本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)監(jiān)控，具體的說，涉及一種無線電纜測溫系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

1、電力系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域旨在對電力輸送和分配過程中的關(guān)鍵設(shè)備和結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和分析，包括傳感器應(yīng)用、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、通信技術(shù)，通過實(shí)時捕捉電網(wǎng)中的多種參數(shù)，包括電流、電壓、頻率和溫度，在早期發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的問題并進(jìn)行干預(yù)，防止故障發(fā)生，結(jié)合預(yù)測性維護(hù)和自動化控制，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率和可靠性，通過集成分析工具和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)狀態(tài)的深入理解和優(yōu)化，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。

2、其中，無線電纜測溫系統(tǒng)用于監(jiān)控電力系統(tǒng)中電纜的溫度，利用部署在電纜關(guān)鍵位置的傳感器實(shí)時捕捉溫度數(shù)據(jù)，并通過無線技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控系統(tǒng)，預(yù)防由于電纜溫度過高而引發(fā)的故障，包括絕緣材料老化和電纜短路，保護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，通過實(shí)時監(jiān)控電纜的溫度狀況，幫助運(yùn)維人員及時采取措施，優(yōu)化電力傳輸效率，降低維護(hù)成本，提高電網(wǎng)的可靠性和安全性。

3、傳統(tǒng)無線電纜測溫系統(tǒng)在實(shí)時數(shù)據(jù)處理和故障預(yù)測方面存在不準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)集成和分析方面缺乏動態(tài)調(diào)整能力，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理速度和準(zhǔn)確性不足，在傳感器布局和風(fēng)險閾值調(diào)整方面缺乏靈活性，不能根據(jù)實(shí)際環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確和傳輸延遲，影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，導(dǎo)致監(jiān)控盲區(qū)，電纜異常升溫時不能被及時發(fā)現(xiàn)，引發(fā)電纜故障和安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種無線電纜測溫系統(tǒng)及其方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種無線電纜測溫系統(tǒng)包括：

4、運(yùn)行信息采集模塊基于電纜線路位置信息，實(shí)時采集電纜的電流電壓數(shù)據(jù)，并記錄環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，結(jié)合對應(yīng)時間信息，生成電纜狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)；

5、布局規(guī)劃分析模塊基于所述電纜狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)，考慮覆蓋范圍、數(shù)據(jù)傳輸延遲和信號衰減，調(diào)整溫度傳感器的布局規(guī)劃，生成傳感器網(wǎng)絡(luò)布局；

6、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊基于所述傳感器網(wǎng)絡(luò)布局，利用溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時采集溫度數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化，生成溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果；

7、變化趨勢分析模塊利用所述溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分析，評估多個位置的溫度變化趨勢，識別溫度變化和實(shí)時電壓電流數(shù)據(jù)的關(guān)系，生成溫度趨勢評估數(shù)據(jù)；

8、預(yù)警閾值調(diào)整模塊基于所述溫度趨勢評估數(shù)據(jù)，實(shí)時預(yù)測電纜的剩余壽命，結(jié)合實(shí)時氣象信息，調(diào)整電纜溫度風(fēng)險監(jiān)測閾值參數(shù)，生成溫度風(fēng)險閾值參數(shù)；

9、故障定位分析模塊基于所述溫度風(fēng)險閾值參數(shù)，結(jié)合實(shí)時溫度數(shù)據(jù)，識別風(fēng)險溫度位置，并向管理人員發(fā)送預(yù)警信息，生成電纜測溫信息。

10、以下是本發(fā)明對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化：

11、所述電纜狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)包括電流電壓測量值、環(huán)境溫濕度信息、采集時間信息，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)布局包括傳感器位置坐標(biāo)、信號衰減估計(jì)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)傳輸延遲分析結(jié)果，所述溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果包括溫度數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄、時間序列化的溫度記錄、數(shù)據(jù)格式化結(jié)果，所述溫度趨勢評估數(shù)據(jù)包括目標(biāo)測點(diǎn)溫度趨勢圖、溫度與電壓關(guān)系分析結(jié)果、溫度與電流關(guān)系分析結(jié)果，所述溫度風(fēng)險閾值參數(shù)包括溫度閾值調(diào)整記錄、電纜剩余壽命預(yù)測結(jié)果、實(shí)時氣象信息，所述電纜測溫信息包括故障點(diǎn)坐標(biāo)、故障點(diǎn)狀態(tài)信息、預(yù)警信息內(nèi)容。

