基于物联网的大电网停电故障监控及预警系统设计
发布时间：2021-06-09 23:00
针对智能电网对监控和停电预测的客观需求问题,基于物联网技术设计了一套大电网停电故障监控及预警系统。该系统包括故障检测装置、信息管理及无线通讯、故障节点地图绘制3个主要部分。故障检测使用嵌入式终端设计,并使用小波变换算法对故障信息进行分析,将故障的定位误差控制在8%,定相分析准确率达到100%,从而提高故障信息分析与预警信息的可靠性。故障节点地图基于GIS-MapX技术绘制,能够直观、清楚地确定故障节点位置。从监控中心的服务器到用户终端,采用ZigBee无线通讯技术,该技术传输性能安全、可靠。通过模拟故障实验对该系统进行验证,测试结果表明,该系统具备良好的可靠性与实用性。
【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(21)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
故障监控及预警系统架构图
在电力系统中，当输电线路发生故障时，会产生大量不同频率的暂态分量。暂态分量中包含大量的电压、电流的变化及相位变化等故障信息。因此，其可以用来预测设备或电力系统的故障和异常，从而大幅提高电力系统的可靠性[10]。小波变换（WT）具有良好的时频局部化能力，适合于分析故障引起的奇异信号[11]。当三相输电线路正常时，线路中通常只包含交流分量，而小波变换提取不出直流分量。但三相输电线路故障时，小波变换就可以通过提取直流分量来判断故障。为了防止直流分量过小而导致故障误判，因此通常需要设置一个阈值TH来帮助判断。其判断依据定为：
系统采用Zig Bee通信技术，该通信技术的数据传输方式有两种：数据透明和点对点数据传输方式[13]。数据透明传输方式能够充分利用故障数据的自动发送机制，又不需要附加网络ID信息，所以选用此方案作为输电线路上各节点与监控总部服务器节点的故障数据传送方案，并选用32个字节作为数据包的长度。检测装置终端可以检测到三相电力传输线路每相的断相、短路、接地等故障状态。经过小波算法分析后的三相故障信息使用3个16进制位来表示，以字节表示则至少需要2 Byte。故障状态值表示方法如图4所示。故障类型和状态值表示的二进制位如表1所示。数据协议设计图如图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据技术在智能电网中的应用现状及展望[J]. 陈敬德,盛戈皞,吴继健,徐友刚,王福菊. 高压电器. 2018(01)
[2]基于大数据的配电网运行状态评估与预警[J]. 刘学军,俞伟,何颋,陈晨,王建炜. 浙江电力. 2017(12)
[3]基于VB和MapX控件的GIS系统开发与研究[J]. 努尔古丽·朱玛别克. 计算机时代. 2017(11)
[4]基于ZigBee的无线传感网络网关的研究与设计[J]. 罗回彬,吴方. 电子设计工程. 2017(12)
[5]可逆逻辑电路逻辑图及波形图图示化方法[J]. 段雪利,赵曙光,冯若飞. 电子科技. 2016(11)
[6]基于云计算的物联网安全问题研究[J]. 孙红,杨丽. 电子科技. 2015(09)
[7]ZigBee+3G网络在新型井道式电梯监控系统中的应用[J]. 闫学勤,谢丽蓉,程志江,陈志军. 自动化仪表. 2015(01)
[8]基于物联网的智能电网监控系统研究[J]. 杜春梅,代长明,屈建平,王庆林. 电源技术. 2014(05)
[9]大规模分布式电源并网的电力系统故障恢复方法研究[J]. 吴建伟,王景鹤,杨若松,郑飞平. 浙江电力. 2014(03)
硕士论文
[1]形态学小波算法研究及其在电力系统信号处理中的应用[D]. 张银.华南理工大学 2015
[2]结合小波变换与GIS地图的电力通信光缆故障定位及管理系统[D]. 李伟.重庆大学 2015
[3]地理信息系统在配电网中的应用研究[D]. 高明.东南大学 2015
[4]基于MC509的DTU点对点无线通讯研究[D]. 汤涛.西安电子科技大学 2014
[5]提高城市配电网供电可靠性技术的研究[D]. 李琳.北京交通大学 2014
本文编号：3221492
【文章来源】：电子设计工程. 2020,28(21)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
故障监控及预警系统架构图
在电力系统中，当输电线路发生故障时，会产生大量不同频率的暂态分量。暂态分量中包含大量的电压、电流的变化及相位变化等故障信息。因此，其可以用来预测设备或电力系统的故障和异常，从而大幅提高电力系统的可靠性[10]。小波变换（WT）具有良好的时频局部化能力，适合于分析故障引起的奇异信号[11]。当三相输电线路正常时，线路中通常只包含交流分量，而小波变换提取不出直流分量。但三相输电线路故障时，小波变换就可以通过提取直流分量来判断故障。为了防止直流分量过小而导致故障误判，因此通常需要设置一个阈值TH来帮助判断。其判断依据定为：
系统采用Zig Bee通信技术，该通信技术的数据传输方式有两种：数据透明和点对点数据传输方式[13]。数据透明传输方式能够充分利用故障数据的自动发送机制，又不需要附加网络ID信息，所以选用此方案作为输电线路上各节点与监控总部服务器节点的故障数据传送方案，并选用32个字节作为数据包的长度。检测装置终端可以检测到三相电力传输线路每相的断相、短路、接地等故障状态。经过小波算法分析后的三相故障信息使用3个16进制位来表示，以字节表示则至少需要2 Byte。故障状态值表示方法如图4所示。故障类型和状态值表示的二进制位如表1所示。数据协议设计图如图5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据技术在智能电网中的应用现状及展望[J]. 陈敬德,盛戈皞,吴继健,徐友刚,王福菊. 高压电器. 2018(01)
[2]基于大数据的配电网运行状态评估与预警[J]. 刘学军,俞伟,何颋,陈晨,王建炜. 浙江电力. 2017(12)
[3]基于VB和MapX控件的GIS系统开发与研究[J]. 努尔古丽·朱玛别克. 计算机时代. 2017(11)
[4]基于ZigBee的无线传感网络网关的研究与设计[J]. 罗回彬,吴方. 电子设计工程. 2017(12)
[5]可逆逻辑电路逻辑图及波形图图示化方法[J]. 段雪利,赵曙光,冯若飞. 电子科技. 2016(11)
[6]基于云计算的物联网安全问题研究[J]. 孙红,杨丽. 电子科技. 2015(09)
[7]ZigBee+3G网络在新型井道式电梯监控系统中的应用[J]. 闫学勤,谢丽蓉,程志江,陈志军. 自动化仪表. 2015(01)
[8]基于物联网的智能电网监控系统研究[J]. 杜春梅,代长明,屈建平,王庆林. 电源技术. 2014(05)
[9]大规模分布式电源并网的电力系统故障恢复方法研究[J]. 吴建伟,王景鹤,杨若松,郑飞平. 浙江电力. 2014(03)
硕士论文
[1]形态学小波算法研究及其在电力系统信号处理中的应用[D]. 张银.华南理工大学 2015
[2]结合小波变换与GIS地图的电力通信光缆故障定位及管理系统[D]. 李伟.重庆大学 2015
[3]地理信息系统在配电网中的应用研究[D]. 高明.东南大学 2015
[4]基于MC509的DTU点对点无线通讯研究[D]. 汤涛.西安电子科技大学 2014
[5]提高城市配电网供电可靠性技术的研究[D]. 李琳.北京交通大学 2014
本文编号：3221492
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