在线监测在智能化变电站中的应用
这是一篇关于智能电网,变电站,在线监测的论文, 主要内容为智能变电站是智能电网的重要组成部分,而在线监测系统又是实现智能变电站的基础,在线监测系统发展贯穿与智能电网发展过程中。本文从应用的角度对袍兴220kV智能变电站应用的在线监测系统进行分析。主要的内容和成果如下：((1)该站在线监测系统采用模块化集成的设计方案,对现阶段存在的问题提出了一系列解决方案。(2)各在线监测系统不仅可以作为独立的在线监测系统单独运行,又可以作为数据源为状态监测综合系统提供支撑。(3)该系统设计采用B/S三层架构体系,结合目前流行的SSH(Struts、Spring、 Hibernate)框架,以J2EE技术架构构建WEB应用平台,实现适应多种不同数据库平台,以自主研发来满足电力行业特点对业务应用的要求。
基于云平台的开关柜在线监测系统
这是一篇关于开关柜,温升故障预测,改进麻雀算法,BP神经网络,在线监测的论文, 主要内容为在我国经济迅猛发展的今天,人们在日常生活与社会生产中,对于供电可靠性技术要求越来越高。开关柜作为电力系统的重要组成部分之一,在整个电力输送过程中起着至关重要的作用,且数量不断增加。由于开关柜长期处于大电流状态,其内常有温升发热故障,严重者会引发火灾,导致停电等重大安全事故。因此,基于上述问题进行研究分析,开发适用于开关柜温升状态的监测系统显得十分必要。(1)传统的监测中心缺少对数据进行分析和处理的功能,仅对监测数据预先设置阈值,无法实现温升预判性监测。现通过对(Sparrow Search Algorithm,SSA)麻雀搜索算法进行改进,然后优化BP神经网络(Back Propagation,BP),进行开关柜温升数据温升风险等级预测,进而掌握开关柜内部温升运行规律,对开关柜的温升运行状态进行精准预测。首先对麻雀搜索算法提出两种改进方法,方法一是通过佳点集初始化种群,并引入非线性权重因子,结合差分进化和精英策略将麻雀搜索算法进行改进,提出了融合差分进化和混合多策略的麻雀搜索算法(Differential evolution,Elitist strategy,DEH-SSA)。方法二是对发现者位置更新公式加以改进,并在该位置更新后的最优位置处引入迭代局部搜索策略,将黄金正弦算法作为一个算子融入麻雀搜索算法,进而提出了基于黄金正弦和迭代局部搜索的麻雀搜索算法(Gold-SA Iterated Local Search,GI-SSA)。通过仿真实验验证两种改进型算法性能更优且更具竞争性优势。接着将改进的麻雀算法与BP网络进行有效融合,对BP网络存在易陷入局部极值点和收敛速度慢等缺陷进行弥补,对网络性能进行优化,应用到开关柜温升故障风险等级预测中。采用开关柜实际运行温升数据,通过一定样本的温升数据进行仿真实验,并与粒子群优化BP算法(Particle Swarm Optimization,PSO)进行对比,验证了改进麻雀算法优化BP神经网络温升预测效果更加优良,为后续温升云监测中心温升预测模型的调用奠定了基础。(2)通过开发开关柜云温升监测中心,将(Long Range Radio,Lo Ra)无线射频与4G通信技术结合起来,结合开关柜特定应用场景,设计了Lo Ra自组网感知与4G汇聚上传云端的网络结构。采用CT电磁感应原理实现电源的隔离变换,电压变换,为测温设备供电,实现电源自供给的功能。对终端设备中软硬件部分进行开发。利用边云协同数据处理机制,对传统的开关设备监控系统的数据处理和存储方式进行改进,采用自适应阈值算法,对边缘智能处理模型进行优化,应用于监测数据的分级传输中,避免云服务器与测温终端节点设备相距较远而导致数据上传延时,造成的显示界面温升数据不同步问题。开发设计监测中心云平台,在云端调用温升预测模型,进行温升风险等级预测,进行温升预判性监测。通过建立了异步连接的Socket和Web Socketde现场网关和Web端通信,采用TCP/IP连接的4G模块到达服务器,进行云端服务器通信,实现开关柜温升状态数据流可视化展示功能。最后通过数据传输测试和现场运行测试,验证了监测系统的可行性与工程研究应用价值。
