[发明专利]基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统

摘要

本发明公开了基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，属于输电线路在线监测的层次化监控机制，尤其涉及多信息融合诊断方法。为克服输电线路状态监测信息海量传输的问题，减轻信道压力，本发明将诊断系统划分为本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三个层次，尽可能融合本层面的所有信息进行综合分析，利用各参量传感技术间的复用性对传感器的可靠性进行分析，大大减少了输电线路状态信息的失真度，能够全面的反映监测信息的全貌，同时实现远端监测中心方便的调度实时输电线路状态信息。

主权项

基于多参量融合的输电线路状态分级诊断系统，其特征在于，由层次化分级诊断系统和多信息融合诊断系统两部分组成；层次化分级诊断系统主要是将系统诊断划分为本地监测系统、数据处理及通讯系统和监测中心三个层次，1)各部件的构成本地监测系统由CCD高速摄像头、在线监测模块、监测预警单元组成；在线监测模块由传感单元、信号处理特征提取单元、本地诊断单元和本地监测子系统组成；传感单元由倾角传感器、加速度传感器、拉力传感器、温度传感器、气象传感器、精密电流传感器、红外热像传感器、振动传感器、电位传感器、电流传感器和可见光图像传感器组成；本地诊断单元由专家系统和知识库两部分构成；本地监测子系统包括覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集系统；数据处理及通讯系统由数据缓冲区一、数据缓冲区二、数据缓冲区三、数据处理及通讯单元和监控单元组成；数据处理及通讯单元设有端口I、端口II、端口III和端口IV，监控单元设有端口I、端口II、端口III和端口IV；2)各部件的连接关系CCD高速摄像头一端与监控单元的端口I相连，另一端与数据缓冲区二的一端相连；在线监测模块一端与监控单元的端口II相连，另一端与数据缓冲区三的一端相连；监测预警单元一端与监控单元的端口IV相连，另一端与数据缓冲区一的一端相连；数据缓冲区一，数据缓冲区二，数据缓冲区三分别与数据处理及通讯单元的端口I、端口II、端口III相连；数据处理及通讯单元的端口IV与监控单元的端口III相连；在线监测模块中的传感单元中各传感器分别与信号处理特征提取单元相连；信号处理特征提取单元与本地诊断单元相连，具体与其中专家系统部分和知识库部分的一端相连；本地诊断单元的另一端分别和本地监测子系统的覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛和实时数据搜集的一端相连；本地监测子系统与数据处理及通讯系统相连，具体与其中的数据缓冲区三相连；数据处理及通讯系统和监测中心通过高速网络接口连接；3)各部件的作用监控单元控制CCD高速摄像头拍摄取证，其将所拍摄的信息传送至数据缓冲区二；在线监测模块接到监控单元命令后开始工作，将所采集数据传送至数据缓冲区三；监测预警单元收到数据处理及通讯系统发送的预警信息后，即发送警报到监控单元；数据缓冲区一，数据缓冲区二，数据缓冲区三将数据处理及通讯系统所需的数据传送至数据处理及通讯单元；在线监测模块中的传感单元中各传感器为信号处理特征提取单元提供状态本地监测系统所需原始数据；本地诊断单元分析所有状态信息后，将数据传送至本地监测子系统，完成覆冰监测、舞动监测、污秽监测、微气象监测、雷击识别、防汛以及实时数据搜集；本地监测子系统经数据缓冲区三传输数据给处理及通讯系统；多信息融合诊断系统主要由特征向量、传感向量、传感器‑特征量关联矩阵、数据分析模块、传感器可靠性分析模块、数据融合分析模块和特征量提取模块组成；1)各部件的构成特征向量由N个特征量组成；传感向量由N个传感量组成；传感器‑特征量关联矩阵设有N+2个端口；数据分析模块设有端口I、端口II、端口III；数据融合分析模块设有端口I、端口II、端口III和端口IV；2)各部件的连接关系特征向量与传感向量交叉互连；传感向量与传感器‑特征量关联矩阵相连；传感器‑特征量关联矩阵的一端与数据分析模块的端口I相连，另一端与数据融合分析模块的端口I相连；数据分析模块的端口III和数据融合分析模块的端口II相连；传感器可靠性分析模块的一端与数据分析模块的端口II相连、另一端与数据融合分析模块的端口III相连；数据融合分析模块的端口IV与与特征量提取模块的一端相连；特征量提取模块的另一端与本地监测系统相连；3)各部件的作用特征向量与传感向量形成传感器‑特征量关联矩阵；再经数据分析模块进行数据分析，接着经传感器可靠性分析模块进行传感器可靠性分析，然后由数据融合分析模块基于传感器可靠性的多信息数据融合分析，随即由特征量提取模块提取特征量，最后上传至本地监测系统进行相应对比；多信息融合诊断系统利用输电线路各状态量监测用传感器复用的特点，响应本地监测系统1上传的预警信息，并综合所有传感监测信息进行诊断。