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摘要：输电线路是智能电网建设的关键和电能输送的纽带，一旦发生运行障碍，就会造成区域电力系统的崩溃，导致严重的电网事故，所以输电在线监测技术是提高电网安全运行和输送能力的必然要求。文章概述了输电线路在线监测技术机理，提出了智能输电线路监测系统的建设要求，进一步分析了智能输电线路监测系统及其功能，最后分析了智能電网输电线路在线监测技术发展趋势。
关键词：智能电网;输电线路;在线监测技术
输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术，是实现状态监测、状态检修的重要手段，状态检修的实现与否很大程度取决于在线监测技术的成功与否。美国是最早研究与使用该技术的国家，随着我国科学技术的发展，该技术也已逐渐广泛运用于我国电力系统中。
1、输电线路在线监测技术机理
输电线路在线监测系统主要是由各种前端监测装置和系统前站组成，其中系统前端有输电线路运行状况监测和显示中心，实现对前端监测到的信息的统计、分析、处理、查询和控制等作用。前端监测装置是输电线路的各种远端监测、近端监测和控制装置，例如数据采集终端、数据终端单元和各类传感器等。输电线路在线监测系统具有高度集成性、可以实现采集、处理和传输数据的作用。通过设计前端监测装置来全天候和全方位的监测输电线路本省和周边环境的状况，并进行采集和处理监测数据，利用 4G 无线网络将处理的数据传输到后天监控主站对数据进行存储、分析、显示，及时发现并处理输电线路的故障，保持输电线路的运行状态，从而提高输电线路的稳定性和可靠性，实现对输电线路的可控、在线控制、智能控制。
2、智能输电线路监测系统的建设要求
采用智能输电线路监测系统可实现输电线路多种监测信息的统一管理，可集中显示输电线路设备的运营情况;构建智能决策系统后，可利用环境监测数据正确地判断输电线路的运行状况，在线路故障前及时预警，从而为生产决策提供支持和调度提供信息来源。通过统计和分析输电线路监测数据，可为电力系统的规划设计公司、科研人员提供数据信息支持。因此，监测系统必须满足可靠性、扩展性、交互性、扩展性、规范性和扩展性要求，从而更好地对输电线路监测数据进行统计和分析。
3、智能输电线路监测系统及其功能分析
3.1 监测系统
监测系统由中央控制器、数据采集卡、电源控制器、数据存储单元、通信模块、时钟芯片等部分组成，可实时监测输电线路。运行参数主要有输电线路导线的运行温度、导线风偏程度、绝缘子污秽程度、输电线路走廊气象条件信息等。
3.2 监测数据的图形显示技术
在线监测系统借助传感器将采集到的信号通过数据采集卡送入中央控制器，并利用传感器收集温度、湿度、雨量和振动等方面的环境变量。中央控制器可按照通信协议，通过传送器将信息传送至远方监控中心，从而将数据存于不易丢失的大容量闪存中。监测系统可利用监控中心发出的控制信号，执行数据采集、修改分机釆样时间等操作。监测系统的大屏幕具有显示功能，在输电线路勘测数据的基础上运行，可将输电线路和电气设备按其实际地理位置展示在地理背景屏幕上，形成输电线路走廊、架空线路、金具等设备的二维、三维图像，还可形成直观的虚拟现场，表现输电线路的故障情况，这有利于测距定位。此外，还可以为输电线路的可视化仿真、设备评估、灾害预警提供可视化平台。利用直观化的方法，可以及时、快速地显示发生故障的输电线路及其地理位置信息，以方便实施设备维护操作指令。
3.3 专家库决策技术
借助专家库可查看输电线路监测的知识库、监测算法的模型库、设备检修的方案库、状态的评估结果等，还可以交互查询数据、图形和表格等信息。
3.4 输电线路监测预警技术
采用该技术可综合分析各个监测子系统的监测数据、在线或离线数据、电气设备的基础数据，还可分析设备故障的临界条件，在故障即将发生的情况下，准时告知线路检修人员
排查故障。一旦监测系统中的气象系统检测到风暴、雨、雪等天气情况时，会分析其发生的地域、时间，并发出预警信息，告知线路运行单位制订灾害预防方案，从而减小灾害对线路的损坏。
3.5 其他辅助技术
在构建三维输电线路场景后，搭建输路监测系统的教育学习平台，并借助输电线路监测工作中的视频画面、PPT、培训资料等内容开展教学;统一管理输电线路的设计数据、图纸和输变电工程设备档案资料等，并有效处理数字档案。
