基于北斗系统的电力杆塔广域高精度变形监测及预警技术

作者：设备医生官方号时间：2023-07-31浏览：31

（1）成果技术原理本成果在电力杆塔的关键位置布置北斗监测点设备，通过“静态相对定位技术”解算监测点的精确坐标（毫米级）/RTK实时定位（厘米级），同时布置的惯性测量模块可获取监测点角度变化，上述数据通过无线公网/北斗短报文发送至远程网络服务器，从而实现对每座电力杆塔的位置和姿态的监视和可视化。当监测到异常情况时及时通知有关部门采取措施，以保障电力传输系统的安全可靠运行。系统实现电力杆塔的姿态（状态）数据可视化监视，同时预警平台提供模型管理、综合分析、预警反馈、报表输出等统计分析支撑功能，具有高精度、全天候、自动化、智能化的特点，具有重要的应用价值和意义。（2）成果的先进性和创新性相对传统方法具有以下创新性： 1、提出一种基于综合分析法的北斗高精度测量方法，通过综合分析各个子时段的影响定位精度的元素(DOP值、误差源和历元数量)，对影响定位精度的元素进行综合分析和加权，使电力杆塔监测点定位结果达到毫米级监测。 2、构建了一种利用北斗地基增强系统的广域范围下电力杆塔高精度形变监测技术，精准获取电力杆塔变形监测点实时动态厘米级、静态后处理毫米级定位数据。在无/弱公网信号区域，通过融合短报文通信，解决采集数据回传难题。研发了电力杆塔变形自动监测装置。 3、提出了一种基于北斗导航卫星姿态测量的电力杆塔变形监测模型，充分利用北斗高精度差分定位技术，建立杆塔上基线解算的姿态角数学模型，引入近似梯度逼近算法求解多约束条件的电力杆塔姿态角。研发了基于北斗系统的全形态监测预警平台。（3）经济效益本项目成功应用于新疆750KV输电线路电力杆塔变形监测系统中，进一步提高了重要输电线路电力杆塔运行维护效率和效益，加强运检工作智能化、集约化和精益化的科学管理，同时北斗短报文通信技术无需铺设光/电缆、基站及天线等，适用于一些极偏远及条件恶劣地带的通信，解决偏远无公网覆盖地区难题。直接经济效益：完成成果合作转化，在四川电科院、甘肃兰州、张掖供电公司推广使用，累计合同销售额905万元。间接经济效益：本成果在国网新疆电力有限公司乌鲁木齐地区推广使用，在乌鲁木齐周边68级存在隐患电力杆塔安装，实现了电力杆塔姿态的实时监测预警。一个电力杆塔建设费用约合50万元，成果可以有效预测杆塔倾斜，避免电力杆塔倾倒造成区域停电的电力损失60万元。一名巡线员（498元/天）、一辆车和司机（往返100公里，600元），一年24次（2次/月）巡线，在点个隐患杆塔巡检，一年节约成本约2.6万元。在乌鲁木齐2018、2019累计节约成本353.6万元。（4）社会效益：北斗技术具有我国自主知识产权，高强度加密设计，安全、可靠、稳定，很好地解决偏远地区的远程通信问题，有效地监测电力杆塔变形，进一步减少因自然因素和人为造成电力杆塔倾倒和损坏的事故，避免造成经济损失，保障电力传输系统的安全可靠运行，有力支撑智能电网全方位的信息通信，满足社会对电网智能化和无线化需求，为电力用户正常用电保驾护航。（5）推广应用价值国家电网公司现有灾害多发区域500kV及以上杆塔总数50万基，其中重点输电通道杆塔约10万基，依据近两年省市公司检修单位在电力杆塔变形监测方面实际需求占比（约10%）测算，亟需对电力杆塔变形监测预警的隐患杆塔数约1万基。上述区域杆塔单次专项巡检成本涵盖：人力成本、车辆使用成本、各类工器具、耗材使用成本，如果在全国进行推广每年可节约专项巡检费用近2.6亿元。

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