用户端的输电线路往往需跨越多种复杂气象条件区域，因此多种自然环境与气象荷载对线路铁塔安全稳定性构成极大的威胁。随着近年来国家电网装机容量、电压等级不断提高，输电铁塔朝着高耸、大跨越及特高压方向的不断发展，这对铁塔可靠性、经济性提出了更高的要求。

智能电网与物联网的相互渗透和深度融合是信息通信技术发展到一定阶段的必然结果，它能有效的整合通信基础设施资源和电力基础设施资源，提高电信化水平，改善现有电力基础设施利用效率。目前，物联网在各个领域中应用广泛，但是对电力铁塔的安全性研究只是在设计阶段考虑地震、雷击、覆冰等因素的作用，对已建成的输电塔的安全性检测和健康评价并没有制定相应的标准和制度，也没有成熟的检测措施及健康评估方案。

发明内容

为了实现电力铁塔的运行状态和能效智能评估和诊断以及故障预警的在线实时监测和智能管理，本发明提供了一种基于改进SOM网络的铁塔远程监测和故障诊断系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于改进SOM网络的铁塔远程监测和故障诊断系统，包括多个铁塔系统、多个远程运输站和控制室，所述铁塔系统通过近距离无线传输设备连接附近的远程运输站，多个远程运输站采用远距离无线传输设备与控制室相连；

所述铁塔系统包括多个传感器、太阳能电池板、蓄电池和末端采集装置，传感器包括应力传感器和位移传感器，负责采集铁塔各个节点应力或位移信号，并将信号通过有线传输的方式送到末端采集装置，太阳能电池板与蓄电池负责供给装置用电。

进一步，铁塔内采集到的信号运输到附近的远程运输站转化为5G信号后传输到控制室内进行处理。

再进一步，所述铁塔系统每隔5分钟采集一次信号，若采集得到的信号经识别为异常信号，则系统将会处于激活状态，处于激活状态的系统将会每隔一秒采集一次信号；若信号恢复正常，则设备采集时间也会恢复至5分钟，反之，设备将会报警。

所述的远程运输站包括电源模块、数据采集模块、数据存储模块和近距离无线传输模块，近距离无线传输模块将电信号处理成5G信号以便传输，电源模块负责整个运输站的供电，数据采集和存储模块分别对系统信号进行采集和存储。

所述的控制室包括数据库、监测中心和专家中心，所述监测中心将各个远程运输站的系统接收、降噪、滤波一系列处理，送入专家中心；专家中心结合大量的数据进行推理，判断铁塔运行状态，实现对各个输电铁塔的实时监控。

所述专家中心采用改进型SOM自组织特征映射网络，采用一种变学习率计算，且网络的初始权值通过K-Means聚类算法确定。

进一步，所述专家中心的处理过程为：

(1)信号处理