本發(fā)明涉及輸電設(shè)備監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種變電設(shè)備在線智能監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變電站綜合自動化是利用微機技術(shù)，將變電站的二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)進行功能組合和優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)對變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護，以及調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。目前我國每年投入電網(wǎng)運行的數(shù)百座新建變電站均采用了綜合自動化系統(tǒng)，同時，每年還有一定數(shù)量的老變電站的技術(shù)改造也以綜合自動化系統(tǒng)模式為主。然而，現(xiàn)有的變電站綜合自動化系統(tǒng)都是通過有線的網(wǎng)絡(luò)進行信號的采集、傳輸和發(fā)送。且變電站設(shè)備雜多、信號繁多，這給綜合布線及檢查維修帶來了不便，工程量大，維護費用高。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、嵌入式計算機技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無線通信技術(shù)，通過無線感知節(jié)點實時采集各種信息，對信息進行處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心。將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中亦已成為勢不可擋的趨勢，無線網(wǎng)絡(luò)不僅可以提供更大的靈活性、流動性，還可省去花在綜合布線上的費用和精力，這無疑更符合未來網(wǎng)絡(luò)的通信特點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種變電設(shè)備在線智能監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

提供了一種變電設(shè)備在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊、監(jiān)控中心和智能終端，所述的變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊用于采集變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集的變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)收集發(fā)送至監(jiān)控中心；所述的監(jiān)控中心對變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，及時判斷變電設(shè)備的健康狀態(tài)；所述的智能終端通過訪問監(jiān)控中心獲取變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和變電設(shè)備的健康狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果為：應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了變電設(shè)備狀態(tài)的無線監(jiān)測，系統(tǒng)具有布設(shè)便捷、監(jiān)測全面、通信高效等優(yōu)點。

附圖說明

利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明監(jiān)控中心的連接框圖。

附圖標記：

變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1、監(jiān)控中心2、智能終端3、數(shù)據(jù)存儲模塊10、數(shù)據(jù)分析處理模塊20、變電設(shè)備健康狀態(tài)顯示模塊30。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

參見圖1、圖2，本實施例提供的一種變電設(shè)備在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1、監(jiān)控中心2和智能終端3，所述的變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1用于采集變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集的變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)收集發(fā)送至監(jiān)控中心2；所述的監(jiān)控中心2對變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和處理，及時判斷變電設(shè)備的健康狀態(tài)；所述的智能終端3通過訪問監(jiān)控中心2獲取變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和變電設(shè)備的健康狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)包括位移、加速度、應(yīng)變、腐蝕度。

優(yōu)選地，所述監(jiān)控中心2包括數(shù)據(jù)存儲模塊10、數(shù)據(jù)分析處理模塊20、變電設(shè)備健康狀態(tài)顯示模塊30。

優(yōu)選地，所述的變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1包括多個狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點和簇首傳感器節(jié)點，狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點用于采集變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集的變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首傳感器節(jié)點，簇首傳感器節(jié)點收集簇內(nèi)所有狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將收集的變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞給監(jiān)控中心2。

優(yōu)選地，所述狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點設(shè)置在變電設(shè)備上。

本發(fā)明上述實施例應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了變電設(shè)備狀態(tài)的無線監(jiān)測，系統(tǒng)具有布設(shè)便捷、監(jiān)測全面、通信高效等優(yōu)點。

優(yōu)選地，若狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點為簇首傳感器節(jié)點的一跳鄰居節(jié)點時，其直接將變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至簇首傳感器節(jié)點；若狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點為簇首傳感器節(jié)點的非一跳鄰居節(jié)點，其從其鄰居節(jié)點中選擇中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點輔助發(fā)送變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)至簇首傳感器節(jié)點。

優(yōu)選地，狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點從其鄰居節(jié)點中選擇中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點輔助發(fā)送變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)至簇首傳感器節(jié)點時，具體執(zhí)行：

