一种基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统的制作方法

本发明涉及物联网，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统。

背景技术：

1、随着社会经济的快速发展，电力需求持续增长，输电线路的建设规模也日益扩大，输电线路作为电力系统的重要组成部分，其施工质量直接关系到电力的安全稳定传输，然而，在输电线路施工过程中，由于受到多种因素的影响，如施工工艺、材料质量、环境条件等，施工质量问题时有发生，这些问题不仅会影响输电线路的正常运行，还可能导致电力事故的发生，给社会和经济带来巨大的损失。

2、为了确保输电线路施工质量，传统的监测方法主要依靠人工巡检和定期检测，然而，这种方法存在诸多弊端，如监测效率低、监测范围有限、监测数据不准确等，随着物联网技术的不断发展，其在输电线路施工质量监测中的应用越来越广泛，物联网技术通过传感器、通信网络和数据分析平台等手段，实现了对输电线路施工质量的实时监测和分析，提高了监测效率和准确性，为保障输电线路施工质量提供了有力支持。

3、目前，基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统已经取得了一定的研究成果，这些系统通过采集输电线路施工过程中的各种数据，如电气参数、机械参数、环境参数等，并对这些数据进行实时分析和处理，实现了对施工质量的实时监测和预警，然而，这些系统在实际应用中还存在一些问题，如数据采集不够全面、数据分析算法不够优化、系统稳定性和可靠性有待提高等，因此，需要进一步加强对基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统的研究和开发，提高系统的性能和应用效果。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的输电线路施工质量实时分析系统，包括：

3、时间区域划分模块：用于将目标输电线路施工质量数据采集时间确定为目标时间区域，通过等时间划分的方式将目标时间区域划分为各子时间区域，并依次标记为1、2……n；

4、电气与运行性能数据采集模块：用于采集各子时间区域的暂态过电压数据、谐波与电能质量数据以及保护与控制数据，并将采集到的数据传输到电气与性能数据分析模块；

5、电气与运行性能数据分析模块：包括暂态过电压数据分析单元、谐波与电能质量数据分析单元以及保护与控制数据分析单元，用于对电气与运行性能数据采集模块传输的数据分析，并将分析结果传输到综合分析模块；

6、施工特种性能数据采集模块：用于采集各子时间区域的特殊部件力学特性数据、新型材料环境适应数据以及施工临时设施性能数据，并将采集到的数据传输到施工特种性能数据分析模块；

7、施工特种性能数据分析模块：包括特殊部件力学特性数据分析单元、新型材料环境适应数据分析单元以及施工临时设施性能数据分析单元，用于对施工特种性能数据采集模块传输的数据分析，并将分析结果传输到综合分析模块；

8、综合分析模块：用于建立综合分析模型，将电气与运行性能数据分析模块和施工特种性能数据分析模块传输的数据导入综合分析模型，计算出目标时间区域的综合施工异常指数，并传输到预警模块；

9、预警模块：用于建立综合施工异常指数预设值，通过综合施工异常指数预设值随目标时间区域的综合施工异常指数进行判断，并根据判断结果发出预警信号。

10、优选的，所述暂态过电压数据包括操作过电压峰值、暂态恢复电压上升率、雷电冲击过电压持续时间，以及暂态电流峰值，分别标记为op、ov、ol，以及oc，谐波与电能质量数据包括总谐波失真、特定阶次谐波含量、电压闪变，以及三相电流不平衡率，分别标记为th、ts、tf，以及tc，保护与控制数据包括保护装置动作时间、故障录波器触发时间、自动重合闸成功率，以及控制命令响应时间，分别标记为cp、cr、cf，以及ct。

11、优选的，所述特定阶次谐波含量具体表示5次谐波的含量，单位为百分比。

12、优选的，所述暂态过电压数据分析单元用于建立暂态过电压数据分析模型，将电气与运行性能数据采集模块传输的暂态过电压数据导入暂态过电压数据分析模型，计算出各子时间区域的暂态过电压特征值，具体表示为：，roi表示第i个子时间区域的暂态过电压特征值，opi表示第i个子时间区域的操作过电压峰值，ovi表示第i个子时间区域的暂态恢复电压上升率，oli表示第i个子时间区域的雷电冲击过电压持续时间，oci表示第i个子时间区域的暂态电流峰值，opmax表示目标时间区域的操作过电压峰值。

13、优选的，所述谐波与电能质量数据分析单元用于建立谐波与电能质量数据分析模型，将电气与运行性能数据采集模块传输的谐波与电能质量数据导入谐波与电能质量数据分析模型，计算出各子时间区域的谐波与稳定性评估值，具体表示为：，rti表示第i个子时间区域的谐波与稳定性评估值，thi表示第i个子时间区域的总谐波失真，tsi表示第i个子时间区域的特定阶次谐波含量，tfi表示第i个子时间区域的电压闪变，tci表示第i个子时间区域的三相电流不平衡率。

14、优选的，所述保护与控制数据分析单元用于建立保护与控制数据分析模型，将电气与运行性能数据采集模块传输的保护与控制数据导入保护与控制数据分析模型，计算出各子时间区域的保护与控制效能值，具体表示为：，rci表示第i个子时间区域的保护与控制效能值，cpi表示第i个子时间区域的保护装置动作时间，cri表示第i个子时间区域的故障录波器触发时间，cfi表示第i个子时间区域的自动重合闸成功率，cti表示第i个子时间区域的控制命令响应时间，cpmax表示目标时间区域的最大保护装置动作时间，cpmin表示目标时间区域的最小保护装置动作时间。

