[0001] 本发明涉及输电线路的状态检测监测技术领域，尤其涉及一种输电线路的状态确定方法、系统及装置、设备及存储介质。

[0002] 智能线路传感器和设备越来越多地用于配电和输电系统，以增强系统监控和态势感知。这些设备具有不同的功能，加上控制室的操作技术，为电网现代化和分布式能源管理提供了前所未有的机会。具有浮动电压参考点的传感器提供了经济高效的方法来捕获现场测量，如电场、线路电流和导体温度。

[0003] 无论是输电线路还是配电线路，都面临着日益增长的山火威胁，包括由故障、损坏或维护不足的电网引起的山火。当线路断线时或发生单相或两相接地故障时，输电线路在干燥植被附近电弧容易引发山火；另一方面，山火的烟尘将严重威胁线路的绝缘能力，造成线路绝缘水平降低，引发对地放电，进一步导致山火的蔓延，使事故恶化。为了减少停电频率和停电时间来提高可靠性，需要进行线路进行山火监测、故障监测和定位，以减少停电时间，提升供电质量。

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 请参阅图1，图1为本发明实施例中一种输电线路的状态确定方法的应用环境图，该方法应用于输电线路的状态确定系统00，系统00包括服务器10、输电线路20、输电杆塔30以及线路传感器40，其中，线路传感器有若干个，输电线路有若干个，线路传感器分别安装于输电线路上，线路传感器与输电线路一一对应，服务器与各个线路传感器之间具有通讯连接，各个线路传感器之间也具有通讯连接，以便进行数据交互，输电线路假设在一对输电杆塔之间，这一对输电杆塔可以成为输电线路的两基输电杆塔，其中，本申请所示方法可以由服务器执行，也可以由线路传感器执行，在此不做限定，本申请以线路传感器执行做举例说明，且每个输电线路上都布置了线路传感器，因此，可以由各个线路传感器分别对各个输电线路的状态做同时监测，即同时执行本发明的方法。

[0044] 请参阅图2，图2为本发明实施例中一种输电线路的状态确定系统的结构框图，图2示出了线路传感器的一种可行的结构框图，其中，线路传感器40用于执行本申请所示的输电线路的状态确定方法，该线路传感器40至少包括弧垂传感器，弧垂传感器用于采集所述输电线路的第一弧垂数据，弧垂传感器有至少两个，分别设置在输电线路的两端，比如一个设置在靠近输电线路首端的输电杆塔附近，另一个设置在靠近输电线路末端的输电杆塔附近，分别采集输电线路的弧垂数据，该弧垂数据至少包括首端弧垂数据以及末端弧垂数据。

[0045] 需要说明的是，线路传感器还可以包括温度传感器及风速传感器，所述温度传感器用于采集所述输电线路的第一温度数据，所述风速传感器用于采集所述输电线路的第一风速数据，且线路传感器之间具有通讯连接，用于接收所述输电线路的相邻的n个输电线路的第二状态数据。

[0046] 进一步的，线路传感器还可以具有供电模块、通信模块以及数据处理器，供电模块、通信模块、数据处理器、弧垂传感器、温度传感器及风速传感器之间军具有通讯连接，以便各个组成部分之间相互协助实现本申请所示方法，其中，供电模块用于供电，通信模块用于建立通讯连接，数据处理器用于测量数据的处理分析以及预警数据，其中预先存储了测量数据处理分析程序集，该程序集用于实现本申请所示的方法。

[0047] 可以理解的是，本申请所示方法是一种评估山火影响下检测输电线路状态的方法，利用安装于输电线路上的线路传感器对线路弧垂、温度等状态进行量测分析。该线路传感器主要包括信号处理器、通信模块、电源、弧垂传感器、线路温度传感器、风速传感器和警报输出功能。

