山西超特高压智能电网输电线路状态监测系统.doc

山西超特高压智能电网输电线路状态监测系统设计方案太原市亚泰电子集团目 录第一章 系统概述 21.1 前言 21.2 系统介绍 3系统功能 3系统组成 4第二章 系统设计 5一、终端信息采集系统设计 5、系统设计 5、设备介绍 6二、远程网络信息传输系统 11无线技术的特性 11需求分析 13总体设计 13三、太阳能/风能供电系统 18太阳能技术介绍 183.2 设计原则 183.3 设计依据 18、蓄电池组容量设计 193.5 太阳能电池方阵设计构成 19四、中心视频监视系统 20概述 20设计方案 21五、中心软件管理系统 33大屏幕控制管理软件介绍 335.2 网络监控软件介绍 35六、链路设备备份配置 38第一章 系统概述1.1 前言目前我国正处于全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会新的历史时期,工业化、城镇化进程不断加快，电力需求持续增长，保障电力安全、可靠的任务十分艰巨一个坚强、可靠的现代化大电网对于保障国家能源安全，在更大范围内优化能源配置，具有不可替代的作用特高压输电具有传输容量大、距离远、损耗低、占地少、投资省等优势，是国际输电技术的发展趋势以特高压电网为核心的坚强的国家电网，关系国家能源战略和能源安全，关系国民经济的可持续发展。

建设具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的坚强智能电网是安全、可靠、高效输电的保障，是世界电力科学发展的方向因电网设施广泛分布在野外，自然界的各种突发性灾害（如地震、暴雨、泥石流、台风、冰雪）极易造成电网设施的突发性故障，而设施结构件疲劳失效、张力平衡性受到破坏、电力设施被盗都会导致严重的倒塔事故超特高压智能电网输电线路状态监测系统可以实时动态监测电网输电线路状态信息，避免或减少各种自然灾害对电网输电线路实施的破坏，为电网安全、可靠运行提供强有力保障1.2 系统介绍太原亚泰电子集团公司根据我国电力传输系统的实际情况，潜心多年研发出了“超特高压智能电网输电线路状态监测系统”，为电力部门实现管理信息化提供有力的支持该系统融合了当前最先进的无线通讯技术,智能网络管理技术,视频监控技术,智能控制等技术,使得系统具有极高的稳定性和可用性超特高压智能电网输电线路状态检测系统主要通过对输电线路工作状态相关参数的实时动态监测，为各级电力运管部门提供决策依据，输电线路状态监控中心管理人员可远程实时动态监测输电线路的安全状态发生超警戒情况时，系统自动报警（形式如声光报警、网络拓扑图报警）并提醒维护人员及时采取应对措施。

主要功能如下：1、状态信息实时监测功能：如铁塔与垂直线的倾斜程度监测；输电线路气象环境监测（风向、风速、温度、湿度等）；导线弧垂、覆冰图像视频监测；电力设施防盗监测2、数据、图像显示功能:对监控图像进行实时播放、历时播放、播放控制3、报警功能：当测试参数超出设置门限值时，实时报警支持报警录像、计划录像、手动录像方式4、远程控制：可以对远程终端设备进行参数设置5、信息统计分析功能：查询历史记录数据图像信息，分析历史报警事件，为科学管理决策提供依据6、IP语音呼叫功能：现场维护人员可以使用网络 通过以太网口连接到电力监控网络上，和指挥中心进行语音通话，及时获得监测中心工作人员支持，尽快修复系统7、调度指挥功能：包括故障检测、人员管理、短信通知、语音对讲等功能通过该系统可以及时联系故障地点的相关人员，由中心统一协调8、信息交互功能：本系统可与电力各信息系统进行信息交互1.4系统组成超特高压智能电网输电线路状态监测系统由：终端信息采集系统；远程网络信息传输系统；太阳能/风能供电系统；中心视频监视系统；中心网管软件等系统组成1、终端信息采集系统该系统由气象传感器、倾斜传感器、摄像机、视频服务器组成。

它采集电网输电线路的气象、环境、设施状态各种信息参数，并编码存储在本地视频服务器以便向监测中心回传可以说终端信息采集系统是中心管理的眼睛2、远程网络信息传输系统远程网络信息Hz微波中继接力传输方式，因为传输距离长，链路中继跳接较多，很可能因为供电设备故障等原因造成意外中断无线链路，故需要设计备份设备，以保证链路传输的可靠性，使信息安全、可靠的传回监测中心控制机房3、太阳能/风能供电系统太阳能/风能供电系统由风能和太阳能加蓄电池共同供电，这样设备的工作可以避免受天气因素的影响阴天时使用风力保证电力的正常供应，白天太阳能进行供电，晚上可以使用风力和蓄电池供电4、中心视频监视系统该系统负责接收图像和报警，及时通知相关人员，图像要做储存，可以控制远端摄像头的移动，支持快速切换到有犯罪现场的图像，调整图像的清晰度和实时性，实现录像回放功能，支持电子地图等功能5、中心网管软件系统该系统是整个监控系统的中枢，该系统负责监控输电线路上的任何一个监控设备（如无线传输设备、无线网桥、视频采集编码设备、宽带接入设备）的工作是否正常有效一旦出现信号干扰、设备工作异常等情况，系统可以在第一时间自动报警，并准确定位故障设备，通知管理人员协调指挥进行现场抢修。

