微型电场传感器在工频电场测量中的应用研究

该文基于高性能的MEMS电场敏感芯片研制出一种新型的工频电场测量系统。针对芯片调制被测电场后其输出信号的特征,采用正交相关检测原理提出一种可抑制背景干扰噪声的工频电场解调算法,设计出小型化、空间分辨力高的工频电场测量探头,并在基础上提出MEMS工频电场测量系统的系统级设计方案,成功实现了MEMS电场敏感芯片输出信号的无线采集、滤波、以及电场信号的高精度解调。高压输电线路下工频电场测量结果表明,MEMS工频电场测量系统与传统电场测量仪的测量结果具有良好的一致性。     

用于电力资产在线感知的eRFID标签设计

传统电力设备上的射频识别(RFID)标签只做标识使用,缺少感知及多维数据交互能力。该文面对各类电力资产分布分散、亟需在线感知的需求,基于物联网技术,设计了一款具备感知及数据交互能力的eRFID标签。该eRFID标签不但可以实现电力资产全寿命周期智能管理,还可以对其温度、湿度、振动等参数进行有效监测,实现标识、感知一体化。eRFID在线感知标签通过915MHz超高频双界面RFID芯片实现了控制部分和射频部分的桥接以及设备ID与其运行参量的耦合,进而可对eRFID在线感知标签各感知模块进行无线主动控制。标签对振动信号进行监听,通过振动异常唤醒标签进行设备角度姿态解算,采用北斗定位及带有蓝牙的低功耗微控制单元(MCU)实现电力设备室内外全方位定位,并在标签内实现阈值告警、实时定位与信息推送,防止设备破坏和被盗。标签同时内置大容量存储器,以存储资产完备信息、图纸等资料,建立微数据库,实现基于信息定义的网架拓扑识别,为电力物联网的建设提供有效支撑。     

能源互联网智能感知技术框架与应用布局

智能感知技术是数字化的关键技术之一,是能源互联网的基础技术。在当前数字化进程深入推动能源革命的背景下,智能感知技术已成为能源互联网建设与发展的数字引擎。文章总结了能源互联网框架下智能感知技术的战略背景、业务需求及重要意义,通过分析当前存在的问题,详细阐述了智能感知技术理论及发展趋势,梳理智能感知核心技术框架,提出系统性技术标准体系,并给出了能源互联网“源-网-荷-储”智能感知应用布局,最后结合我国能源互联网发展现状,对智能感知建设路径与发展方向进行了探讨与展望。     

基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器研究

该文设计制作了一种基于磁致伸缩效应的声表面波(SAW)电流传感器,采用了磁致伸缩铁钴合金(FeCo)薄膜,并对其性能进行实验研究。传感器采用双通道300 MHz声表面波延迟线型振荡器结构,以128°YXLiNbO_3为压电基片,在其表面覆盖与其温度系数极性相反的SiO_2薄膜来改善器件温度稳定性,并在声传播路径上溅射FeCo薄膜用以感知电流量。在电流产生磁场作用下,FeCo薄膜发生磁致伸缩应变,导致声传播速度的变化,进而以振荡器频率信号的改变来表征待测电流。该文通过对不同FeCo膜厚及不同FeCo薄膜长宽比的传感器进行实验分析,以获得优化的传感功能结构。实验结果表明,在优化的FeCo薄膜厚度(500nm)和长宽比(2∶1)条件下,所研制的声表面波电流传感器的灵敏度为12.375kHz/A。     

基于WIA-PA的智能无线避雷器在线监测系统的研究

避雷器作为电力系统的过电压保护系统,其安全运行对电力设备乃至整个电力系统的安全运行具有非常重要的意义。对氧化锌避雷器的在线监测尤为重要,本监测系统采用WIA-PA工业无线通信技术,具有传输速度快、部署方便等优点,满足数据传输达到系统的实用性要求,完全能够适应变电站强电磁环境下的应用。     

基于Inter-Flow网络编码的多Sink无线传感器网络Anycast路由

以最大化时间驱动型传感器网络的生命周期为目标,基于Inter-Flow网络编码,提出了多Sink环境下编码感知的交叉路径任播路由协议——CodeMesh.首先分析多跳无线网络下单播流间编码条件,提出并证明了多Sink任播网络模型下的编码规则;进而提出多流编码簇的概念,以及确定编码簇个数和优化编码簇成员的方法;定义了统一量化编码和非编码路径代价,并综合链路质量、负载平衡和编码收益的路由度量;最后设计了兼具反应式源路由和主动式路由特点的任播编码路由协议.CodeMesh充分利用Sink节点丰富的计算和通信资源,将路由优化与重构、路由更新与维护与周期性数据收集过程相结合,大大降低了路由开销.部署于实验床平台的实验结果表明,CodeMesh能够有效寻找到具有最多编码机会的路径,从而减少数据传输次数,提高网络传输效率,同时平衡节点负载和能耗,延长整个网络的生存时间.     

5.8 GHz光纤融合通信在输电线路监测系统中的应用

目前输电线路监测系统大多采用2G/3G无线公网进行通信,但大山深处2G/3G信号较弱或无信号,使得通信时断时续或直接中断,导致采集到的状态监测数据难以可靠地传输到主站,或者当有高清视频需求时,2G/3G无法满足这种高带宽要求.针对该问题,提出2G/3G+5.8 GHz或OPGW+5.8 GHz融合通信模式,将信号自动切换到5.8 GHz通信模式,在主干线路与光纤复合架空地线(OPGW)融合后传回主站.在光纤融合通信基础上设计了输电线路监测系统及工作流程,最后给出了应用实例和未来发展前景.     

自由体积理论下液体声速、声速系数及非线性声参量B/A的研究

用液体自由体积理论研究了有机液体的声速，声速系数及非线性声参量与分子结构和分子势能的关系。结果表明分子间的作用力是影响声速，声速系数及非线性声参量的主要原因。同时非线性声参量Ｂ／Ａ也体现了液体分子结构方面的信息。     

长株潭地区农村住宅低碳设计研究 ——以株洲市云田村为例

基于两型社会背景,在分析长株潭地区农村住宅现存问题的基础上,以株洲市云田村为例,从住宅规划、户型设计、构造形式以及住宅能耗4个方面,研究了云田村住宅低碳设计实践,并针对相应问题,提出云田村低碳住宅的改进措施,即:整体规划布局采用两户联建的组合方式;通过两户联建减少外墙面积、适当增加建筑进深的方式,将住宅体形系数控制在一个较低的水平上;通过采用活动式通风屋顶、改善墙体特工性能、使用双层中空玻璃窗等方式,改善住宅围护结构;使用太阳能供暖技术、太阳能热水技术及秸秆技术,降低住宅能耗。     

巨磁电阻电流传感器空间位置特性调控与校正

通过分析巨磁电阻(GMR)效应,研究了空间位置对传感器精度的影响,针对实际应用中出现的角度偏转与位置偏移对传感器精度造成的影响提出了通过提高磁场增益提高传感器测量精度的方法.通过仿真验证:方法可有效减小测量误差,极大程度地提高了传感器精度,并简化了测量程序.