[0048] 示例性的，温度传感器测量空气温度和输电线路温度，温度传感器检测接近第一对输电线路塔中的的温度，并生成温度信号，该温度信号指示接近第一对输电线路塔中的输电线路塔的温度，温度数据包括该温度信号。本发明装置使用PT500铂电阻温度传感器，具有高精度、稳定性好、线性度高的优点，能够对输电线路温度进行准确测量。风速传感器用于至少记录风速和风向，检测靠近第一基输电线路塔中的一个输电线路塔的风速，并生成指示靠近第一基输电线塔中的该输电线路塔之一的风速信号，风速数据包括该风速信号。在本发明中使用旋转翼风速传感器，通过测量旋转翼的转速来推算风速，主要用于中等风速的测量，并能达到较好的精度。弧垂传感器则是利用压力传感器来测量大气压力的变化。当传感器处于不同的高度时，大气压力会发生变化，压力传感器会感知到这种变化，并将其转换为电信号。通过与预先校准的大气压力与高度的关系进行比对，就可以推算出物体所在的弧垂高度，在使用前在已知的海拔高度或者大气压力下进行校准，以确保传感器的测量结果准确，弧垂数据包括该弧垂高度。

[0049] 其中，温度传感器测量空气温度和输电线路温度，温度传感器检测接近第一对输电线路塔中的温度，并生成温度信号，该温度信号指示接近第一对输电线路塔中的输电线路塔的温度，温度数据包括该温度信号。风速传感器用于至少记录风速和风向，检测靠近第一基输电线路塔中的一个输电线路塔的风速，并生成指示靠近第一基输电线塔中的该输电线路塔之一的风速信号，风速数据包括该风速信号。在高温环境或山火期间由于风速的影响将扩大火势促使输电线路弧垂增加，温度传感器数据与弧垂传感器数据结合使用，作为创建具有提高精度的集成模型的输入。线路传感器设备可以通过通信模块从其他线路传感器设备接收数据和/或信号。并将通信数据依据算法和判据进行分析，如果确定了报警条件，则信号处理器(即数据处理器)激活报警输出。传感器设备计算弧垂在时域和空间域中的变化率。弧垂在时间域和空间域上的变化率是热辐射源(山火，高温环境、自身导体发热)不均匀增加的特征数据，通过正常天气条件下温度随时间和距离的变化率和输电线路中的正常导体发热的理论计算结果进行测量和校正，将这些数据作为线路正常供电时的状态数据库；在火灾产生强烈不均匀热量的情况下，弧垂随时间和空间的变化率都将发生改变，对这些变化量进行分析，亦将形成不同的结果，作为判断的依据。

[0050] 请参阅图3，图3为本发明实施例中一种输电线路的状态确定方法的流程图，该方法可以应用于服务器也可以应用于终端，终端可以是如上所述的线路传感器，以应用于线路传感器举例说明，如图3所示方法包括：

[0051] 301、获取两基输电杆塔之间的输电线路的第一状态数据，所述第一状态数据至少包括所述输电线路的第一弧垂数据；

[0052] 需要说明的是，为了输电线路存在山火时可以及时监测到，需要实时采集两基输电杆塔之间的输电线路的第一状态数据，状态数据用于反映输电线路当前所处状态，状态数据包括但不限于温度数据、风速数据、弧垂数据等等，通过实时采集输电线路的各种物理量状态数据，以便及时监测山火现象，其中，在高温环境或山火期间由于风速的影响将扩大火势促使输电线路弧垂增加，因此，可以通过弧垂数据来识别山火是否发生。

[0053] 具体的，弧垂数据可以通过输电线路的多个位置处的弧垂高度，本申请以首端弧垂数据以及末端弧垂数据举例说明，其中，首端弧垂数据为首端弧垂传感器检测到的弧垂高度，末端弧垂数据为末端弧垂传感器检测到的弧垂高度。

[0054] 在一种可行实现方式中，为了去除原始数据的噪声，提高数据精度，采集了状态数据后，还可以对状态数据进行预处理，具体的，步骤301之后还包括：对第一状态数据进行预处理，得到预处理后的第一状态数据，来提高数据精度。