第二章 系统设计一、终端信息采集系统设计1.1、系统设计山西超特高压输电线路全长120Km,每隔500米架设1座输电铁塔，共架设239座鉴于该线路传输距离长，我们经过长期考察论证，从网络传输的可靠性，经济性、适用性的角度出发，本方案确定为每3 Km设一个信息监控点，全程共设40个信息监控点各监控信息点配置一台专用的红外低照度长焦距一体化摄像机（监控范围2 Km左右）、一部重载高速云台、一台我公司生产的微波通信控制器、一台进口无线网桥、一台网络交换机、两部天线及相应传感器一部Hz天线用来本监控点与子网中心信息交互，一部Hz天线用来与地面调试、检修人员信息通信，这样调试、检修人员就可在地面操作，避免上塔或从塔上向地面引线存在的不安全因素传感器摄像机微波通信控制器网络交换机无线网桥天线 系统框图1.2、设备介绍1.2.1 微波通信控制器：该控制器负责与各传感器通信、采集相关数据，按相关内部协议组织数据包，并与无线网桥进行数据交换工作指标精度：°°（I级）风向分辨率45°风速精度/s可测温度范围-25℃-- +60℃,分辨率±1℃工作环境温度范围-25℃ -- +65℃视频帧率：8帧/秒或16帧/秒。

连续阴雨天工作时间≥10天1.2.2 无线网桥：无线网桥负责与微波通信控制器进行数据交换，然后通过天线与分中心通信AX9800 Mesh系列产品是一种兼容IP模式，提供给无线网络用户建立宽带的无线接入　　当建立大范围无线网络系统的时候，系统中存在很多个无线节点，每个节点有至少一台AX9800 Mesh系列产品，这些分布在各个节点的产品，相互之间使用另外一路射频端口建立无线链路，从而构成一个完整的MESH网络（网状网）AX9800 Mesh系列产品为无线网状网应用提供了可靠的、性价比极高的解决方案该产品采用全天候防水、防尘全密封设计，拥有超强的免维护特性主要特点和优势● IEEE/b/g全兼容独立双路射频模块，支持网状网模式，便于大型网络的组网，性价比极高● 支持SNMPV2、Web方式管理● 支持AP，点对点和点对多点网桥, 网状网工作模式● 支持高达108Mbps最大传输速率的5.8GHz Turbo A 和2.4GHz Super G工作模式● 支持生成树协议● 多台网桥并联使用可以大大扩展链路有效带宽● 远距离以太网供电（PoE），方便网络设备灵活布局● 设备firmware升级容易，管理配置方便● 支持802.1x，DHCP● 支持MAC地址列表控制和过滤● 支持多SSID和VLAN划分● 发射功率可调● 具备SSID广播使能控制功能● 恶意AP检测● 设备软件重启● 信号强度指示● 分离式天线可以适应连接高增益的天线，以便让高传输质量的信号覆盖更大的范围或传输更远的距离，或在干扰较大的电磁环境中使用● 高低温稳定性显著，可以用在全球各种极端气候条件下● 适应多种电源供电模式，应用范围广泛规格说明外部接口网络接口:1 * 10 / 100Mbps PoE电缆连接器射频接口: 2 * N座兼容标准IEEE IEEE802.11b IEEE80 IEEE802.3 / IEEE802.3u(10/100Base-T)工作频段2.400 ~ 2.4835 GHz5.100 ~ 5.850 GHz传输速率802.11b : 11 Mbps / 5.5 mbps / 2 Mbps / 1 Mbps；/g :54 Mbps / 48 Mbps / 36 Mbps / 24 Mbps / 18Mbps / 12Mbps / 9Mbps / 6Mbps；/g Turbo :108 Mbps/ 96 Mbps / 72 Mbps / 48Mbps / 36Mbps / 24Mbps / 18Mbps / 12Mbps；工作模式AP/点对点或点对多点网桥/网状网安全特性WEP/ WPA /AES /ACLRadius Support管理特性Web/ Telent/ SNMP v2软件、硬件恢复出厂设置环境防护等级IP68环境参数 工作温度：-40℃~ +60℃储存温度：-50℃~ +70℃相对湿度：0% ~ 100%1.2.3 微波天线 产品规格：5GHz 17dBi扇区天线型号XA-5317H频率范围(MHz)5700~5900带宽(MHz)200增益(dBi)17水平面波瓣宽度(Degree) 90°垂直面波瓣宽度(Degree) 20°电压驻波比≤标称阻抗(Ω)50极化垂直前后比（dB）≥25最大功率(W)100尺寸(mm)320×175×65重量(g)2000接头1×N座固定支撑杆直径(mm)Ф35~50环境防护等级IP65工作温度(℃)-40~+60保存温度(℃)-50~+70工作湿度(%)0~95二、远程网络信息传输系统目前国内远程数据（图像）传输系统的技术方案一般有以下几种：① 有线网络传输方案：如电缆、光缆传输；② 无线网络传输方案：又分为基于无线数字微波传输的技术方案、基于GSM/CDMA网络传输的技术方案、基于局域网传输的技术方案。

对于山西超特高压输电线路而言，由于监测点分布范围广，地理环境因素复杂，不适合采用有线远程数据（图像）信息传输方案因为该方式布线成本高，施工周期长，易受限于特殊地理环境（如河流、山脉等障碍物）我公司综合考虑山西超特高压输电线路的实际情况，推荐用户采用基于无线网络传输技术的方案2.1无线技术的特性可靠的通信：抗射频干扰性能理想的接收灵敏度，宽范围天线能提供强大的、可靠的无线传输低成本：可以避免安装线缆的高成本费用，租用线路的月租费用以及与设备需要经常移动，增加和改变相关的费用灵活性：由于没有线缆的限制，您可以随心所欲的增加工作站或重新配置工作站移动性：由于设置允许在任何时间，任何地点访问网络数据，。