【摘 要】
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近年来,中国的电力产业发展迅速,政府部门积极推动新能源发电项目和高压输电网建设,不断加快城乡老旧电网改造进程。2018年,国家电网公司提出了新一轮的电网改造计划,箱式变电站作为配电网改造过程中大量应用的设备,成为电网正常供电的关键节点,对箱式变电站进行智能化监测,保障箱式变电站稳定运行变得至关重要。鉴于此,本文综合运用无线通信技术和传感器技术,设计一种基于ZigBee和NB-IoT的箱式变电站火灾
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近年来,中国的电力产业发展迅速,政府部门积极推动新能源发电项目和高压输电网建设,不断加快城乡老旧电网改造进程。2018年,国家电网公司提出了新一轮的电网改造计划,箱式变电站作为配电网改造过程中大量应用的设备,成为电网正常供电的关键节点,对箱式变电站进行智能化监测,保障箱式变电站稳定运行变得至关重要。鉴于此,本文综合运用无线通信技术和传感器技术,设计一种基于ZigBee和NB-IoT的箱式变电站火灾监测系统。在系统设计过程中,根据国内外箱变监测系统研究现状,设计了箱式变电站监测系统的整体架构;分析了 ZigBee技术和Nb-IoT通信技术应用在本系统的优势,并对云平台功能进行了说明。综合考虑运行环境、成本限制和功耗控制等因素,系统硬件选用了 CC2530作为ZigBee模块的主控芯片,芯片控制温湿度、烟雾、CO浓度和火焰等传感器采集数据;远程通信部分使用ZigBee和NB-IoT异构网络传输数据,其中NB-IoT通信模块选用了 BC26芯片,使用MQTT协议与阿里云平台进行通信。依据Petri网理论对系统进行建模优化,并验证改进监测系统的功能性和有效性。软件部分主要设计温湿度、烟雾、CO气体等传感器数据采集程序,设计ZigBee终端组网程序以及NB模块远程数据传输程序;完成阿里云平台的功能配置,使平台实现数据可视化显示以及智能报警功能。依据Petri网模型完成对传统单阈值控制的改进,实现多源信息综合控制,提升系统数据检测精度与响应速度,与传统单一阈值检测相比精确度显著提升。在实验室测试条件下进行系统测试,分别对系统传感器的数据采集精度、NB模块数据传输性能、云平台数据可视化处理能力和智能报警功能进行测试。实验结果表明传感器采集数据准确无误,数据传输稳定可靠,系统能够实现准确采集数据、无线数据传输以及远程监控功能。图[77]表[5]参[81]
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