基于智能表海量数据的电网末端故障的快速研判和准确定位

本文以实现国网1号文《关于坚持以客户为中心 进一步提升优质服务水平的意见》中提出的深化主动抢修服务为业务目的,依托成熟的大数据分析技术和数据挖掘技术,利用用电信息采集系统中的用户负荷数据,研究了基于电压数据的配电线路及计量装置异常研判、基于台区阻抗及理论线损的配电线路异常研判的模型和算法,可以判断低压配电台区存在的单个电表异常、计量箱整体接线异常、户变关系错误、三相负载不平衡等问题。在提前发现潜在故障,实现低压故障主动研判,减少故障停电,准确定位故障点,减少现场排查工作量方面取得了一定成效,满足了用户不停电、少停电的需求,实现了电网末端故障隐患的快速研判和准确定位,提高了城乡配网供电能力和用户供电可靠性水平。     

基于智能电能表数据三相不平衡治理的研究与实践

国网吉林电力城网和农网有约11万公变台区,三相不平衡对电压合格率、线损、变压器负载能力及设备健康水平等指标影响较大,在传统的三相负载不平衡调整方法中,一线员工常常根据运行数据,凭借经验解决现场问题,由于没有科学的调整方法,效果往往不佳。国网吉林电力已经实现智能电能表全覆盖,充分利用智能电能表的非计量数据和相关应用技术,创新提出基于电力线窄带载波同步过零技术,开展低压客户自动相位识别技术研究,实现对客户所在相位的判别,运用贪心算法智能生成三相不平衡治理策略,开发简单易用的智能辅助工具,为一线员工提供解决实际问题的有效技术手段,在保证各项指标的基础上,进一步提高供电可靠性和公司经济效益。     

LoRa技术在矿井无线通信中的应用分析

针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣、数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设备运行状态数据和环境参数无线传输,矿压监测系统多种传感器数据、工作面上隅角瓦斯监测传感器数据、采空区测温传感器数据等的无线传输,矿井机电设备监测数据无线传输。     

基于动态三相不平衡度的线损电量预测模型构建

针对传统的线损电量预测模型预测精准度较低,提出并设计了一种基于动态三相不平衡度的线损电量预测模型.通过三相不平衡度对线损的影响,分析三相不平衡和线损的关系;利用线损二项式与线损率公式,计算电量的增长修正系数;根据计算结果构建线损电量预测模型.仿真实验表明,基于动态三相不平衡度的线损电量预测模型使用三相不平衡度对装置进行采集时,能够清楚的表达出负荷运转情况,并与传统模型相比,所设计模型的预测精准度较高,且过程简单、鲁棒性良好.     

基于信号识别的台区拓扑监测技术

低压台区处于电力系统的末端,在未来新型电力系统建设中,台区拓扑关系监测是提升精细化管理和供电服务水平的重要环节;由于无法准确获知低压台区现场线路和设备的变化,台区线路拓扑档案往往存在混乱、失管等问题,严重影响线损治理、故障运维等工作开展;为了准确识别和建立台区线路拓扑关系,进行了低压台区结构和拓扑识别原理分析,基于电压和电流信号识别方法,对特征序列信号识别策略进行了研究,并设计关键的硬件模块,提出了一种基于信号识别的台区拓扑监测技术,能够在不影响低压台区运行的情况下、准确地识别台区拓扑关系;经现场应用实验测试,实现了台区运行条件下的拓扑监测,能够在较短时间内准确地识别台区拓扑关系,表明该技术的实用性与有效性,能够满足工程应用的需要。     

基于LoRa与RT-Thread的多功能矿灯设计

针对目前井下矿灯存在功能单一、无线通信距离短和功耗较高等问题,基于LoRa无线通信技术和物联网操作系统RT-Thread设计了一种集井下照明、环境状态感知、人员状态监测与定位、无线通信与安全报警的多功能矿灯。该矿灯以STM32单片机作为核心,利用多种传感器实现环境温湿度、瓦斯浓度和人员运动状态信息的实时感知;利用远距离低功耗的LoRa无线通信技术,结合LoRa智能网关,与地面远程监控平台实现信息交互。该多功能矿灯还能够进行本地异常状态预警并上报远程监控平台,同时,监控平台能够下发安全预警信息,向井下工作人员及时发布工作面的安全状态。测试结果表明,该矿灯具有较高的数据采集精度、较好的无线通信性能、较低的功耗,在实现多功能的条件下,能通过多种传感器有效测量环境参数,测量误差不超过1%;通过智能网关与监控平台进行数据交互,最大丢包率不超过4%,最大时延低于100ms;当矿灯处于待机工作状态时,最低平均消耗电流小于10μA,能够有效延长矿灯使用时间。     

