方面 架空线路导线温度实时监测架空输电线路是电力系统的重要组成部分， 旦发生故障会严重影响系统的安全稳定运行。输电线路运行状态和故障信息是随 着环境和输电线路的运行状况不断变化，而导线温度和导线电流是关系输电线路 安全的关键参数。在线实时测量导线或导线接头温度，监测导线易受损点的状态， 避免电网事故，对保障线路安全非常重要。 输电线路动态定额及增容目前我国社会用电需求快速增长，电力短缺成为 制约发展的瓶颈，除加快电网规划建设以外，重要的途径就是通过技术改造和技 术升级挖潜增效。年国家电网公司正式启动包括各级电压等级电网的全面 提高现有电网输送能力的工作。因此可以通过在线监测线路的导线温度风速 日照强度和环境温度等，计算并控制线路的载流量，根据实际气象条件和线路参 数确定的导线输送限额，般可以提高输电线容量的，能有效提高现 有架空线路的传输效率。 四轴小型无人机在线巡检四轴无人飞机装载高清摄像头红外温度测温仪 在线路上进行视频巡检。高清摄像头查看线路是否存在受损，红外测温仪可以对 导线测温节点以外的部分进行温度监测。 现有的线路温度弧垂测量装置由于采用无线远程传输方式，能 耗高，只能采用高压线互感取电方式，体积和重量都很大，超过了国家电网关于 架空送电线路导线温度在线监测装置技术导则基本技术要求安装 在导线地线上的单个监测单元整体重量应小于的要求，影响架空线路 的安全。 项目产品采用基于短距离无线通信技术，球形太阳能供电系统，安装方 便体积小重量轻无线传感网低功耗自组织网络无线实时数据等特点。 而且基于低功耗的无线传感网络技术，可以非常方便的集成微气候传感器张力 传感器弧垂传感器图像传感器等，构成架空线路运行和故障综合监测系统， 保障电网运行安全。因此，随着我国电力网络的发展市场需求量很大。 产品的供需预测价格现状及变化趋势 基于无线传感网络的高压输电线实时在线监测设备主要用于架空高压输电 线的实时在线温度检测，这领域的高新技术产品还是个较新的市场空间，我 国的架空输电线路普遍还未采用无线实时检测技术，因此市场容量巨大，并且近 年来的年增长率是将近。类似些新品的市场空间与利润空间巨大，目前，许 多相关产品厂商的利润空间远远高出电子行业的社会平均利润率。 根据我们的分析，当前在国内，具有自主知识产权技术水平达到国际先进 的高压输电线实时在线监测系统的市场情况还处于供不应求的阶段。本产品的技 术具有创新性，处于国际先进水平。因相关技术产品还处于供不应求的状况，所 以同类产品的价格较高，国外具有类似功能的产品价格在万元人民币，国 内目前还没有具备相同技术水平的相关产品，功能相似的低端产品价格在万元 左右。随着行业技术进步和竞争的加剧，预计在年内，产品的价格还会处于稳 定的状态，在年后相关产品的价格将出现下降的趋势。 本项目的质量档次市场定位市场份额与竞争优势 本项目产品首先立足于国内市场，我公司针对该产品市场特点，建立以华北 东北南网华东为中心的营销策略。首先在以上区域的主要省市，开展产品的 推广工作，逐步向周边省市扩展。 浙江省线路条，线路条，假如条线路上装个温度 测量装置，线路以上的潜在需求量就有个以上，产品出厂单价为 万元不含税，仅浙江省市场需求量就达到万元左右。 与当前国内外其他相关产品相比较，本项目产品性能具有明显优势。在具备 相同功能的同类产品中处于中高端水平。技术指标的比较如表所示。 表技术技术和红外热像技术方案的比较 技术的测温装置技术的测温装置红外热像仪测温装置 硬件成 本低中高 运营费无高 功耗低峰值功率高大于中 重量 体积 球形体积较小直径 球形体积大直径 测量精 度 通信方 式 供电方 式球形太阳能取电高压线路感应取电 安全性高低 工作方 式接触式在线监测接触式在线监测手持非接触式监测 组网能多点自组织专网不能多点自组织专网 与同类产品相比，该项目产品还存在以下三个方面的优势 技术优势 本公司直在无线传感网自组织网络协议，无线传感网射频模块开发能力 无线传感网网关技术无线传感网安全技术等处于国内领先水平。研发团队有多 年的相关项目研究开发经验，有较强的技术人才优势和行业背景，能保障项目顺 利实施。 项目产品关键技术电力线安全监控无线传感系统组网协议电力线安全监控 无线数据传感控制软件电力线安全监控无线传感系统上位机控制软件已获得软 件著作权，因此在国内市场竞争有明显的技术优势。 