智能用电数据的采集与预处理

解决好智能用电网络数据采集和传输过程中的数据缺失和噪声问题,提高其用电数据的数据质量,才能在智能用电云平台中有效的运用各种用电大数据分析与预测算法。本文在总结智能用电网络的数据采集与数据传输特点,及分析智能用电云平台对用电数据的数据质量要求的基础上,提出了智能用电网络的用电数据预处理方法。对智能用电终端采集的用电数据归一化处理后,利用聚类算法从噪声、模糊、随机数据中提取出正常数据,本文对比验证了K-均值聚类和基于密度的空间聚类两种算法的聚类效果。相比K-均值聚类算法,基于密度的空间聚类算法在检测数据噪声点的同时,可自动获取复杂形状数据集的聚类数量,更适合智能用电网络的用电数据预处理。     

智能变电站电容型设备绝缘状况在线监测

为保证变电站内电容型设备安全可靠的运行,设计研发了一套智能变电站电容型设备绝缘在线监测系统。系统遵循IEC61850协议给出具体软硬件设计,采用IRIG-B码同步时钟实现设备的异地同步采样,运用智能电子设备（intelligent electronic device,IED）实现设备之间数据的无缝连接,通过故障诊断算法对采集的数据进行分析,进而判断设备的绝缘情况。运行结果表明,该系统可以精确地测得电容型设备的泄漏电流、介质损耗、等值电容等反应电容型设备运行状态的信息,并可通过IEC61850协议将数据传输至在线监测数据中心。     

智能配电网大数据下的归一化负荷建模

本文研究用于智能配电网用电行为分析的归一化负荷建模,获取变电站综合日负荷曲线和电力用户日负荷曲线数据,对数据进行预处理,剔除无效数据,采用聚类算法进行聚类分析,建立归一化负荷模型。并基于归一化负荷建模所得区域用电特性,建立与之相匹配的配电网规划基本参数,实现配电网规划模型设计。     

基于深度学习和知识图谱的变电站设备故障智能诊断

及时发现并诊断变电站运行中设备存在的问题,是保障电网安全运行的关键手段之一.基于深度网络与知识图谱技术,提出一种关联变电站设备多模态信息的故障智能诊断方法.利用深度学习技术和知识图谱方法对采集的多模态数据进行知识提取和融合,构建一个多模态信息融合的语义知识图谱;使用YOLOv4算法对故障样本聚类并提取先验框参数;将多模...     

基于大数据智能电网关键技术研究

数据挖掘是从海量数据中找到有用信息的重要技术。针对智能电网大数据处理中产生的时延长、效率低等问题,提出了利用数据挖掘技术的大数据处理核心技术,实现对智能电网信息采集中产生的大量数据进行信息发现的研究。分析了基于Apriori聚类算法的电网数据关联性挖掘,提高信息的处理效率。该研究将大数据处理技术引入到电网数据处理中,对于智能电网的进一步发展具有重要的意义。     

智能变电站温升在线监测IED的设计与实现

研发了一种应用于变电站间隔层的温升在线监测智能电子装置(IED).该IED以ARM+DSP为系统架构,采用linux操作系统嵌入IEC61850协议;以GPS授时实现全站的数据同步触发,通过RS485与一次终端在线监测设备进行数据传输,并利用光纤以太网将数据以IEC61850规约封装后与监控中心进行通信,最终实现对一次设备终端温度的采集、传送等功能.该设计己在上海虹桥220 kV变电站安装运行,运行结果表明所设计的IED能准确采集一次设备的温度并进行分析、处理和传输至信息一体化平台及在线监测系统,能够实现对终端一次设备的温度智能化在线监测功能.     

变电站辅助设备智能监控系统

通过分析当前辅助监控系统的缺陷,提出了变电站辅助设备智能监控系统,以实现变电站各子系统数据的统一采集、存储、展示,基于多系统数据融合实现设备状态智能诊断分析及多系统间的智能联动,提升运维效率和设备运行可靠性.介绍了系统的总体架构、功能模块分类及主要功能模块设计方案,阐述了数据处理模块的实现架构,最后提出了智能联动模块的实现原则和联动策略.     