基于IEC61850标准的SF6断路器在线监测系统关键技术研究
这是一篇关于高压断路器,在线监测,IEC61850,C#,Socket通信的论文, 主要内容为高压断路器是电力系统中重要的电力设备,在电网中起着控制和保护作用,随着电力系统规模和容量的不断扩大,保证电力系统的安全、稳定运行对提高人们的生活质量越来越重要,高压断路器在线监测技术日益显示出其重要性和必要性。传统检修方式具有盲目性大、费用高、利用率低等缺陷,因此科学的检修方式对高压断路器的可靠运行有着重要的经济意义和技术意义。目前,高压断路器在线监测缺乏统一的电力系统标准,不同厂家生产的在线监测设备采用不同类型的通信规约,造成设备之间难以进行互操作,浪费了人力物力财力。IEC61850标准是变电站通信网络和系统的国际标准,制定目的旨在实现不同厂家智能电子设备(IED)的互操作性。本文主要研究的是SF6断路器在线监测系统,首先介绍了电网的检修体制以及研究情况,提出状态检修的必要性,其次详细论述了断路器的结构及其工作原理,并确定了主要的监测量。然后本文在分析研究IEC61850标准的基础上,总结了IEC61850的系统架构和技术内涵；对IEC61850面向对象的建模思想进行研究,归纳总结IED建模的一般步骤,并对基于IEC61850标准的SF6断路器在线监测系统中的智能电子设备进行了信息建模。最后本文设计了一套SF6断路器在线监测系统,包括硬件部分的传感器+数据采集与通信单元+上位机的结构和软件部分上位机和后台监控终端的软件实现。根据功能性和可靠性的要求选择了合适的传感器,采样单元是基于FPGA和ARM的双核系统,上位机是一个小型的工控机。上位机和后台监控终端都是基于C#编程语言的软件系统,主要涉及人机界面的设计、网络通信、故障诊断等方面。本文研究的在线监测系统采用以上结构,它能够有效地实现SF6断路器的数据采集、存储、处理、运算、通信等功能,满足智能电网在线监测的要求。
输电线路微气象区覆冰在线监测系统设计与实现
这是一篇关于输电线路覆冰,在线监测,B/S,Ajax,J2EE的论文, 主要内容为我国地理及气候条件较为复杂,总体具有北风寒冷、南风温润的特点,尤其在冬天北纬三十度附近的区域,北风南风变化无常,时常导致雾凇、雪淞、雨凇等气候现象。作为电力输送通道的高压输电线路,不可避免地架设在潜在气象尤其是微气象灾害多发的区域,其中又以雨凇对电网造成的灾害最为重大。传统人工巡检维护、人工除冰手段已无法满足电网防灾的迫切性和时效性。要保证线路运行安全,实现智能电网要求的线路风险状态可监测、可预防、可处理的条件,须通过线路自动巡检、在线检测、专家系统接入和机器人除冰或直流除冰等智能化的技术手段作为支撑。目前,又以输电线路微气象导致的覆冰现象的预报与测量技术最为迫切需要得到稳定高效的实现。本文从现实出发,结合历次覆冰灾害预报与处理工程,分析现有输电线路在线监测系统面临的问题,针对覆冰实时监测系统的应用需求,设计开发了一套基于J2EE技术的WEB覆冰在线监测系统应用系统。在论文中对Ajax技术J2EE架构及采用模型计算与图像算法综合的解决方法做了较为详细的论述。
基于泛在电力物联网的电缆信息综合处理系统
这是一篇关于物联网,微服务框架,局部放电,在线监测,支持向量机的论文, 主要内容为电力电缆是电力输配电系统中不可缺少的一部分,其运行的安全性和可靠性受到电力运维人员和研究者的重视。2019年国家电网提出“三型两网、世界一流”战略目标,泛在电力物联网是“两网”之一,其建设的重点在于电力系统中海量数据的采集和综合处理。为给泛在电力物联网体系的完备构建提供解决方案,本文在电缆信息综合处理系统需求的基础上,结合微服务架构技术,设计了电缆信息综合处理系统的总体方案,研究了运行电缆局部放电信号处理方法,并实现了系统的功能。