12、進(jìn)一步優(yōu)化：所述運(yùn)行信息采集模塊包括：

13、電壓電流記錄子模塊基于電纜線路位置信息，實(shí)時采集并記錄電纜的運(yùn)行狀態(tài)下的電流和電壓數(shù)據(jù)，生成電流電壓實(shí)時數(shù)據(jù)；

14、環(huán)境數(shù)據(jù)采集子模塊基于所述電流電壓實(shí)時數(shù)據(jù)，實(shí)時采集并記錄電纜運(yùn)行狀態(tài)下的環(huán)境溫度和濕度數(shù)據(jù)，生成環(huán)境溫濕度記錄；

15、時間信息記錄子模塊基于所述環(huán)境溫濕度記錄，為采集的電壓電流數(shù)據(jù)和環(huán)境溫濕度信息添加時間戳，對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和格式化，生成電纜狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)。

16、進(jìn)一步優(yōu)化：所述布局規(guī)劃分析模塊包括：

17、信號損失評估子模塊基于所述電纜狀態(tài)和環(huán)境數(shù)據(jù)，計(jì)算溫度傳感器在多個位置的信號衰減，分析數(shù)據(jù)傳輸中的信號損失值，生成信號衰減分析結(jié)果；

18、數(shù)據(jù)延遲計(jì)算子模塊基于所述信號衰減分析結(jié)果，計(jì)算多種距離下溫度傳感器信號傳輸?shù)难舆t時間，生成數(shù)據(jù)傳輸延遲信息；

19、布局調(diào)整子模塊基于所述數(shù)據(jù)傳輸延遲信息，考慮覆蓋范圍和通信效率，調(diào)整溫度傳感器的位置和通信鏈路，生成傳感器網(wǎng)絡(luò)布局。

20、進(jìn)一步優(yōu)化：所述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊包括：

21、實(shí)時數(shù)據(jù)采集子模塊基于所述傳感器網(wǎng)絡(luò)布局，利用溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時采集并記錄多個位置的溫度數(shù)據(jù)，生成實(shí)時溫度數(shù)據(jù)集；

22、數(shù)據(jù)同步子模塊基于所述實(shí)時溫度數(shù)據(jù)集，對采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和時間序列標(biāo)準(zhǔn)化，優(yōu)化數(shù)據(jù)序列的一致性和完整性，生成同步溫度數(shù)據(jù)集；

23、數(shù)據(jù)格式化子模塊基于所述同步溫度數(shù)據(jù)集，對采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，生成溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

24、進(jìn)一步優(yōu)化：所述變化趨勢分析模塊包括：

25、線纜溫度分析子模塊基于所述溫度數(shù)據(jù)處理結(jié)果，對多個電纜線路位置的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分析，識別溫度的變化趨勢，生成多點(diǎn)溫度分析結(jié)果；

26、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析子模塊基于所述多點(diǎn)溫度分析結(jié)果，將溫度變化數(shù)據(jù)和實(shí)時電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，評估電流電壓和溫度變化的關(guān)聯(lián)性，生成關(guān)聯(lián)性評估數(shù)據(jù)；

27、運(yùn)行風(fēng)險評估子模塊基于所述關(guān)聯(lián)性評估數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)時溫度數(shù)據(jù)和電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)，評估溫度變化趨勢對電纜運(yùn)行的風(fēng)險，生成溫度趨勢評估數(shù)據(jù)。

28、進(jìn)一步優(yōu)化：所述預(yù)警閾值調(diào)整模塊包括：

29、線纜壽命評估子模塊基于所述溫度趨勢評估數(shù)據(jù)，結(jié)合電纜的設(shè)計(jì)制造參數(shù)和使用情況，預(yù)測電纜的剩余壽命，生成電纜壽命預(yù)測結(jié)果；

30、氣象條件評估子模塊基于所述電纜壽命預(yù)測結(jié)果，基于實(shí)時氣象數(shù)據(jù)，評估氣象條件對電纜性能的影響，包括溫度、濕度，生成氣象影響數(shù)據(jù)；

