本发明涉及电网监测，特别是一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法。
背景技术：
1、随着电力系统智能化建设的不断发展，安装在电力系统中的电力设备也越来越多，增加了电网的复杂性和不确定性；其中，电力设备的运行状态是否正常直接关系到电力系统的运行是否安全；为了实时了解这些电力设备的运行状态，进而应对突发状况，越来越多的在线实时监测设备被安装至电力系统中，因此如何为这些实时监测设备供电已成为一大难题；由于部分电力设备和监测装置长期暴露于野外，电力维护人员定期维护成本极高，因此相较于仅使用蓄电池供电，通过俘获环境中的能量实现监测装置自取能的供电技术更受青睐；根据能量的来源不同，自取能技术可大致分为从电网系统内部取能和系统外部取能，相较于利用太阳能、风能和震动能，电网自身的磁场能和电场能基本不会受到环境和天气的影响，能够提供稳定可靠的能量；当电网正常运行时，输电线路中的负载电流通常很高，因此输电线路周围存在工频交流磁场，可以利用改进后的电流互感器对磁场能量进行俘获，这种自取能方式也被称为电流感应取能；为了降低长距离输电过程中的损耗，电网一般运行在很高的电压等级，输电线路存在很强的电场能量，因此对电场进行俘获的取能方式也被称为电场感应取能；相较于不断变化的负载电流，利用基本稳定的电场能量为监测设备供电似乎是更好的选择，但是电场感应取能的输出功率较小，且输出的交流小电流呈现高容性阻抗，因此为了满足红外机芯的供电需求，采用电流感应取能方案才是更好的选择。
2、但目前常见的解决方案存在诸多缺点，包括：由于输电线路的负载电流变化范围较大，从数十安到数千安，小负载电流将导致输出功率无法满足监测设备的需求，出现供电死区；而大负载电流将导致取能线圈的磁芯饱和发热甚至烧毁，同时感应电动势会很高，存在击穿风险；针对以上不足，可以通过增加一次侧补偿线圈、优化二次侧线圈设计、优化磁芯设计和磁芯材料以及改进保护和处理电路的方法得到很好的改善；除了从取能模块、处理电路和储能模块之类的取能装置入手外，还可以从监测设备入手，即在必要阶段主动降低监测设备的功率需求，进而有效减小供电死区。
技术实现思路
1、鉴于对自取能随机波动进行自适应控制时，现有技术中由于输电线路的负载电流变化范围较大，小负载电流将导致输出功率无法满足监测设备的需求，出现供电死区，大负载电流将导致取能线圈的磁芯饱和发热甚至烧毁，存在击穿风险等问题，提出了本发明。
2、因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种基于红外机芯图像采集系统的自取能随机波动的自适应采集系统，限制输入电压的幅值，抵抗雷电流，为后续电路提供纯净可靠的直流电源，通过对电源模块的输出功率和储能元件进行实时监测，并以此为依据对红外机芯的功耗进行自适应调整，应对自取能的随机波动，减少机芯所需功率，实现对自取能波动的自适应调整，有效减小供电死区的方法。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明实施例提供了一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其包括对输电线路进行电流感应式自取能，得到直流电压；利用能量管理电路采集输出功率和电压并传输至红外机芯监测装置中的数字控制器；利用所述数字控制器对所述输出功率和所述电压进行判断，调整红外机芯监测装置的运行功率，减小供电死区。
5、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：红外机芯图像自适应采集系统包括前端抗冲击保护电路、整流滤波电路、dc/dc电源模块、储能电容、能量管理电路以及红外机芯监测装置。
6、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：所述电流感应式自取能包括以下步骤：当电网正常运行时，由于输电线路上存在负载电流，因此在输电线路周围存在着工频交变磁场，利用取能线圈从线路上感应出电势，具体公式如下：
7、
8、φ＝ba
9、b＝μh＝μdnil
10、其中，v1为取能线圈感应出的交流电压；n为取能线圈的匝数；f为负载电流il的频率；φ为取能线圈铁心主磁通；b为磁感应强度；a为取能线圈铁芯的横截面积；μ为铁心的等效磁导率；h为磁场强度；d为总磁路长度；il为负载电流；利用所述前端抗冲击保护电路限制输入电压的幅值，抵抗雷电流，取能线圈感应出的交流电压v1首先经过所述前端抗冲击保护电路，再经过所述整流滤波电路，将交流电压整流成直流电压vdc后进行滤波；利用所述dc/dc电源模块将所述直流电压vdc分别转换成符合所述储能电容和所述红外机芯监测装置的供电要求的电压，利用所述能量管理电路进行对所述红外机芯监测装置的供电和能量的存储。
11、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：所述输出功率为dc/dc电源模块的输出功率；所述电压为储能电容两端的输出电压。
12、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：对所述输出功率和所述电压进行判断包括dc/dc电源模块的输出功率pout大于等于功率阈值pth和dc/dc电源模块的输出功率pout小于功率阈值pth。