基于LoRa与北斗短报文通信的监测系统

针对边远地区通信不畅、无法将地质灾害监测信息及时外发的难题,结合LoRa无线通信技术和北斗短报文技术的优势,对系统感知层内部通过LoRa实现各个单元间的信息交互。为弥补北斗短报文通信技术信息发送量少的弊端,采用感知端进行终端分析解算,将关键的异常和报警信息编辑成简短报文,外部通信采用北斗短报文通信技术。这种方式能有效地解决边远地区在线监测系统的关键数据的传输问题。     

基于全网感知的用电故障监测系统设计

为了解决传统窄带载波通信存在通信速率低、无法针对停电故障快速响应的问题,采用微功率无线通信方式,利用MESH全网感知技术,设计搭建简单有效、性能稳定、覆盖全网的用电故障监测系统.并针对计量中心电网系统进行测试,结果大幅度提升通信速率,实现用电故障快速响应.     

基于动态博弈的配变三相不平衡治理研究及应用

基于泛在电力物联网建设方向,结合三相负荷动态博弈分析技术,提出配变三相不平衡治理研究及应用,以信息化支撑配变三相不平衡治理,通过"户-相-变"拓扑关系自动识别和三相用户负荷动态博弈分析,提出用户相位关系调整建议,从而达到从源头治理配变三相负荷不平衡的目标.论文首先简述了配变三相不平衡治理由低压配电网拓扑关系数据采集、动态博弈分析和配变三相不平衡治理应用三部分组成,其次,介绍了采用边缘计算技术进行拓扑关系采集及校验,并通过三相用户负荷动态博弈建模,生成用户相位关系调整建议,辅助台区经理进行现场治理.最后展望系统对相关业务的支撑,旨在探讨电网企业应用配变三相不平衡治理系统的价值.     

基于LoRa无线传输的水质监测系统

为解决目前我国水质监测存在的监测站点少, 通信费用高, 功耗大等问题, 本文构建了基于LoRa无线传输技术的水质监测系统. 该系统由数据采集终端、无线通信电路和远程控制中心3部分组成, 应用嵌入式技术和FreeRTOS系统完成传感器任务调度和数据采集, 通过无线通信电路使用LoRa技术发送至远程控制中心并在上位机软件中进行显示. 上位机软件使用Qt实现, 可实时监测到传感器状态以及监测点的定位信息. 测试结果表明, pH等5种数据的变异系数小于5%, 温度也仅为8.76%, 表明可稳定持续在一段时间内监测灞河水质. 本系统具有成本低, 可扩展性强, 集成度高等优点, 可用于污水监测和水产养殖等水域环境, 具有良好的应用前景.     

单片机与LoRa通信模块的电气火灾探测器设计

本文设计了一套基于单片机与LoRa组合式电气火灾探测器.探测器设计了电压采集调理电路、电流采集调理电路、剩余电流采集调理电路及温度采集调理电路,检测线路中的三相电压、三相电流、剩余电流及温度等电参量与温度参量,若线路存在过欠电压、短路、开路、漏电及温度异常等电气故障,现场立即发出声光报警且显示其故障信息,并通过LoRa...     

电网电压不平衡且严重畸变时的软件锁相技术

针对传统软件锁相环（SPLL）在三相电压不平衡且严重畸变条件下不能准确跟踪电网电压的频率和相位的问题。本文提出了一种基于相序解耦（SDR）级联二阶广义积分（SOGI）的新型软件锁相模型,通过SDR和SOGI实现了正负序分离,电压基波提取,以及滤波功能,有效地消除了负序分量、谐波分量对准确获取频率和相位信息的影响。仿真结果表明在三相电压不平衡且严重畸变的条件下,该新型SPLL能够准确地锁定电网电压的频率和相位,从而有效性地验证了新方法的正确性。     

基于特征电流原理的手持式台区识别仪系统设计与实现

针对我国电力线路的新旧程度不同,尤其新老城区结合部、城乡结合部、农村等地方存在低压供电线路错综复杂、相邻台区互相交叉,台区范围的准确划分非常困难。为了解决这些问题,设计一种集台区识别、相位识别、分支识别、线损分析、窃电分析、变比测试、电表误差校验等功能为一体的便携手持式高精度测试仪器。该系统采用工频畸变、特征电流识别作为识别原理和STM32作为主控制器与高速宽带载波模块,结合云平台和手机APP客户端用于实时监测台区识别各个功能日志与数据,测试结果表明,台区识别装置工作稳定,监控现场日志与数据准确,为低压台区范围划定关系准确,为低压台区资产管理提供基础。     

LoRa与NB-IoT通信技术研究现状

随着第4次工业革命的到来,物联网技术迅速发展,物联网设备的数量以指数形式增加.无线通信技术作为物联网技术的重要支撑,对其发展至关重要.作为LPWAN中应用最为广泛的两种无线通信技术,LoRa和NB-IoT具有低功耗、广覆盖、广连接等特点.文章对LoRa和NB-IoT无线通信技术进行了综述.首先,从成本、覆盖范围、容量、延迟、电池寿命、服务质量、可靠性等方面对LoRa和NB-IoT进行了对比;其次,总结了近年来这两种无线通信技术的研究现状及其应用场景;最后,对LoRa和NB-IoT今后研究方向进行了展望.     