本文主要开展了以下几个方面的工作:首先,基于Spring Cloud框架设计了面向泛在电力物联网的电缆信息综合处理系统,并完成了泛在电力物联网中专用网关的设计。为了解决单体式架构开发泛在电力物联网系统带来的系统耦合度高、开发效率低和可扩展性差的问题,本文设计了基于Spring Cloud微服务框架的电缆信息综合处理系统。根据泛在电力物联网的需求,以及微服务的划分原则,将电缆信息综合处理系统垂直划分为7个独立的微服务,实现了各微服务的独立设计、独立开发与独立部署。为了解决终端设备接入协议和数据格式不同的问题,应用MQTT协议完成了对物联网中专用网关的设计,实现了系统中数据的统一管理。其次,本文设计了基于分布式的运行电缆局部放电信号在线监测系统,构建了电缆信息综合处理系统中各个微服务。为了实现运行电缆的实时在线监测,在研究局部放电信号采集原理的基础上,设计了基于分布式的运行电缆局部放电信号采集系统。为了更好的构建电缆信息综合处理系统中的各个微服务,采用了My SQL关系型数据库存储数据,详细设计了电缆信息综合处理系统的数据库和时序图等。然后,本文研究了基于DE-PSO的二叉树多分类支持向量机算法以识别电树枝及其放电的四个阶段,实现了泛在电力物联网中对运行电缆绝缘性能的评估。该算法采用主成分分析法提取累计贡献率高的特征参数组成支持向量机分类器的输入数据集,应用二叉树多分类理论构建分类器,使用DE-PSO算法求解分类器的最优参数,并训练分类器使其达到最优识别性能。通过数据仿真验证,结果表明所应用的算法能够识别电树枝及其发展的四个阶段,提高了运行电缆绝缘性能评估的准确性。最后,本文阐述了电缆信息综合处理系统的运行实例,且已成功部署运行在合作企业中,实践证明,系统满足了泛在电力物联网数据量大、请求量多和在线分析准确性高的需求,提高了电缆运维的自动化水平。
地铁列车走行部状态监测系统
这是一篇关于走行部,双光图像,红外测温,在线监测的论文, 主要内容为地铁列车走行部是列车的牵引和承重装置,若走行部存在故障,势必会对列车运行安全带来隐患。而及时发现并处理走行部故障,是保障列车运行安全的有效途径。为能及时准确地监测走行部状态,本文研究并开发了一种基于非接触式红外热像仪测温的地铁列车走行部状态监测系统,主要工作包括:(1)针对传统监测方式存在的数据失真严重、传感器繁多和项点单一问题,设计了适用于线路正线的走行部监测系统方案并搭建了现场硬件平台。该方案将系统分为现场检测系统和轨旁服务系统,现场检测系统中设计了可见光图像定位与红外图像测温结合的温度检测方案和基本数据采集方案;轨旁服务系统中设计了数据管理方案、数据显示方案和数据上报方案。与传统方案相比,该方案具备监测范围广、数据真实、实时性好等优点。(2)基于设计方案与硬件平台,开发了现场检测系统和轨旁服务系统软件。现场检测系统软件包括主机和从机两部分,能够完成传感器数据采集、双光图像处理、走行部部件故障诊断、数据传输和系统管理任务;轨旁服务系统基于B/S架构开发,分为前端和后端软件,能够完成数据解析、数据管理、Web界面显示和向智能运维平台上报数据任务。(3)为准确提取部件温度并提高故障诊断准确性,提出并实现了双光图像处理策略和故障综合诊断分析策略。针对部件温度提取,提出了基于YOLOv4目标识别算法与仿射变换相结合的双光图像处理策略;针对部件故障诊断,提出了基于数据相关性及多维数据分析的走行部部件故障诊断策略。经过现场应用验证,双光图像处理策略能够完成目标识别和双光图像配准任务;故障诊断策略能够准确识别部件故障并对故障分级。(4)为验证系统功能完整性及系统可靠性,进行了实际过车测试及黑体验证试验。经过长期大量过车测试与试验数据分析,系统数据采集、处理、传输、存储、显示、上报功能均正常,可完成走行部状态监测任务;系统漏检率低,抗干扰能力好,具备于线路正线中长期稳定运行的能力;系统测温精度及测温准确率高,保障了数据可靠性,有效降低了系统误诊率。
输电线路温度在线监测技术研究