15、优选的，所述特殊部件力学特性数据包括间隔棒扭转刚度、阻尼线阻尼系数、均压环表面电场强度峰值，以及重锤片摆动频率，分别标记为mr、md、me，以及mh，新型材料环境适应数据包括复合绝缘子憎水迁移速率、碳纤维导线热膨胀系数变化率、超导材料失超电流阈值波动幅度，以及纳米涂层耐候性老化时间，分别标记为fp、fc、fl，以及fm，施工临时设施性能数据包括临时拉线张力衰减速度、跨越架承载能力剩余百分比、索道运输效率波动幅度，以及施工用临时抱杆倾斜角度偏差，分别标记为pt、pb、pw，以及ph。

16、优选的，所述特殊部件力学特性数据分析单元用于建立特殊部件力学特性数据分析模型，将施工特种性能数据采集模块传输的特殊部件力学特性数据导入特殊部件力学特性数据分析模型，计算出各子数据区域的复合力学特征值，具体表示为：，smi表示第i个子时间区域的复合力学特征值，mri表示第i个子时间区域的间隔棒扭转刚度，mdi表示第i个子时间区域的阻尼线阻尼系数，mei表示第i个子时间区域的均压环表面电场强度峰值，mhi表示第i个子时间区域的重锤片摆动频率。

17、优选的，所述新型材料环境适应数据分析单元用于建立新型材料环境适应数据分析模型，将施工特种性能数据采集模块传输的新型材料环境适应数据导入新型材料环境适应数据分析模型，计算出各子数据区域的复合环境耐受性评估值，具体表示为：，sfi表示第i个子时间区域的复合环境耐受性评估值，fpi表示第i个子时间区域的复合绝缘子憎水迁移速率，fci表示第i个子时间区域的碳纤维导线热膨胀系数变化率，fli表示第i个子时间区域的超导材料失超电流阈值波动幅度，fmi表示第i个子时间区域的纳米涂层耐候性老化时间，fpmax表示目标时间区域的最大复合绝缘子憎水迁移速率，flmax表示目标时间区域的最大超导材料失超电流阈值波动幅度，flmin表示目标时间区域的最小超导材料失超电流阈值波动幅度。

18、优选的，所述施工临时设施性能数据分析单元用于建立施工临时设施性能数据分析模型，将施工特种性能数据采集模块传输的施工临时设施性能数据导入施工临时设施性能数据分析模型，计算出各子数据区域的临时设施多维性能评估值，具体表示为：，spi表示第i个子时间区域的临时设施多维性能评估值，pti表示第i个子时间区域的临时拉线张力衰减速度，pbi表示第i个子时间区域的跨越架承载能力剩余百分比，pwi表示第i个子时间区域的索道运输效率波动幅度，phi表示第i个子时间区域的施工用临时抱杆倾斜角度偏差，δt表示第i个子时间区域和第i-1个子时间区域的时间差。

19、优选的，所述综合分析模型具体表示为：，η表示目标时间区域的综合施工异常指数，roi表示第i个子时间区域的暂态过电压特征值，rti表示第i个子时间区域的谐波与稳定性评估值，rci表示第i个子时间区域的保护与控制效能值，smi表示第i个子时间区域的复合力学特征值，sfi表示第i个子时间区域的复合环境耐受性评估值，spi表示第i个子时间区域的临时设施多维性能评估值，β1表示电气与运行性能数据的权重，β2表示施工特种性能数据的权重，λ表示综合施工异常指数的其他影响因子。

20、优选的，所述综合施工异常指数预设值标记为ηdef，当ηdef≥η时，表示目标时间区域的综合施工异常指数小于等于综合施工异常指数预设值，说明目标输电线路施工质量良好，则保持对目标输电线路施工质量数据的采集和分析，当ηdef<η时，表示目标时间区域的综合施工异常指数大于综合施工异常指数预设值，说明目标输电线路施工质量差，则发出预警信号至管理人员终端。

21、本发明的技术效果和优点：

22、本发明通过时间区域划分模块将目标输电线路施工质量数据采集时间确定为目标时间区域，并进行等时间划分，使数据采集和分析更具条理性和效率性，便于后续的数据处理和分析；通过电气与运行性能数据采集模块采集暂态过电压数据、谐波与电能质量数据以及保护与控制数据，为评估输电线路的电气与运行性能提供了全面准确的数据支持，为后续的施工质量分析奠定了坚实基础；通过电气与运行性能数据分析模块对采集的电气与运行性能数据进行分析，可以计算出各子时间区域的暂态过电压特征值、谐波与稳定性评估值以及保护与控制效能值，从而更准确地评估输电线路在特定时间段的电气与运行性能，为施工质量分析提供重要依据；通过施工特种性能数据采集模块采集特殊部件力学特性数据、新型材料环境适应数据以及施工临时设施性能数据，全面反映了施工过程中的特种性能，为评估施工质量和发现潜在问题提供了重要数据支持；通过施工特种性能数据分析模块对采集的施工特种性能数据进行分析，可以计算出各子数据区域的复合力学特征值、复合环境耐受性评估值以及临时设施多维性能评估值，为施工质量的全面评估和问题分析提供了重要依据；通过综合分析模块建立综合分析模型，将电气与运行性能数据分析模块和施工特种性能数据分析模块传输的数据进行综合分析，计算出目标时间区域的综合施工异常指数，为管理人员提供全面的施工质量评估报告，有助于及时发现和解决施工质量问题；通过预警模块建立综合施工异常指数预设值，并根据判断结果发出预警信号，能够及时通知管理人员关注施工过程中的异常问题，采取相应措施进行解决，有效保障输电线路的施工质量和运行安全。