性价比优势 与现有的导线温度测量系统相比，项目产品采用技术的产品，安装方便 体积小重量轻，无线传感网低功耗自组织网络无线实时数据等优点，采用 球形太阳能供电系统，还可以用于直流输电线路，地线架空地线复合光缆 上，性能优势显著。 项目的意义及必要性，国内外现状和技 术发展趋势 项目的意义及必要性 随着国家经济的发展，用电负荷不断攀升，在西电东送南北互供全国 联网形势下，长距使用温度风速日照强度导线表面状态辐射系数吸热系 数空气的传热系数等因数有关。因此可以通过在线监测线路的导线温度风速 日照强度和环境温度等，计算并控制线路的载流量，根据实际气象条件和线路参 数确定的导线输送限额，般可以提高输电线容量的，对缓解输电线路 输送容量不足的矛盾起到积极的作用。 目前基于无线网络的架空送电线路导线温度在线监测装置，不能 满足电力闭环系统的安全性多点组网要求，特别是由于信号采集传输的功耗 超过，无法采取太阳能或电池供电方式，只能采用高压线互感取电，即通过 线圈感应从高压线上取电，整个装置体积大，重量达到，超过了国家电网 关于架空送电线路导线温度在线监测装置技术导则的要求基本技术要 求安装在导线地线上的单个监测单元整体重量应小于，将影响到 高压导线的稳定和安全。 因此，只有本项目的关键是如何降低监测设备的功耗，本项目采用无线传感 网技术开发了架空送电线路导线温度在线监测装置，功耗毫瓦，体积较小 直径，重量，完全符合国家电网技术规范小于的要求。 而且无线传感网技术通过智能路由实现任意测量装置之间的最优拓扑组织，暨当 监测装置的空间位置距离顺序发生变化，甚至些测量装置出现故障及损坏 的情况时，重新组织网络结构保障网络的正常运作，大大提高测量装置的自动化 水平及稳定性。 架空送电线路实时动态增容监测系统体系结构 实时动态增容监测系统包括导线温度在线监测装置气象测量站 传输模块控制中心。其中，低功耗的无线传感网节点能够在个高压塔架周围 实现个无线传感网络，采集导线温度环境温度风速日照强度等数据，并 在每个高压塔架上的主节点通过等通讯主干网将数据传送到控制中 心，如图所示。 图基于无线传感网络的架空送电线路实时动态增容监测系统示意图 控制中心系统包括集群通信前端监控系统软件数据服务器系统 架空输电线路动态增容计算模型。 导线温度监测装置安装在各线路导线上的温度检测装置，按照接受到 的指令进行导线温度检测，监测数据发送至计算分析监控中心。 无线传感网由装置实现了基于技术体系的高压输电线路温度监测 系统接入电力现有的骨干网络，实现了实时的数据的远程存储和分析处 理。 小型气象检测站根据小气象条件，选择安装在线路温度检测装置附近。 按照接受到的指令进行参数监测，监测数据发送至计算分析监控中心。 主要技术与性能指标 子节点主要技术参数 基于无线传感网技术体系的高压输电线温度监测系统低功耗，系 统整体功耗低，可以在使用较小的蓄电池与太阳能板的情况下在阴 雨天气连续工作长达天，每天正常工作小时 输出电压 峰值功率 最大输出电流 控制板尺寸长宽 重量，球形体积较小直径 允许长期通过导线负荷电流可根据客户要求提高到 导线温度测量范围，精度，接触式 交流电流测量的范围可根据客户要求提高到， 精度 采集信号发送间隔时间分钟小时该功能可以开启关闭 报警温度门限设定范围 通信方式 单装置多测温点增加测温的可靠和准确性。 主节点主要技术参数 载波波段 发射功率 传感信号温湿度信号，开关信号，串口信号， ，信号，脉冲信号等 输出信号红外，串口信号，开关信号 供电方式电池或 工作电流发射接收待机 通信方式。 项目产品的关键技术及创新点 关键技术 无线传感网自组织网络协议 本项目中自主开发的无线传感网技术协议具有下列几个优势具有全部知 识产权，能够适应未来在高压线路上建立无线传感网的安全监测信息化平台 可以实现该项目在技术协议上的最优化，进步提高通信效率，降低功耗，提高 速度与相比，未来可以开发无限制多跳的传感网协议，在高压塔架之 间实现无线传感网通讯，可以不再依赖现有的通讯主干网。目前版本无法 实现无限制的多跳通讯④最重要的是采用更加安全的加密技术，防止高压线温 度等数据泄密或被篡改。 球状太阳能的设计技术 本项目的技术难点之是能源系统的设计。无线传感网技术提供了超低功耗 通信的技术基础，使采用太阳能供电成为了可能。但是在高压线路上所有设备不 能存在棱角，因此不能采用平板太阳能，另外考虑到太阳能系统的采光效率，因 此本项目采用球状太阳能电池单元，可以从各个角度接受光线，提高采光效率。 架空送电线路导线温度在线监测动态增容分析技术 产品的功能系统包括监控中心系统导线温度检测装