31、閾值調(diào)整子模塊基于所述氣象影響數(shù)據(jù)，采用模糊邏輯算法，考慮電纜狀態(tài)和環(huán)境條件，計(jì)算并調(diào)整電纜溫度監(jiān)測的風(fēng)險閾值，生成溫度風(fēng)險閾值參數(shù)。

32、進(jìn)一步優(yōu)化：所述模糊邏輯算法，按照公式：

33、

34、計(jì)算溫度風(fēng)險閾值參數(shù)，其中，為調(diào)整后的電纜溫度風(fēng)險閾值參數(shù)，為權(quán)重因子，為環(huán)境溫度的影響系數(shù)，為環(huán)境濕度的影響系數(shù)，為電纜當(dāng)前負(fù)荷的影響系數(shù)，為預(yù)測的天氣條件的影響系數(shù)，為環(huán)境溫度參數(shù)，為環(huán)境濕度參數(shù)，為電纜當(dāng)前負(fù)荷參數(shù)，為預(yù)測的天氣條件參數(shù)，為索引變量，為參與計(jì)算的環(huán)境因子數(shù)量的總數(shù)。

35、進(jìn)一步優(yōu)化：所述故障定位分析模塊包括：

36、溫度數(shù)據(jù)分析子模塊基于所述溫度風(fēng)險閾值參數(shù)，分析電纜多個位置的實(shí)時溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，記錄超出風(fēng)險閾值的傳感器位置，生成溫度異常節(jié)點(diǎn)；

37、故障點(diǎn)定位子模塊基于所述溫度異常節(jié)點(diǎn)，識別多個溫度異常位置的風(fēng)險等級，分析并記錄異常點(diǎn)的位置信息，生成故障位置信息；

38、預(yù)警信息發(fā)送子模塊基于所述故障位置信息，為多個風(fēng)險位置匹配預(yù)警信息內(nèi)容，包括故障的位置、溫度和時間信息，并送給管理人員，生成電纜測溫信息。

39、本發(fā)明還提供一種無線電纜測溫方法，所述無線電纜測溫方法基于上述無線電纜測溫系統(tǒng)執(zhí)行，包括以下步驟：

40、s1：基于電纜線路位置信息，實(shí)時采集電纜的電流電壓數(shù)據(jù)和環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，結(jié)合時間信息，生成電纜和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)；

41、s2：基于所述電纜和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，考慮傳感器的覆蓋范圍、數(shù)據(jù)傳輸延遲和信號衰減，進(jìn)行溫度傳感器的布局規(guī)劃，生成網(wǎng)絡(luò)布局計(jì)算結(jié)果；

42、s3：基于所述網(wǎng)絡(luò)布局計(jì)算結(jié)果，利用溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時采集溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化處理，生成標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)；

43、s4：基于所述標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)，通過時間序列分析評估多個位置的溫度變化趨勢，并識別溫度變化和實(shí)時電壓電流數(shù)據(jù)的關(guān)系，生成電纜運(yùn)行關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；

44、s5：基于所述電纜運(yùn)行關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，實(shí)時預(yù)測電纜的剩余壽命，結(jié)合實(shí)時氣象信息調(diào)整電纜溫度風(fēng)險監(jiān)測閾值參數(shù)，識別風(fēng)險溫度位置，并向管理人員發(fā)送預(yù)警信息，生成電纜測溫信息。

45、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有如下有益效果：

46、本發(fā)明中通過分析電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)和環(huán)境信息，考慮覆蓋范圍、數(shù)據(jù)傳輸延遲和信號衰減，優(yōu)化溫度傳感器的布局，增強(qiáng)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，格式化處理溫度數(shù)據(jù)并進(jìn)行時間序列分析，評估溫度變化趨勢，在早期實(shí)現(xiàn)異常溫度風(fēng)險的識別并增加故障預(yù)測的準(zhǔn)確性，結(jié)合電纜規(guī)格和氣象信息調(diào)整電纜溫度風(fēng)險監(jiān)測閾值，提升風(fēng)險管理的及時性和有效性，提高故障響應(yīng)速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低維護(hù)成本，提高電網(wǎng)的可靠性和安全性。