一種基于gis的電網災害監測及搶修系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統遠程監測技術領域，具體涉及一種基于GIS的電網災害監測及搶修系統和方法。
【背景技術】
[0002]電力是國家的支柱能源和命脈，同時由于電網系統多數直接暴露于自然條件下，受環境因素和自然災害影響較大。各類自然災害的發生往往直接威脅著電網系統的安全運行，甚至造成嚴重的電網破壞和大面積停電事故，進而影響到人們的正常生產、生活和社會的穩定。隨著國家電網智能化發展的不斷深入，特高壓輸電網絡的大規模建設，以大聯網、大容量為標志的規模化、高效率的電網遭遇災害時，其影響速度快、范圍廣，且有社會化趨勢。
[0003]地震、洪水、凍雨、山火等自然災害往往會對電網造成大面積破壞，快速有效地監測電網設備損壞狀況和已損壞電網設備所在位置，對盡快恢復災區的電力供應意義重大。但自然災害發生后，由于供電中斷以及災害對有線網或無線網等通信設施的嚴重破壞，電力載波通信、基于Internet的有線網絡通信、通用分組無線業務(GPRS)無線網絡通信、全球移動通訊系統(GSM)短消息等傳統的電網遠程監控通信方式無法正常工作。目前主要還是依靠人工巡查方式對災區電網進行監測，效率低下。由此可見，如何在自然災害發生后快速有效地監測災區電網狀態成為迫切需要解決的技術問題。
[0004]近年來，隨著電網各類自然災害監控系統不斷出現，積累了大量現場歷史數據，但如何挖掘和分析這些監控數據為電網安全運行提供支撐顯得十分重要。因此，基于GIS電網自然災害數據信息挖掘與災害響應分析，能準確有效提取各類災害信息對電網影響，同時采用范例數據挖掘技術匹配相應處置措施，對于降低和防止自然災害對電網系統的災變影響，以及保證其安全、穩定運行也有重要的意義。因此，現在對災區電網監測大多使用上了基于GIS的電網系統，對電網的安全運營有著重要的意義。
[0005]公開號為103887890A的發明公開了一種災區電網狀態監測方法，該方法通過電網在線監測端的監測裝置采集電網設備狀態參數，電網在線監測端的智能處理器處理監測數據并獲得電網關鍵設備的損壞情況，將電網關鍵設備的損壞情況、位置信息和時間信息通過北斗短報文通信系統實時上報給電網監控中心。該發明采用了北斗衛星傳輸信息，保證了信息的通暢，而且未將GIS系統綜合在內，對于信息的直觀顯示并不完美。
[0006]公開號為104218485A的發明公開了一種電網快速搶修控制系統及其使用方法，包括電力GIS地圖模塊、微型計算機、道路監控模塊、人員數據庫和現場監測模塊，所述現場監測模塊、道路監控模塊、人員數據庫和電力GIS地圖模塊與微型計算機相連接；所述電力GIS地圖模塊包括電力線路分布圖和物資分布圖；本發明采用微型計算機整合了人力資源分布、物資儲備資源分布以及現場實時情況，從而獲取最真實的待搶修情況，然后自動規劃出最佳搶修路線、物資調配圖、人員調配圖，然后進行審核后，將其輸出成文件下發執行。該發明將GIS系統融入到電網救災當中，但是缺乏對歷史信息的掌握和挖掘，對災害搶修的經驗積累略有不足。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的問題是提供一種基于GIS的電網災害監測及搶修系統和方法，利用無人機監測以及高壓線路巡檢機器人監測來對電網運行狀況和環境進行監測，將監測信息導入GIS系統，實現對電網的可視化、實時化監控，面對電網事故能夠及時發現并導入歷史事故信息為解決困難提供參考，加快了電網事故的搶修工作，減少電網事故造成的損失。
[0008]一種基于GIS的電網災害監測及搶修系統，包括數據采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心，所述數據采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心依次連接；