分散式多参数无线监测设计与实现

传统多点多参数的数据采集以人工测量为主，存在成本高，工作量大，难以实时采集等问题。针对以上问题，提出一种分散式多参数无线监测方案。方案采用传感器和LoRa数传电台为监测终端网络，采用C#开发上位机软件，上位机通过TCP/IP协议代替串口与LoRa数传电台通信，监测终端网络，与上位机通过LoRa数传电台实现无线通信。以温度、湿度及CO₂浓度的采集为例，设计实验以验证方案可行性。实验结果表明，系统运行正常，该方案能够实现对上述参数的自动采集、实时监测和可视化。     

基于LabVIEW的煤矿电压质量在线监测系统设计

针对煤矿电网日益严峻的供电质量问题,采用信号调理电路、数据采集卡及LabVIEW虚拟仪器技术设计了一套煤矿电压质量在线监测系统。仿真及测试表明,该系统实现了井下电源电压质量的在线监测,具有实时显示波形,测量电压、频率、谐波、三相电压不平衡度、电压波动与闪变等指标参数,保存并分析采集数据等功能,测量准确,可靠性高,具有一定的实用性。     

基于LoRa自组网的电能采集系统设计与实现

为了实现用电设备运行状况的远程监测,需要对设备运行时的电能参数进行采集并上报至云平台。针对上述目的,本项目设计了一种基于LoRa自组网技术的电能采集系统,整个系统主要由数据采集节点和集中器组成。数据采集节点采用RN8209电能计量芯片实现负载电能数据的精确采集,并通过LoRa通信模块将数据发送至集中器。集中器采用了基于NB-IoT通信模块和LoRa通信模块的双模组设计,通过LoRa模块接收节点上报的数据,并通过NB-IoT模块转发至物联网云平台。本系统利用LoRa载波侦听技术设计了基于CSMA/CA的星型自组网络,实现了节点与集中器间的无线通信,适用于低成本、小规模的远程电能数据采集系统。通过实验验证,该方案的数据采集功能、LoRa自组网通信功能和NB-IoT通信功能均能够正常实现,达到了设计目标。     

煤矿旋转机械在线故障诊断及预警系统设计

针对现有煤矿机械在线监测与诊断技术未实现故障特征在线提取及故障类型自动识别的问题,设计了一种基于LabVIEW的煤矿旋转机械故障在线诊断及预警系统。该系统采用频谱分析、功率谱分析、包络谱分析、倒频谱分析等方法分析振动信号,得到旋转机械运行过程中各部件的特征参数,与故障类型数据库里的特征参数进行对比,实现故障诊断。设计了精细诊断和粗略诊断2种故障诊断模式,通过互锁的方式将2种模式关联起来,若旋转机械各主要部件结构参数已知,可选用精细诊断模式,否则选用粗略诊断模式。通过模拟旋转机械转子不平衡故障验证系统性能,结果表明,该系统能够准确识别故障并发出提示,且操作简单、可靠性高。     

基于LoRa的暗渠危险气体自动监测系统

针对暗渠中易燃易爆危险气体的监测问题,设计了一套基于LoRa无线通信的 自组织、自动监测预警系统.系统自底向上由数据采集节点、网关节点和云端服务器构成,节点之间的数据通信采用LoRa无线通信的方式,网关对收集的数据进行封装、打包上传,云端运行的Web服务器将网关上传的数据进行解析、筛选及实时动态显示,当易燃易爆气体浓度达到一定阈值时会触发报警,通过短信方式通知相应的管理人员进行处理,实现暗渠危险气体的自动监测以及危险预警功能.     

基于LoRa技术的档案库环境智能监测控制系统设计

干部人事档案是贯彻落实新时代党的组织路线的重要基础。为保障纸质档案存储环境满足相关规定要求,设计了档案库环境智能监测控制系统。该系统由监测控制模块和远程管理平台组成,二者之间通过LoRa无线通信。监测控制模块由STM32处理器、LoRa模块、温湿度传感器和继电器组成。远程管理平台用于系统设置和远程管理,包含安装了LabView的计算机和LoRa模块。经实践使用,该系统功能正确,能够全面、准确地保障档案存储环境适宜,促进了人事档案管理的信息化建设。