[0055] 302、利用所述第一弧垂数据以及预设的特征提取规则，确定所述输电线路的目标弧垂变化特征；

[0056] 303、根据所述目标弧垂变化特征及预设的状态识别条件，确定所述输电线路的目标线路状态，所述目标线路状态用于反映所述输电线路是否存在山火。

[0057] 由于在高温环境或山火期间由于风速的影响将扩大火势促使输电线路弧垂增加，这种增加会导致弧垂的不均匀增加，其中，弧垂在时间域和空间域上的变化率是热辐射源(山火，高温环境、自身导体发热)不均匀增加的特征数据，因此，通过第一弧垂数据和特征提取规则来得到目标弧垂变化特征，特征提取规则用于提取弧垂变化特征，弧垂变化特征用于反映弧垂的变化情况，根据该变化特征可以分析弧垂是否异常变化，比如除自然老化以外的弧垂变化。

[0058] 在一种可行实现方式中，弧垂变化特征包括弧垂偏差以及弧垂变化率。

[0059] 因此，特征提取规则至少包括差值算法，则步骤302，包括：利用所述首端弧垂数据、末端弧垂数据及所述预设的差值算法，确定所述输电线路的目标弧垂偏差，所述目标弧垂变化特征包括所述目标弧垂偏差，其中，差值算法用于计算首端弧垂数据Ti以及末端弧垂数据Tj之间的差值，该差值即为目标弧垂偏差。

[0060] 进一步的，可以通过弧垂偏差识别是否存在山火，即步骤303包括：若所述目标弧垂偏差的绝对值大于等于预设的弧垂偏差阈值，则确定所述目标线路状态为存在山火，并输出状态提示，所述状态提示用于提示所述输电线路存在山火，提示可以包括检测出山火的输电线路的位置；若所述目标弧垂偏差的绝对值小于预设的弧垂偏差阈值，则确定所述目标线路状态为不存在山火，并返回执行所述步骤301。

[0061] 可以理解的是，预设弧垂偏差阈值可以是预先设置的线路正常状态下的弧垂偏差，当目标弧垂偏差大于等于预设弧垂偏差阈值，则认为弧垂变化异常，认为存在山火，反之，则认为弧垂变化正常，认为不存在山火，继续采集状态数据。

[0062] 在一种可行实现方式中，特征提取规则还包括变化率算法，则步骤302，还包括：利用首端弧垂数据Ti以及末端弧垂数据Tj及所述预设的变化率算法，确定所述输电线路的目标弧垂变化率，所述目标弧垂变化特征包括所述目标弧垂变化率，变化率算法可以包括时间域和空间域的变化率算法，在此不做限定。

[0063] 进一步的，可以通过变化率识别山火，即步骤303还可以包括：若所述目标弧垂变化率大于等于预设的弧垂变化率阈值，则确定所述目标线路状态为存在山火，并输出所述状态提示；若所述目标弧垂变化率小于预设的弧垂变化率阈值，则确定所述目标线路状态为不存在山火，并返回执行步骤301。

[0064] 可以理解的是，预设弧垂变化率阈值可以是预先设置的线路正常状态下的弧垂变化率，当目标弧垂偏差大于等于预设弧垂变化率阈值，则认为弧垂变化异常，认为存在山火，反之，则认为弧垂变化正常，认为不存在山火，继续采集状态数据。其中，可以同时得到多个特征，比如同时计算偏差和变化率，通过一个或多个判断规则的结果，来确定山火的发生与否，更准确识别山火。