变电站直流电源远程监测系统及APP应用

为了解决变电站直流电源设备通信协议不统一的问题,采用通信协议转换的方法将不同厂家设备的通信数据进行转换,统一上传,并通过APP实现数据展示和客户的应用。将采集设备和APP通过协议转换的方式组成直流电源远程监测系统,实现对变电站直流电源的智能监测。实验表明:所设计的远程监测系统可以及时有效地将变电站直流电源系统的信息反馈至APP用户端,具有很强的通用性,对变电站的安全运行和高效维护具有重要的实用价值。     

基于DSP和光纤技术的高压设备在线监测系统

介绍了基于DSP和光纤通信技术的变电站高压设备在线监测系统的组成、工作原理和设计方法。测试仪A/D采用AD73360,保证六路同时采样,同时采用软件数字滤波,保证各通道的良好一致性;核心数据处理采用高性能DSP,通过先进的数字信号处理技术和改进算法实现了系统的测量准确性;针对变电站电磁干扰、地环干扰以及雷击等问题,系统采用光纤进行数据通信。另外,利用该DSP的Bootloader特性和FLASH烧写技术,实现了测试仪软件的在线升级。在变电站的应用表明,系统通信稳定,测量结果准确。     

基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术

光伏逆变器作为太阳能光伏发电系统的关键设备,其健康状态直接影响电力系统的安全与稳定。提出了一种基于t-SNE流形学习与快速聚类算法的光伏逆变器故障预测技术,将光伏逆变器集群的历史监测信号作为原始特征库,采用t-SNE降维算法提取光伏逆变器集群的主特征矩阵,基于快速聚类算法搜寻每一采样时刻的聚类中心光伏逆变器,分别计算每台逆变器在各个采样时刻的偏心距离,得到归一化的累积偏心距离矩阵,通过合理设定预警阈值,从而实现光伏逆变器故障的准确预测。最后基于设计开发的分布式光伏发电监控系统,利用采集的光伏逆变器集群的历史运行数据对算法进行了测试。结果表明,提出的光伏逆变器故障预测技术能够提前准确地预测光伏逆变器故障,有助于保障设备健康平稳运行。     

基于边缘计算的管道振动感知系统设计与研究

本研究旨在解决管道振动实时测量数据庞大、传输时延长以及计算资源浪费等问题。通过采用边缘计算理论，将数据计算步骤前置至设备附近，以加速状态监测感知速度，同时优化计算资源的利用。详细介绍了边缘计算感知系统的总体功能框架、设备硬件设计方法和振动信号转化算法。该系统包括边缘计算设备和数据集中设备两部分，前者布置在机械振源位置，实时分析处理大量冗余数据；后者通过无线信号与多台边缘计算设备通信，将汇总信息投影至运维终端。以调相机管道振动实验为例，本研究发现，基于边缘计算的结构振动感知技术能够准确识别管道在64、115和279 Hz时的异常振动现象。通过指导减振器的使用，最终将管道的最高振动幅值由068 m·s-1降低至00016 m·s-1，取得了显著的减振效果，充分展示了其工程实用价值。     

面向智能电网的数据密集型云存储策略

智能电网环境下数据密集型应用往往涉及跨数据中心的数据传输和数据中心内的数据迁移,这对数据分布提出了新的挑战。为了充分利用计算存储资源,满足智能电网大规模数据的可靠存储和高效处理的实际需求,提出了基于云计算的数据密集型存储方法,该方法将数据集映射成数据空间的点集。设计了两阶段分类过程:第1阶段基于传统的K均值算法实现点集的初始分类;第2阶段针对各数据集与初始聚类的隶属关系,引入数据迁移的代价函数,对初始分类进行调节,实现数据集到数据中心的布局方案。实验结果表明,该算法能够有效提高数据存取效率并兼顾全局负载均衡。     

基于无线传感网的无人值守变电站监控系统

智能电网是当今国家重点建设项目之一,智能变电站是智能电网的重要组成部分。实现智能变电站需要实现变电站的无人值守监控系统。针对传统变电站监控系统的不足,提出了一套基于无线传感网通信协议的利用各种传感器采集现场数据和视频采集处理的无人值守的监控系统。该系统可以极大地解放管理人员,提高工作效率,降低控制成本。     