这是一篇关于输电线路,测温终端,在线监测,动态增容,ZigBee的论文, 主要内容为输电线路是我国电网的主要架构,其运行状况直接影响着整个电网的安全可靠运行,与我国经济发展、社会民生密切相关,特别是在重大政治和文体活动中,保电要求更高。我国输电线路分布广泛、周围环境复杂,极易出现故障,近几年线路事故频发。进行输电线路温度在线监测不仅可以实时了解前端设备运行状况,为故障诊断、线路设计提供可靠数据,还可以通过实时监测温度等信息进行输电线路动态增容,为提高线路载流量提供技术支持。开展输电线路温度在线监测技术,是实现我国“坚强智能电网”的基础。首先,本文阐述了研究输电线路温度在线监测技术的背景和意义,介绍了当前国内外该技术的研究现状。分析了当前的测温方式,然后从输电线路载流量与线路温度的关系入手,构建了基于输电线路温度的动态增容数学模型。根据系统设计原则和要求,从供电方式和通信方式上进行分析与研究,针对测温终端取电难的问题,提出了一种改进的高压电场感应取电技术,解决供电问题,为保证系统通信可靠,采用ZigBee近距离与GPRS远程通信相结合的方式,实现测温终端、主机、基站、监控中心之间的通信,之后,提出了输电线路温度在线监测系统总体方案,并分析了系统每部分结构的功能以及系统实现的功能,由于输电环节会产生海量的数据,传统的数据库很难应对当下数据存储与分析的要求,本文在系统总体结构中的后台监控中心加入大数据分析模块。最后,在前面研究的基础上,本文对测温终端和测温主机硬件部分进行设计与研究,终端主控制器采用领先的CC2530芯片,它本身可以无线收发数据,无需外接通信模块。并根据系统功能完成了软件设计,对测温系统进行了测试,并在淄博市市属线路中进行应用。
输电线路覆冰在线监测系统研究与实现
这是一篇关于输电线路,在线监测,线路覆冰,模块架构的论文, 主要内容为输电线路运行状态直接影响电网安全，08年以来冰灾频繁发生，导致多起骨干网架线路的倒塔断线事故。冰灾高危地区巡视人员往往不易到达，巡视周期难以满足安全需要。输电线路覆冰在线监测系统的出现，为输电线路的防冰巡视及安全维护开辟了新思路：将线路覆冰的定量测量与定性分析两者结合，提高覆冰测量和预测的准确度，有效防止“冰害”事故危害电网运行安全。 输电线路覆冰在线监测系统涉及计算机技术、软件工程技术、微量信号传感技术、数据信息处理技术、电磁兼容技术、网络通讯技术等高新技术。输电线路覆冰在线监测系统集成环境条件的监测（温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、金具倾角）、视频图片的覆冰外貌和生成观察，采用现有联通/移动成熟的通信网络进行实时数据传输，借鉴国内外研究成果进行覆冰载荷计算、覆冰生长机理、杆塔和金具强度校验的理论研究，通过专家软件库进行冰情预报，开展除冰工作。 本文阐述了输电线路覆冰在线监测系统的研究现状和亟待解决的问题,对监测系统的实现技术和可靠性等问题进行了分析，给出覆冰在线监测系统架构，提出了输电线路覆冰在线监测系统的实现方法、解决方案。本文对四川省电力公司输电线路覆冰在线监测系统进行了整体架构设计，对四川省电力公司不同厂家前端设备与后台管理系统联调困难的问题，通过数据通讯中间层的思路进行解决。建立起的四川省电力公司输电线路覆冰在线监测系统，具备了如下功能：1.通过系统管理模块，对应线路属性、监测信息，实现设计、运行等不同参数的详尽设置，形成线路属性、状态信息的统一数据资料，设置不同权限分级完成线路维护和数据管理工作。2.通过统计分析模块，分析统计在线监测数据和故障报警信息，向线路运行检修单位提供输电线路运行分析、覆冰预测的报表、报告，使运行人员掌握输电线路的运行状态。3.通过报警管理模块，分类处理提示、预警、报警信息，发布线路面临的冰害隐患，帮助线路运行人员决策融冰，智能化管理融冰处置流程，提高工作处理效率。
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