基于电力物联网的配电线路状态监测系统设计

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yeyayuqiya
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
配电网中线路数量多、分支多、分布广、接线方式复杂,配电线路作为变电站和电力用户之间连接的纽带,其运行状态直接影响着配电网安全性、稳定性。随着我国智能电网的规划与实施,输配电线路的状态监测技术得以快速发展,其中泛在电力物联网的出现为配电线路状态监测提供了新的方法和途径。在配电线路的工作过程中,线路的T接点、接续点是整条线路薄弱点,在负荷高峰时经常会发生由温度升高引起的断线等故障,轻则降低电能质量,重则影响电力系统的稳定运行,造成巨大的经济损失。接点温度随着线路中负荷的变化而变化,间接地反映了配电线路的工作状态,对接点温度进行实时监测可以在一定程度上掌握配电线路当前的工作状态,并且若能进一步根据接点温度监测数据推演出未来温度值的变化走势,可为线路巡检人员提供重要的参考依据。实现接点温度的实时监测与预测对保障配电线路稳定运行具有重要意义,对此本文开展了如下几方面的研究:(1)首先给出接点温度监测与预测的整体实现方案。根据接点在线路中的分布特点,得出在设计时需要满足高覆盖率、高可靠性、低成本、低延时以及低功耗的设计要求,根据这5点要求,确定了以电力物联网的“感知层-网络层-平台层-应用层”四层结构为基础架构的整体设计方案,同时对系统中涉及到的关键技术包括温度测量技术、通信技术、温度预测理论分别进行了分析总结,确定温度测量技术选择非接触式红外测温,通信技术选择Lo Ra与4G-LTE无线通信,温度预测算法选择差分自回归移动平均模型、一阶灰色模型与反馈神经网络的组合预测。(2)针对感知层、网络层中的设备软硬件设计、平台层的搭建以及应用层的系统可视化平台整体结构与子功能进行了设计。终端节点作为感知层内的核心设备,通过非接触式红外测温的方式采集接点的温度值,汇聚节点作为网络层内的核心设备,负责与终端节点之间组建星型内部Lo Ra网络用以传输温度采集指令以及汇总终端节点上传而来的温度值,并且可以通过4G-LTE网络与平台层中的云平台进行互联。平台层依托于阿里云物联网平台,汇聚节点汇总的温度数据被发送至云平台后,物模型数据解析脚本对数据进行初步的解析并触发配置完成的规则引擎将温度数据流转至云数据库中实现温度数据的远程存储。应用层中基于B/S架构的配电线路状态监测系统可视化平台内可实现接点温度的可视化展示、越限报警以及历史数据回溯等功能。(3)根据接点温度的变化特点,建立了一种接点温度变权重组合预测模型来实现接点温度的单步短期预测。首先介绍了以滑动窗口为机制的三种单项预测模型动态建模流程,即差分自回归移动平均模型、反馈神经网络模型以及一阶灰色模型,其中为解决反馈神经网络易陷入局部最优的缺点,利用麻雀搜索算法对其进行优化。为了能够实现三种单项模型的有机结合,同时保障在每一个预测时点处权重系数分配的合理性,本文以三种单项预测模型之间的性能差异作为出发点,提出一种基于改进层次分析的自适应权重算法,通过引入灰色关联度对层次分析法中的1-9标度值进行改进重构,避免构建判别矩阵时人为主观因素的影响,可自适应计算三种单项模型的权重系数来对三种模型进行变权重组合。最后,利用MATLAB对算法以及模型进行了仿真分析,验证基于改进层析分析的自适应权重算法正确性以及接点温度变权重组合模型的预测性能。
其他文献
在世界各国为实现智能制造争先出台先进制造战略的大背景下,我国正式发布“中国制造2025”战略规划,各类生产制造业正实现由制造到智造的转变。本文结合江西某电瓷企业目前的生产现况以及企业工业转型升级的需要,开展了电瓷企业多源异构数据采集技术的研究。本文以实现电瓷企业多源异构数据的实时准确采集以及企业生产过程的透明化信息化管理为目标,具体研究工作内容如下:(1)通过对电瓷企业的生产工艺流程和企业数据采集
学位