4、智能电网输电线路在线监测技术发展趋势
输电线路在线监测技术的应用，一方面可逐步取代传统的人工巡检，通过对输电线路的实时监测，充分掌握线路运行状态和气象条件，将污闪、覆冰、微风振动以及设备自身故障等事故消除在萌芽状态;另一方面可全面收集和积累线路运行及气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础数据。输电线路在线监测技术已经成为智能输电线路的关键技术之一，其未来主要发展方向如下：
4.1提高实用性
目前逐步形成主流实用的在线监测技术，如覆冰、气象、图像/视频、微风振动等监测技术还需要进一步完善。随着科技进步和一些关键技术突破，一些高科技手段有可能应用到输电线路在线监测领域，如线路巡线机器人、无人巡线飞机等。
4.2 CMD的智能化与集成化
目前 CMD主要完成信息的采集与传输，数据分析与计算功能通过后台 CAG来实现。未来数据采集、分析、计算、预警等模块将会逐步嵌入到 CMD中;CMA经过几次功能缩减，现在仅完成数据协议转换和数据加密功能，这部分功能完全可嵌入到 CMD。如果再出台 CMD与传感器之间的通信规约，则可实现 CMD功能的智能化与集成化。
4.3输电线路状态评价技术发展
在线监测技术要成为运行维护的有效手段，就必须大力发展基于在线监测技术的状态评价技术。国家电网公司以及省电力公司大多已成立了输变电设备状态评价中心，将重点进行这方面的研究工作。同时，有些骨干企业，例如西安金源电气股份有限公司，也逐步建立 了数据分析与状态评价中心，开展了有关状态评价方面的研究与应用工作。
5、结束语
输电线路在线监测技术在国家电网公司和南方电网公司中得到大量应用，部分监测系统在某些省电力公司的某些电压等级的设备已经普遍推广使用，如输电线路覆冰、导线测温、图像监测、杆塔倾斜等，并取得一定的效果。输电线路在线监测技术逐步成为电网抵御自然灾害、人为因素和本体故障的有效手段。
参考文献：
[1] 李立浧，阳林，郝艳捧.架空输电线路在线监测技术评述[J].电网技术，2012（02）.
[2] 黄新波，张晓伟，李国倡等.输电线路在线监测技术在青藏联网工程中的应用[j].高电压技术，2013，39 （5）：1081-1088.
[3] 李鹏，黄新波，赵隆，等.智能输电线路状态监测代理的研究与设计[J].中国电机工程学报，2013，33（16）.
关键词：智能电网;输电线路;在线监测技术
输电线路在线监测技术是指直接安装在线路设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术，是实现状态监测、状态检修的重要手段，状态检修的实现与否很大程度取决于在线监测技术的成功与否。美国是最早研究与使用该技术的国家，随着我国科学技术的发展，该技术也已逐渐广泛运用于我国电力系统中。
1、输电线路在线监测技术机理
输电线路在线监测系统主要是由各种前端监测装置和系统前站组成，其中系统前端有输电线路运行状况监测和显示中心，实现对前端监测到的信息的统计、分析、处理、查询和控制等作用。前端监测装置是输电线路的各种远端监测、近端监测和控制装置，例如数据采集终端、数据终端单元和各类传感器等。输电线路在线监测系统具有高度集成性、可以实现采集、处理和传输数据的作用。通过设计前端监测装置来全天候和全方位的监测输电线路本省和周边环境的状况，并进行采集和处理监测数据，利用 4G 无线网络将处理的数据传输到后天监控主站对数据进行存储、分析、显示，及时发现并处理输电线路的故障，保持输电线路的运行状态，从而提高输电线路的稳定性和可靠性，实现对输电线路的可控、在线控制、智能控制。
2、智能输电线路监测系统的建设要求
采用智能输电线路监测系统可实现输电线路多种监测信息的统一管理，可集中显示输电线路设备的运营情况;构建智能决策系统后，可利用环境监测数据正确地判断输电线路的运行状况，在线路故障前及时预警，从而为生产决策提供支持和调度提供信息来源。通过统计和分析输电线路监测数据，可为电力系统的规划设计公司、科研人员提供数据信息支持。因此，监测系统必须满足可靠性、扩展性、交互性、扩展性、规范性和扩展性要求，从而更好地对输电线路监测数据进行统计和分析。
3、智能输电线路监测系统及其功能分析
3.1 监测系统
