基于5G和大数据的输电线路重点管控区段预警系统研究

基于5G和大数据的输电线路重点管控区段预警系统研究

段新杏、宫贺、余莎、杨阳、黄冬梅、李金洲、杨雨

云南电网有限责任公司保山供电局 云南 678000

摘要：近年来，我国电力系统不断建设和完善，为确保电网的安全稳定运行，对输电线路进行预警至关重要。然而，随着电网规模的不断扩大，对输电线路安全监控的要求也越来越高，传统的视频监控设备已不足以满足实际需求。为此，本文基于5G和大数据技术研发设计了输电线路重点管控区段预警系统，将人工智能、大数据技术等先进技术与电力系统设备管理相结合，实时预警输电线路重点管控区段的危险情况，提升对输电线路设备的智能化管理水平，实现电力设备全方位、全周期的智能管控。

关键词：5G和大数据；输电线路；重点管控区段；预警系统；RSSI测距原理；三角定位原理

1.引言

当前，传统的输电线路管控和预警方法主要采用人工巡检和视频监控等手段，存在以下问题：

1.人工巡检效率低下，不能及时发现危险情况；

2.视频监控设备存在盲区，无法全面覆盖线路；

3.对于大量的数据信息无法进行有效的处理和分析，难以实现精准预警。

针对以上问题，近年来，一些学者和企业提出了基于新兴技术的输电线路管控和预警方法，如基于无人机和机器视觉的输电线路巡检、基于物联网和云计算的输电线路监测和管理、基于人工智能和大数据的输电线路预警等。

与其他论文研究相比，本文采用了5G和大数据技术相结合的方法，实现了输电线路的全方位、全周期的智能管控，具有以下优势：

1.5G技术的应用，实现了高速、低延迟的数据传输，可以实时监测输电线路重点管控区段人员分布情况；

2.大数据技术的应用，对监测输电线路重点管控区段人员的数据信息进行深度挖掘和分析，实现精准预警；

3.系统的智能化管理，通过人工智能算法，实现对监测输电线路重点管控区段的自动化预警，降低了管理和维护成本。

因此，本文的研究方法在提高监测输电线路重点管控区段预警方面具有较大优势，有望为电力系统的发展提供重要的技术支持。

2.输电线路重点管控区段预警现状

我国输电线路的重点管控区段预警方法主要包括以下几个方面：

1.基于人力巡检预警：人力巡检是一种传统的输电线路巡检方法，其主要通过人员巡逻、观察、记录等方式，对输电线路进行检查和维护。

2.基于无人机的巡检：采用无人机进行输电线路的巡检，利用机器视觉技术进行图像识别和处理，能够实现对输电线路的全面覆盖和快速巡检，有效降低人工巡检成本。

3.基于物联网的监测：通过在输电线路上部署传感器和监测设备，实现对输电线路的实时监测和数据采集，利用物联网技术实现对输电线路状态的远程监控和管理[1]。

综上所述，我国输电线路的重点管控区段预警方法已经逐步向着智能化、自动化和高效化方向发展，这些新兴技术的应用，将为我国输电线路的安全管理和运行提供更加可靠和高效的技术手段。

我国输电线路重点管控区段预警方面已经取得了一定的进展，但仍存在以下问题：

1.预警系统建设不完善：部分输电线路重点管控区段仍未建立完善的预警系统，导致对输电线路安全的监管存在盲区。

2.预警手段单一：目前部分预警手段仍采用传统的巡检和视频监控等手段，无法全面、及时地监测输电线路状态。

3.预警准确性有待提高：由于输电线路复杂的环境和多种故障原因，预警准确性仍有待提高。

4.预警数据处理不足：部分预警系统对数据处理和分析能力不足，难以实现对大量数据的深度挖掘和分析。

5.预警系统维护成本高：部分预警系统的维护成本较高，难以实现长期稳定运行。

3.基于5G和大数据的输电线路重点管控区段预警系统技术优化

5G网络在输电线路重点管控区段的应用，可以通过收集人员信息，利用云端大数据平台进行数据清洗、分析，最终实现短信预警的目的。这一技术应用的好处不仅仅在于提高了人员信息的收集和分析效率，同时也可以提高预警的准确性和时效性[2]。