13、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：所述dc/dc电源模块的输出功率pout大于等于功率阈值pth包括以下步骤：若所述dc/dc电源模块的输出功率pout大于等于功率阈值pth，则红外机芯监测装置进行满功率运行，执行下一步骤；判断所述储能电容两端的输出电压vout是否大于等于电压阈值vth，若输出电压vout大于等于电压阈值vth，则dc/dc电源模块仅为红外机芯监测装置供电，红外机芯监测装置进行满功率运行；若输出电压vout小于电压阈值vth，则dc/dc电源模块为红外机芯监测装置供电，红外机芯监测装置进行满功率运行，并且对储能电容进行充电，直至储能电容两端的输出电压vout上升至电压阈值vth。
14、作为本发明所述考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的一种优选方案，其中：所述dc/dc电源模块的输出功率pout小于功率阈值pth包括以下步骤：若所述dc/dc电源模块的输出功率pout小于功率阈值pth，则dc/dc电源模块无法保证红外机芯监测装置的正常运行，储能电容将为红外机芯监测装置供电，执行下一步骤；判断所述储能电容两端的输出电压vout是否大于等于电压阈值vth的a1％，若输出电压vout大于等于电压阈值vth的a1％，则储能电容为红外机芯监测装置供电，红外机芯监测装置进行满功率运行；若输出电压vout小于电压阈值vth的a1％，则执行下一步骤；判断所述储能电容两端的输出电压vout是否大于等于电压阈值vth的a2％，若输出电压vout大于等于电压阈值vth的a2％，则储能电容继续为红外机芯监测装置供电，但红外机芯监测装置的输出图像的帧率减半；若输出电压vout小于电压阈值vth的a2％，则在所述红外机芯监测装置的输出图像的帧率减半的基础上进一步降低输出图像的分辨率。
15、第二方面，本发明为进一步解决自取能技术中存在的安全问题，实施例提供了一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制系统，其包括：电压处理模块，用于利用取能线圈从输电线路中感应出交流电压，利用前端抗冲击保护电路限制输入电压的幅值，利用整流滤波电路将交流电压整流成直流电压并进行滤波，利用dc/dc电源模块将直流电压分别转换成符合储能电容和红外机芯监测装置的电压；数据采集模块，用于利用能量管理电路采集dc/dc电源模块的输出功率和储能电容两端的输出电压并传输至红外机芯监测装置中的数字控制器；功率调整模块，用于利用数字控制器对输出功率和电压进行判断，对红外机芯监测装置的运行功率进行调整，减少红外机芯监测装置的功耗，减小供电死区。
16、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的任一步骤。
17、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的任一步骤。
18、本发明有益效果为：本发明提出一种考虑自取能随机波动的自适应控制方法，将自取能装置的输出功率和储能电容两端的电压作为判断依据，对红外机芯监测装置的运行功率进行实时调整，进而应对自取能的随机波动，实现减小供电死区的目的；从监测装置和控制方式的角度出发，减小供电死区，改进了现有算法，仅需要在原有的硬件系统上增加较少的额外硬件电路，降低了硬件系统的复杂度，提高了硬件系统的可靠性，具有更宽泛的应用价值。
1.一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：包括：
2.如权利要求1所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：红外机芯图像自适应采集系统包括前端抗冲击保护电路、整流滤波电路、dc/dc电源模块、储能电容、能量管理电路以及红外机芯监测装置。
3.如权利要求2所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：所述电流感应式自取能包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：所述输出功率为dc/dc电源模块的输出功率；
5.如权利要求4所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：对所述输出功率和所述电压进行判断包括dc/dc电源模块的输出功率pout大于等于功率阈值pth和dc/dc电源模块的输出功率pout小于功率阈值pth。
6.如权利要求5所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：所述dc/dc电源模块的输出功率pout大于等于功率阈值pth包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：所述dc/dc电源模块的输出功率pout小于功率阈值pth包括以下步骤：
8.一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制系统，基于权利要求1～7任一所述的一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的一种考虑自取能随机波动的红外机芯自适应控制方法的步骤。