所述數據采集單元包括無人機監測模塊和機器人監測模塊，所述機器人監測模塊采用線路巡檢機器人，用于對電網運行情況和周圍環境信息進行采集；
所述控制單元包括無人機單片機和機器人單片機，用于對所述數據采集單元采集到的數據信息進行整理并通過信息傳遞單元發送出去；
所述信息傳遞單元包括無人機GSP1620、機器人GSP1620、通信衛星、地面GSP1620和通信單片機，用于對所述無人機單片機和機器人單片機收集整理的數據信息通過所述通信衛星進行傳遞，發送至集控中心；
所述集控中心包括工控機和顯示器，所述工控機內設置信息報警模塊、數據庫模塊和GIS系統模塊，用于對監測到的信息進行顯示并對事故進行報警。
[0009]進一步的，所述無人機GSP1620通過RS 232 口與所述無人機單片機連接，所述無人機單片機通過RS 422 口或USB 口與所述無人機監測模塊連接，所述無人機單片機通過所述無人機GSP1620將信息打包發送至衛星，由衛星轉發到集控中心。
[0010]進一步的，所述機器人GSP1620通過RS 232 口與所述機器人單片機連接，所述機器人單片機通過RS 422 口或USB 口與所述機器人監測模塊連接，所述機器人單片機通過所述機器人GSP1620將信息打包發送至衛星，由衛星轉發到集控中心。
[0011]進一步的，所述工控機通過RS 422 口或USB 口與所述通信單片機連接，所述通信單片機通過RS 232 口與所述地面GSP1620連接。
[0012]進一步的，所述數據庫模塊和所述GIS系統模塊連接，具體包括電網運行信息和電網周圍環境信息錄入所述GIS系統模塊，分析以及在所述顯示器上展示所述數據采集單元監測到的數據，在電網發生事故時通過對歷史數據信息進行查詢，尋找相似的事故及其解決方案進行參考。
[0013]一種基于GIS的電網災害監測及搶修方法，包含如下步驟:
1)通過無人機監測模塊和機器人監測模塊對電網運行和環境信息進行采集，并將數據信息發送至集控中心，完成對日常電網運行的監測；
2)在發生自然災害事故之后，無人機監測模塊對發生災害事故的電網區域進行重點監測，采集事故信息傳送至集控中心；
3)集控中心的信息報警模塊對災害事故進行報警，并通過數據庫模塊和GIS系統模塊的結合，在顯示器上顯示電網災害的事故地點、受損情況和天氣狀況；
4)在數據庫中尋找到與此次事故近似的電網災害事故，并調出其解決方案和事故最終影響，對此次事故解決提出方案并預計災害可能造成的的損失；
5)對于損失評估之后，在GIS系統上對受災地區的搶修工作按輕重緩急標記，首先對可能造成損失過大的地區進行搶修，合理安排搶修任務之后進行搶修工作。
[0014]本發明的有益效果是:本發明系統包括數據采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心，所述數據采集單元、控制單元、信息傳遞單元和集控中心依次連接；所述數據采集單元包括無人機監測模塊和機器人監測模塊，用于對電網運行情況和周圍環境信息進行采集；所述控制單元包括無人機單片機和機器人單片機，所述機器人監測模塊采用線路巡檢機器人，用于對所述數據采集單元采集到的數據信息進行整理并通過信息傳遞單元發送出去；所述信息傳遞單元包括無人機GSP1620、機器人GSP1620、衛星、地面GSP1620和通信單片機，用于對所述無人機單片機和機器人單片機收集整理的數據信息通過衛星進行傳遞，發送至集控中心；所述集控中心包括工控機和顯示器，所述工控機內設置信息報警模塊、數據庫模塊和GIS系統模塊，用于對監測到的信息進行顯示并對事故進行報警。通過機器人監測模塊對電網線路進行常規監測，采集電網運行