由于监控摄像头的普及和安全行业的需要,人类行为检测已经成为计算机视觉领域一个活跃的研究方向。异常行为的发生一直是公共安全领域的一个重要问题,像公共场合吸烟、行人践踏草坪、偷窃、闯红灯等行为,它们轻者影响社会秩序,重者威胁公共安全,因此对异常行为进行检测就显得尤为重要。深度学习由于其强大的能力,越来越多的被用于人工智能领域,尤其是为视频行为检测提供了强大的发展动力。时序行为检测这项任务可以帮助我们从
学位
帕金森氏症(Parkinson Disease,PD)是第二常见的神经退行性疾病,其发病率仅次于阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)。患者大多表现出躯体运动障碍和认知障碍等非运动障碍。我国人口老龄化现状严峻,PD的发病率日益增加,给家庭、政府和社会带来了巨大的负担,因此如何有效地预防和治疗PD成为研究者所面临的重大问题。PD的病理学特点表现为黑质致密部(substantia
学位
水泥粉磨是水泥生产的最后一个环节,其高效稳定运行状态将直接影响到水泥生产线的能耗转化率及经济效益。作为国内主流水泥粉磨工艺之一的水泥联合粉磨,采用“辊压机+球磨机”的方式将水泥粉磨过程分为预粉磨及终粉磨两个环节,提高了水泥粉磨效率。其中终粉磨作为水泥联合粉磨的最终环节,承担了大部分粉磨工作,对水泥质量及产量有着决定性作用,其重要性不言而喻。然而,水泥终粉磨系统是一个典型的大滞后、强耦合、干扰因素众
学位
为使移动机器人能准确、快速地到达指定的位置,其导航性能起着举足轻重的作用。地图构建精度是保证移动机器人导航精度的关键。在导航过程中,准确的点云地图能使移动机器人更加清晰地明确自己当前所在位置,以便合理规划后续路径。但目前常用的单一地图构建算法仍存在各种问题,因而精确的地图构建算法就成为导航研究的重点之一。首先,针对室内移动机器人的地图构建问题,本文通过了解各种常用的激光雷达和惯性测量单元,分析各种
学位
随着科学技术日新月异的发展,用多个自变量的函数来进行问题描述的偏微分方程在物理以及工程技术方面应用得更为广泛。偏微分方程不仅与时间变量有关,还与空间变量有关,属于无穷维控制系统。近几年来随着控制理论的进步,脉冲宽度调制控制作为一种区别于以往使用的连续控制的新型控制方式逐渐引起国内外众多学者的关注。本文主要研究了一类使用边界脉冲宽度调制控制的一维波动方程的稳定问题和波动方程网络多智能体系统的状态同步
学位
微网是一种有效整合分布式发电机组、储能设施、可再生能源及负荷的区域电力系统,其出现为电力市场提供了新的交易范式,如点对点(Peer to Peer,P2P)交易和聚合交易等。多微网P2P能源交易可以有效提高各独立微网运行效率及经济效益。然而,如何保证多微网P2P能源交易契合电力系统实际技术条件和运营理念,如何在确保各交易主体隐私的情况下实现多微网最优交易,是一系列极具挑战性的问题。本文以微网运行经
学位
水泥联合粉磨作为水泥生产的最后环节,是影响水泥产品性能的关键所在,对于保障水泥产品质量起着重要作用。水泥性能是水泥产品质量的重要特征,影响着混凝土的基本性能和质量,也直接关系到建筑工程的质量。水泥产品性能指标建模预测中存在非线性、多变量、大时滞等问题,基于化学和物理机理建立精确数学模型非常困难。如何缩短性能检测时间,实现准确、快速的预测水泥产品性能,确保水泥生产质量,保证水泥厂出厂水泥指标符合相应
学位
近年来随着多智能体控制技术在无人机编队、多机械臂协同生产、小型卫星群等领域的深入应用,其一致性问题受到众多学者的关注。传统的多智能体系统通常采用常微分方程建模描述,研究成果已经十分广泛,但基于偏微分方程建模的多智能体系统的研究结果则要少很多。另一方面,偏微分方程系统又被称作分布参数系统,其状态不仅与时间相关,而且也取决于空间位置,如热传导方程、波动方程等,即分布参数多智能体系统的动态行为与时间和空
学位
水泥粉磨是水泥生产过程中极为重要且耗电量最多的环节。水泥粉磨环节将水泥熟料和其他材料混合粉磨成合适的粒度并形成一定的颗粒级配,以此增大水泥成品的水化面积并加快水化速率,从而满足水泥浆体的凝结和硬化要求。当前由辊压机预粉磨系统和球磨机终粉磨系统组成的联合粉磨系统在水泥粉磨环节应用最为广泛。预粉磨系统完成物料的初步挤压粉磨,极大改善物料的易磨性,为粉磨系统的节能提供了保障,因此保证预粉磨系统的平稳高效
学位