通过5G网络，我们可以实现对输电线路重点管控区段的人员信息进行实时收集和处理。这些信息可以包括年龄、户籍地、常住地、位置等。收集到的数据可以通过云端大数据平台进行清洗和分析，从而得出预警结果。这个过程可以实现自动化，大大提高了数据分析的效率和准确性。

最终，通过短信投放的方式，我们可以将预警信息及时地传达给相关人员，提醒他们注意安全。这种方式不仅可以提高预警的时效性，还可以避免信息被漏掉的情况发生。

以下是对无线网络技术以及云端大数据平台介绍。

3.1 5G无线网络技术

5G网络是第五代移动通信网络，具备高速率、低时延、广覆盖等特点。其具有高速率、大容量的特点，是电网安全可靠运行的基础。系统采用5G技术实现输电线路重点管控区段安全监控与预警系统的数据传输，在无线网络环境下，通过5G网络，可实现对输电线路重点管控区段数据的实时传输和监控，并将现场采集到的图像信息实时传输到后台管理系统中，实现输电线路重点管控区段安全监控与预警系统的数据共享和功能扩展。

5G网络具有的高速率、大容量、广覆盖等特点，可为电力系统的数据传输提供更高效的网络环境，满足输电线路重点管控区段安全监控与预警系统对高速率、高带宽的要求

[3]。

5G技术的应用不仅仅局限于通信领域，在其他领域也有广泛的应用。以下是5G在其他领域的应用：

1.智能制造：5G技术可以实现低时延、高可靠的通信，为智能制造提供了强有力的支持。

2.自动驾驶：5G技术可以实现车辆之间的高速通信，提高自动驾驶的安全性和效率。

3.医疗保健：5G技术可以实现远程医疗、移动医疗等服务，为医疗保健带来了新的发展机遇。

4.媒体与娱乐：5G技术可以提供高速、高清的视频传输服务，为媒体与娱乐行业带来了新的变革。

在电力系统中，5G技术也具有广泛的应用前景。与其他通信方式相比，5G技术具有以下优势：

1.低时延：5G技术的时延可以达到毫秒级别，可以实现实时监测和控制。

2.高带宽：5G技术可以提供高速、高带宽的通信服务，可以满足电力系统大数据传输的需求。

3.高可靠性：5G技术可以提供高可靠的通信服务，可以保证电力系统的安全和稳定运行。

4.大连接数：5G技术可以支持大规模的连接数，可以实现对电力系统各个环节的全面监测和控制。

5.网络切片：5G技术可以实现网络切片，可以根据不同的应用场景和需求，对网络资源进行灵活配置和管理。

5G技术在电力系统中具有广泛的应用前景，其低时延、高带宽、高可靠性、大连接数和网络切片等优势，可以为电力系统的监测、控制、管理等方面提供强有力的支持[4]。

安装组网

本产品的安装组网图如下所示：

图 2‑1安装组网图

结语

输电线路重点管控区段预警系统通过构建5G网络和大数据分析平台，实现了输电线路重点管控区段的远程实时监测与预警，通过不熟悉重点管控区段外来人员，进行投放短信预警，具备高精度、高可靠、高效率的特点。基于5G和大数据的输电线路重点管控区段预警系统具有广阔的应用前景和发展空间，可以为输电线路安全管理提供更加科学、高效、可靠的技术支持，为保障能源供应安全和国家经济发展做出积极贡献。

参考文献

[1]石秀君,周建福,张西忠.基于大数据的输电线路状态监测预警系统[J].电子技术与软件工程,2017:165-166.

[2] 屈勇，萧思杰. 架空输电线路重点区段管理浅析 1007-290X（2006）12-0080-03

[3] 曹纪磊 基于无线传感网络的定位与测距技术研究 2023-08-15

[4] 面向5G移动通信网的高精度定位技术分析[J]. 欧阳俊;陈诗军;黄晓明;陈大伟;王园园.移动通信,2019(09)