[0065] 依据传感器采集的数据进行分析，首先，从输电线路段上的多个位置处的多个弧垂传感器接收原始弧垂数据。对原始弧垂数据进行预处理。利用线路前端的弧垂传感器数据Ti减去来自后端位置的弧垂传感数据Tj，并且将该绝对值与先前确定的弧垂T的预期差进行比较，以确定该差的绝对值是否大于阈值τs。如果偏差绝对值大于阈值的，则对传感器所处的地理位置信息进行汇总，并将信息上传系统并发送告警信息。反之，将数据进行存储，做线路监测的正常数据。

[0066] 在一种可行实现方式中，所述第一状态数据还包括第一温度数据以及第一风速数据，所述方法还包括对山火的火情分析，具体包括步骤A01至A02：

[0067] A01、在确定所述输电线路存在山火时，获取所述输电线路的相邻的n个输电线路的第二状态数据，所述第二状态数据包括第二弧垂数据、第二温度数据以及第二风速数据；

[0068] A02、根据所述第一弧垂数据、第一温度数据、第一风速数据、第二弧垂数据、第二温度数据以及第二风速数据目标进行火情趋势分析，确定目标分析结果，所述目标分析结果包括所述山火的火源以及蔓延趋势。

[0069] 需要说明的是，线路走廊附近涉及植被或因人为或雷击导致山火，从而危及线路的正常运行，线路走廊附近的温度将随山火分布位置而发生变化，同时，在线路断线前线路弧垂将会预先发生变化，利用传感器监测线路温度、弧垂数据的变化可用于研判山火对线路危急程度的研判，从而对线路采取措施。进而在发现山火时，进一步通过其余输电线路的状态数据可以实现火情分析，定位到山火源和蔓延趋势，比如得到存在山火的输电线路附件的n个输电线路的弧垂数据，分析输电线路之间的弧垂变化率和温度变化率，分析沿输电线路走廊的弧垂变化情况和温度变化情况，从而分析出沿途的变化趋势，来定位到山火源头和蔓延趋势，比如沿途弧垂变化趋势是递增的，说明越靠近走廊末端的输电线路的变化率越高，那么山火是向走廊末端蔓延，火源在走廊前端，反之，是递减的，则山火向走廊前端蔓延，火源在走廊末端，并且结合温度和风速和风向进一步决策。进而将目标分析结果作为警报提示的提示内容，一并输出，以便相关人员及时排查风险。

[0070] 由于在高温环境或山火期间由于风速的影响将扩大火势促使输电线路弧垂增加，温度传感器数据与弧垂传感器数据结合使用，做为创建具有提高精度的集成模型的输入，模型可为预先设计的神经网络模型，也可以是理论推到得出的数学模型判据。线路传感器设备可以通过通信模块从其他线路传感器设备接收数据和/或信号，将通信数据依据算法和判据进行分析；使用LTE‑M通信方式进行传感器之间的通信，当某一传感器需要发送数据时，首先需要进行通信资源的预分配和准备。设备向基站发送数据传输请求，并获取分配给自己的通信频率、时隙等资源；设备在获得通信资源后，可以开始发送数据。数据可以是传感器采集的信息、控制指令等。设备将数据按照预定的协议和格式进行封装，并通过LTE‑M网络基站接收到前一传感器装置发送的数据后，进行解码和解析。基站负责解析数据包头，提取有效信息，并将数据转发给相应的线路传感器。接收到其他线路传感器的监测数据，对数据进行比较分析，如果确定了报警条件，则信号处理器激活报警输出。

[0071] 其中，传感器设备计算弧垂在时域和空间域中的变化率。弧垂在时间域和空间域上的变化率是热辐射源(山火，高温环境、自身导体发热)不均匀增加的特征数据，通过正常天气条件下温度随时间和距离的变化率和输电线路中的正常导体发热的理论计算结果进行测量和校正，将这些数据作为线路正常供电时的状态数据库；在火灾产生强烈不均匀热量的情况下，弧垂随时间和空间的变化率都将发生改变，对这些变化量进行分析，亦将形成不同的结果，作为判断的依据。

