基于泛在物联的输电线路智能巡检技术综述

基于泛在物联的输电线路智能巡检技术综述
摘要：随着科学技术的发展，人们对能源的需求量逐渐增加，大量不同类型的
能源加入到电力系统的运行模式中。

这对于电力系统的安全管理和服务体系来说
是一种机遇，也是一种挑战。

为了迎接挑战，国家电网有限公司提出了一种泛在
电力物联网构想。

通过泛在物联网技术控制电力系统的功能，使电力系统更加智
能化，提高精准性，促进能源和电网互动，使电网变得更加有效、安全和可靠。

因此，主要探讨泛在物联网的关键性技术，以期为泛在物联网系构想提供技术支持。

关键词：电力物联网；关键技术；稳定性
引言
随着能源短缺和环境污染问题日益凸显，电力系统正在面临前所未有的挑战。

为实现电力行业可持续发展，就要在电力系统中接入大量的分布式能源，实现对
清洁能源的充分利用。

这一趋势将会驱动泛在电力物联网得到迅速发展，使电力
系统运行更加安全可靠。

1泛在电力物联网的特点
1.1全面感知信息，实现迅速组网
泛在电力物联网能够对信息进行全面的感知，还可以实现迅速组网，方便灵活。

在泛在电力物联网中的传感器能够及时响应需求，实现感知。

通常会将无线
传感设备进行部署，无需借助固定设施，就可以迅速进行组网，实现通信，对系
统周边环境和每个环节的信息进行采集和处理。

由于电力系统十分复杂，因此，
泛在电力物联网对信息的全面感知功能更显得尤为必要。

1.2加强信息融合，方便通信
泛在电力物联网的传感器可以对信息进行初步压缩，这样就可以避免出现数
据冗余问题，防止数据包丢失，保证信道通畅。

传感器可以将信息传递给网管或
者基站，再将处理后的信息传输到用户终端。

传感器和通信设备可以开展无线通信，而且通信十分方便。

在多个通信链路的支持下，网络通信也会更加便捷。

1.3拓扑网络结构复杂，自愈性良好
泛在电力物联网具有复杂的拓扑网络结构和强大的自愈性。

泛在电力物联网
中的传感器需要充分发挥作用，这就需要随时部署新的设备，或者对传感器进行
调整。

为节约成本，降低能源消耗，就要随时切换传感器的状态。

有些传感器会
受到环境的影响，或者自身存在质量问题，因此不能发挥作用，就要将其替换或
者撤回，这样就会使得拓扑网络结构变得更加复杂。

因此，泛在电力物联网必须
要适应这种频繁的变化，而且要有很强的自愈性，方可不影响其正常的功能。

同时，电力系统对传感设备有很严格的要求，必须要保证传感设备有良好的自组织
水平，方不影响监控功能的发挥。

2泛在物联网的关键技术
泛在物联网的关键技术包括新物联网设备的设计与开发、数据的处理和计算
技术以及人工智能技术。

传感器直接放入电力设备的内部，需要考虑微型化设计。

由于传感器数量较多，环境各不相同，因此传感器电池需要不断更新，需要电池
维护技术。

电力能源结合互联网后，需要对互联网数据进行处理，但数据数量庞大，需要进行筛选。

2.1异构网络平台的互操作行和无缝融合技术
该技术在实际应用过程中接触到的感知对象并不相同，被感知的对象呈现的
特性也呈现差异。

由于传感设备在实际应用过程中涉及类型比较丰富，同时伴随
多样化特征。

根据所处环境的不同，平台可以针对不同类型的标志技术或通信技
术实现互操作性和无缝技术融合，效果差异性十分明显。

如果将电力物联网看作
一个具有典型特征的异构网络，网络的异构化会导致网络平台在链接时出现明显
的复杂特征。

在实际运用过程中，物联网技术应用范围广泛，可以根据不同要求，按照不同的连接方式进行操作。

在构建电力系统的过程中，只要保证其安全性和
稳定性，就能够满足人们生活中对电力资源的基本需求。

但是，对电力系统而言，想要保证电力系统的稳定运行，需要有效落实电力物联网的每一环节，在感知传递、最终处理等方面提前做好准备，有效实现异构网络平台的互操作性和无缝融
合技术。

2.2数据的处理技术和计算技术
当前我国信息技术快速发展，也逐渐渗透于我国的各个行业，电力物联网的
发展也需要运用互联网技术。

在获取数据、利用数据以及生成数据的过程中，运
用互联网技术能够有效提高处理速度，丰富数据处理技术类型。

此外，泛在物联
网的技术需要从根本上实现数据的储蓄、共享以及管理。

3基于泛在物联的输电线路智能巡检系统关键技术
3.1输电线路取能技术
供电问题是制约设备状态感知技术大规模推广的重要因素。

输电线路取能技
术路径主要分为传输取能和自主取能两种。

常见传输取能方式有微波供能和激光
供能。

但是两种技术存在3个明显的不足:一是电磁波和激光转换电能的效率低，取能的功率受到限制;二是设备技术含量高，经济成本投入高;三是对于低电位侧
的发送装置仍需要低压供电，然而输电杆塔一般分布在野外，市电的获取困难，
因此传输取能适用范围具有局限性。

自主取能一般分为电池供能、电流线圈供能、太阳能和风能供能、电容分压取能、地线取能5种方式。

电池供能虽然能量供应
稳定，但设备需要定期停电更换电池，且电池容量和输出功率低。

电流线圈供能
主要利用安装电力线上的电流线圈，通过互感原理从电力线中取能，但易受线路
负荷电流波动的影响，造成供电不稳定。

太阳能和风能供能通过太阳能电池板或
小风机来供能，但易受阴、雨、雪等气候影响造成设备供电不足，因此该技术通
常配合蓄电池一起使用。

电容分压取能一般适用于间歇式工作的设备，但因需考
虑绝缘、均压和周围环境等因素，一直未得到广泛应用。

3.2全自主导航无人机巡检技术
高精度的导航定位是保障无人机超低空、超视距安全巡检的前提。

惯性导航
系统(SINS)是一种稳定的自主式导航，但导航定位误差随时间增加而增大;全球定
位系统(GPS)导航精度高，但刷新率低。

将SINS和GPS两个导航系统进行信息融合，采用卡尔曼滤波对系统进行闭环修正，可有效提高导航定位精度。

但该导航
定位的精度是米级，对于输电线路巡检，几米的偏差将会带来目标的丢失。

为消
除定位过程中误差带来的影响，在GPS定位中引入高精度GPS差分定位技术，其
中载波相位差分(RTK)定位精度可达厘米级。

2018年底，北斗三号基本系统完成
建设，提供全球服务。

北斗系统依托地基增强技术构建的一张GNSS系统高精度
定位网络，也可达到厘米级定位精度，可为无人机提供更加准确的位置和授时服务。

结语
随着物联网、人工智能、边缘计算等技术的不断发展，智能巡检在输电线路
中体现出巨大应用前景。

针对本文所指的关键技术问题做重点研究，可进一步提
高该系统的可靠性和自愈能力，以保障输电线路的安全稳定运行。

输电线路智能
巡检系统的建设实现了输电线路及其设备的互联，降低了数据获取的边际成本，
进一步开发数据的价值形成完整的输电线路物联体系，具有重要的应用价值。

同
时输电线路智能巡检系统建设对设备立体感知、状态辅助预判、安全智能管控、
运检效益提升，推进输电专业化管理模式向更智慧、更高效、更安全转变，实现
与泛在电力物联网的深度融合有着深远的意义。

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