监测系统由中央控制器、数据采集卡、电源控制器、数据存储单元、通信模块、时钟芯片等部分组成，可实时监测输电线路。运行参数主要有输电线路导线的运行温度、导线风偏程度、绝缘子污秽程度、输电线路走廊气象条件信息等。
3.2 监测数据的图形显示技术
在线监测系统借助传感器将采集到的信号通过数据采集卡送入中央控制器，并利用传感器收集温度、湿度、雨量和振动等方面的环境变量。中央控制器可按照通信协议，通过传送器将信息传送至远方监控中心，从而将数据存于不易丢失的大容量闪存中。监测系统可利用监控中心发出的控制信号，执行数据采集、修改分机釆样时间等操作。监测系统的大屏幕具有显示功能，在输电线路勘测数据的基础上运行，可将输电线路和电气设备按其实际地理位置展示在地理背景屏幕上，形成输电线路走廊、架空线路、金具等设备的二维、三维图像，还可形成直观的虚拟现场，表现输电线路的故障情况，这有利于测距定位。此外，还可以为输电线路的可视化仿真、设备评估、灾害预警提供可视化平台。利用直观化的方法，可以及时、快速地显示发生故障的输电线路及其地理位置信息，以方便实施设备维护操作指令。
3.3 专家库决策技术
借助专家库可查看输电线路监测的知识库、监测算法的模型库、设备检修的方案库、状态的评估结果等，还可以交互查询数据、图形和表格等信息。
3.4 输电线路监测预警技术
采用该技术可综合分析各个监测子系统的监测数据、在线或离线数据、电气设备的基础数据，还可分析设备故障的临界条件，在故障即将发生的情况下，准时告知线路检修人员
排查故障。一旦监测系统中的气象系统检测到风暴、雨、雪等天气情况时，会分析其发生的地域、时间，并发出预警信息，告知线路运行单位制订灾害预防方案，从而减小灾害对线路的损坏。
3.5 其他辅助技术
在构建三维输电线路场景后，搭建输路监测系统的教育学习平台，并借助输电线路监测工作中的视频画面、PPT、培训资料等内容开展教学;统一管理输电线路的设计数据、图纸和输变电工程设备档案资料等，并有效处理数字档案。
4、智能电网输电线路在线监测技术发展趋势
输电线路在线监测技术的应用，一方面可逐步取代传统的人工巡检，通过对输电线路的实时监测，充分掌握线路运行状态和气象条件，将污闪、覆冰、微风振动以及设备自身故障等事故消除在萌芽状态;另一方面可全面收集和积累线路运行及气象资料，为输电线路设计、运行维护提供基础数据。输电线路在线监测技术已经成为智能输电线路的关键技术之一，其未来主要发展方向如下：
4.1提高实用性
目前逐步形成主流实用的在线监测技术，如覆冰、气象、图像/视频、微风振动等监测技术还需要进一步完善。随着科技进步和一些关键技术突破，一些高科技手段有可能应用到输电线路在线监测领域，如线路巡线机器人、无人巡线飞机等。
4.2 CMD的智能化与集成化
目前 CMD主要完成信息的采集与传输，数据分析与计算功能通过后台 CAG来实现。未来数据采集、分析、计算、预警等模块将会逐步嵌入到 CMD中;CMA经过几次功能缩减，现在仅完成数据协议转换和数据加密功能，这部分功能完全可嵌入到 CMD。如果再出台 CMD与传感器之间的通信规约，则可实现 CMD功能的智能化与集成化。
4.3输电线路状态评价技术发展
在线监测技术要成为运行维护的有效手段，就必须大力发展基于在线监测技术的状态评价技术。国家电网公司以及省电力公司大多已成立了输变电设备状态评价中心，将重点进行这方面的研究工作。同时，有些骨干企业，例如西安金源电气股份有限公司，也逐步建立 了数据分析与状态评价中心，开展了有关状态评价方面的研究与应用工作。
5、结束语
输电线路在线监测技术在国家电网公司和南方电网公司中得到大量应用，部分监测系统在某些省电力公司的某些电压等级的设备已经普遍推广使用，如输电线路覆冰、导线测温、图像监测、杆塔倾斜等，并取得一定的效果。输电线路在线监测技术逐步成为电网抵御自然灾害、人为因素和本体故障的有效手段。
参考文献：
[1] 李立浧，阳林，郝艳捧.架空输电线路在线监测技术评述[J].电网技术，2012（02）.
[2] 黄新波，张晓伟，李国倡等.输电线路在线监测技术在青藏联网工程中的应用[j].高电压技术，2013，39 （5）：1081-1088.
[3] 李鹏，黄新波，赵隆，等.智能输电线路状态监测代理的研究与设计[J].中国电机工程学报，2013，33（16）.