[0072] 信号处理器将架空输电线路弧垂信号与正常状态下的架空输电线路的弧垂进行比较。信号处理器通过比较相邻的弧垂检测器和预训练的模型来确定架空输电线路弧垂信号和预期架空输电线路的弧垂之间的弧垂偏差量以及来自其它不同弧垂源的弧垂变化值。信号处理器基于至少一个或多个条件来确定生成警报，例如确定导线下垂偏差的量大于规定的非零阈值。信号处理器将架空输电线路下垂信号与相邻架空输电线路弧垂信号进行比较。同时将温度信号与预期温度进行比较，并分析温度的变化率，以此来判断山火源靠近线路的方向。

[0073] 本发明提出的方法处理流程基本如下，首先系统检测悬挂在两基输电杆塔之间的架空输电线路的弧垂变化程度，安装于线路的弧垂传感器检测当前位置的高度；第二步生成表征架空输电线路下垂的数据信号，并与临近线路和同线临近段的传感器进行通信交换传感器检测数据；第三步将临近线路传感器数据和实测的数据与预期的架空输电线路的弧垂数据进行比较。该系统通过比较相邻的各类检测传感器数据和预训练的模型来确定架空输电线路弧垂信号和预期架空输电线路的弧垂之间的弧垂偏差的量，系统基于至少一个确定的条件来生成警报，其中至少一个判断包括弧垂偏差量大于规定的阈值。

[0074] 本发明提供一种输电线路的状态确定方法，方法包括：获取两基输电杆塔之间的输电线路的第一状态数据，第一状态数据至少包括输电线路的第一弧垂数据；利用第一弧垂数据以及预设的特征提取规则，确定输电线路的目标弧垂变化特征；根据目标弧垂变化特征及预设的状态识别条件，确定输电线路的目标线路状态，目标线路状态用于反映输电线路是否存在山火。由于输电线路存在山火会导致输电线路的弧垂变化出现异常，因此通过输电线路的目标弧垂变化特征及状态识别条件来分析输电线路是否存在山火的线路状态，可以及时识别到输电线路是否存在山火，降低了山火发现不及时而对输电线路造成不利影响的现象。

[0075] 请参阅图4，图4为本发明实施例中一种输电线路的状态确定装置的结构框图，如图4所示装置包括：

[0076] 数据获取模块401：用于获取两基输电杆塔之间的输电线路的第一状态数据，所述第一状态数据至少包括所述输电线路的第一弧垂数据；

[0077] 特征确定模块402：用于利用所述第一弧垂数据以及预设的特征提取规则，确定所述输电线路的目标弧垂变化特征；

[0078] 状态识别模块403：用于根据所述目标弧垂变化特征及预设的状态识别条件，确定所述输电线路的目标线路状态，所述目标线路状态用于反映所述输电线路是否存在山火。

[0079] 需要说明的是，如图4所示装置中各个模块的作用与图3所示方法中各个步骤的内容相似，为避免重复，此处不做赘述，具体可以参阅图3所示方法中各个步骤的内容。

[0080] 本发明提供一种输电线路的状态确定装置，装置包括：获数据获取模块：用于获取两基输电杆塔之间的输电线路的第一状态数据，第一状态数据至少包括输电线路的第一弧垂数据；特征确定模块：用于利用第一弧垂数据以及预设的特征提取规则，确定输电线路的目标弧垂变化特征；状态识别模块：用于根据目标弧垂变化特征及预设的状态识别条件，确定输电线路的目标线路状态，目标线路状态用于反映输电线路是否存在山火。由于输电线路存在山火会导致输电线路的弧垂变化出现异常，因此通过输电线路的目标弧垂变化特征及状态识别条件来分析输电线路是否存在山火的线路状态，可以及时识别到输电线路是否存在山火，降低了山火发现不及时而对输电线路造成不利影响的现象。

[0081] 图5示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图5所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

[0082] 在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如图3所示步骤。

[0083] 在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如图3所示步骤。

[0084] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

[0085] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0086] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。