基于无线数传电台的高压断路器状态监测系统的设计

提出了一种基于无线数传电台通讯的高压断路器状态监测系统,该系统采用无线数传电台将变电站现场采集的数据传输至主控的手持设备,手持设备可以根据反馈的数据、报警信息进行处理并对终端的历史数据进行管理,当所有数据采集完毕,手持设备可将所采集到的数据通过USB口传输至上位机。实验和实际运行结果表明该系统具有可靠的无线数据传输能力,具有覆盖面积灵活,节点扩展方便容易等优点。     

智能变电站物联网智能传输单元技术实现方法

随着智能电网及物联网技术的飞速发展,变电站逐步向智能化变电站推进。由于变电站长期无人在现场管理,监控中心对变电站的环境及设备安全的实时监控显得尤为重要,物联网智能传输单元就是为了实现这一目的而设计的。物联网智能传输单元采用物联网技术,通过 RS 485、RS 232 接口和GPIO 接口采集变电站内的环境设备数据和其他监测设备数据,根据 TCP/IP 协议通过以太网络与中心平台交换数据。     

基于分水岭与Krawtchouk不变矩相结合的改进方法在变电站巡检图像处理中的应用

变电站的巡检机器人在执行巡检任务时,由于位置的变动导致采集的现场设备图像内容出现差异。针对传统定点拍摄的图像处理方法不能满足变电站设备图像处理要求的问题,该文提出了一种基于标记分水岭模型与Krawtchouk不变矩相结合的改进算法,以实现巡检图像中的设备存在遮挡物及仿射变换情况下的目标分割与特征量提取,基于Hsim函数完成最终的目标识别。以松原500 k V变电站巡检机器人实际拍摄的图像为例,结果证明所提算法能够对设备图像进行有效的分割与分类,并通过特征量匹配实现对变电站设备现场状态的甄别,为变电站现场设备图像智能处理提供一种可行的方案。     

变电站遥视系统

变电站遥视系统主要是把变电站现场的监视图像、声音、报警信号和各种设备的数据进行采集处理，采用先进的图像编解码压缩技术和传输技术，集设备监控、图像采集、闭路监视、图像监视预报联动和视频图像等功能于一体的综合自动化系统。研制该系统时，应充分考虑用户的具体要求和当地的具体情况，建立在高起点的技术之上，按无人值班方案进行设计。     

基于模糊聚类的经纬仪时统误差计算方法

针对靶场长期以来无法精确估算经纬仪时统误差,给数据处理结果带来很大误差的问题,提出了利用改进的模糊聚类方法计算时统误差。首先对测量值进行滤波和插值等预处理,然后将真值作为聚类中心,通过计算测量值与真值的隶属度,建立关联矩阵,求出时统误差,从而实现各台经纬仪时统的高精度同步。这样充分地利用了测量数据,提高了数据处理精度。经仿真试验证明,该方法能较精确计算出时统误差,算法简单,计算量小,易于工程实现。     

密度梯度聚类算法在负荷动特性聚类中的应用

文中提出将基于数据挖掘原理的密度梯度聚类算法应用于电力系统负荷动特性的聚类.通过计算实测响应空间各样本间的密度分布,得到原始聚类中心,再利用类与类之间边界点的分布情况进行合并,从而达到负荷动特性分类.聚类中心在分类过程中产生,以此聚类中心作为该类的等效样本,对其进行参数辨识即可得到同类负荷特性的通用负荷模型.分类和综合在同一过程中完成,具有快速简便的优点.对某一变电站现场采集的负荷特性数据进行聚类应用,结果表明该方法具有良好的聚类效果.     

750kV变电站设备支架姿态测量系统设计

为了消除750 kV变电站设备支架安装过程中的位置误差,在研究现有设备支架位置检测方法的基础上,设计了以STM32单片机为控制核心的设备支架姿态测量系统.该系统以三轴陀螺仪传感器测量设备支架的角速度数据,使用双加速度计以不同频率采样传感器数据以消除累积误差,增加测量系统的鲁棒性,利用四元数法解算出设备支架在三轴坐标系的姿态角,将陀螺仪和加速度计的数据进行融合,设计自适应姿态融合校准算法提高系统长期精度,实现对750 kV变电站设备支架姿态的准确测量,确保其安装过程中的位置精度.