(1)計算狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的各鄰居節(jié)點充當中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的能力值：

式中，sij表示狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點si的第j個鄰居節(jié)點，q(sij)表示sij充當中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的能力值，為鏈路si,sij之間狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點si的接收信號強度指示值，表示鏈路si,sij之間sij的接收信號強度指示值，d(sij,si)表示si,sij之間的歐氏距離，ni為狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點si包含的鄰居節(jié)點數(shù)目，α、β為設(shè)定的權(quán)重系數(shù)；

(2)按照能量值由大到小的順序?qū)Ω鬣従庸?jié)點進行排列，形成備選中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表，狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點從其備選中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表中選擇優(yōu)選值最大的作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，進而將變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)通過中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點輔助發(fā)送至簇首傳感器節(jié)點。

本優(yōu)選實施例定義了中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的確定策略，從而實現(xiàn)快速有效的最優(yōu)中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點選取，方法簡單便捷，在選擇中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點時，考慮了鄰居節(jié)點的雙向鏈路質(zhì)量和距離因素，使得選出的中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點能夠較為準確地輔助傳輸變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且能夠降低狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點本身承受的負載，節(jié)約狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點向中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點傳送變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的能耗。

優(yōu)選地，當選擇的中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點滿足下列更新判定公式時，狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點在其備選中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點列表里剩余的鄰居節(jié)點中選擇優(yōu)選值最大的更替該中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點：

式中，sab表示中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點sa的第b個鄰居節(jié)點，分別表示sab的當前剩余能量、初始能量，為鏈路sa,sab之間sa的接收信號強度指示值，為鏈路sa,sab之間sab的接收信號強度指示值，sac表示中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點sa的除sab外的第c個鄰居節(jié)點，為鏈路sa,sac之間sa的接收信號強度指示值，為鏈路sa,sac之間sac的接收信號強度指示值，na為中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點sa的鄰居節(jié)點數(shù)目，et為設(shè)定的能量閾值。

相關(guān)技術(shù)中，若狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的鄰居節(jié)點能量耗盡，會加重該狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的負載，當負載超過負載閾值時，會造成狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點失效，因此，鄰居節(jié)點當前剩余能量之和在一定程度上能夠反映狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點不會失效的程度，本優(yōu)選實施例創(chuàng)新性地利用該特點設(shè)計了中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的更新策略，使得中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點由于自身鄰居節(jié)點的當前剩余能量之和不能滿足要求而可能失效時及時進行更換，從而保障變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

優(yōu)選地，狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點與中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通信的發(fā)射功率按照下列公式確定：

式中，ps表示狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點與中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通信的發(fā)射功率，pt為中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的正確接收功率閾值，pr為中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點的實際接收功率，pmax為狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的最大發(fā)射功率，m為設(shè)定的狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的期望鄰居節(jié)點數(shù)目，m為當設(shè)定狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點的發(fā)射功率為時該狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點具有的鄰居節(jié)點數(shù)目，p0為設(shè)定的單位調(diào)整功率，f(·)為設(shè)定的取值函數(shù)，當m-m>0時，f(m-m)＝1，當m-m≤0時，f(m-m)＝0。

本優(yōu)選實施在確定狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點與中繼轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點通信的發(fā)射功率時，以狀態(tài)監(jiān)測傳感器節(jié)點采用最小發(fā)射功率(即)時具有的鄰居節(jié)點數(shù)目與期望鄰居節(jié)點數(shù)目之間的差值作為功率調(diào)整的幅度，使得最后確定的發(fā)射功率能夠滿足一定的鄰居節(jié)點數(shù)目要求，從而減少鏈路中斷的次數(shù)，更好地提高變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1的網(wǎng)絡(luò)性能，另外，相對以最大發(fā)射功率發(fā)送變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，能夠在保證變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)那疤嵯卤M量節(jié)省變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送的能量，從而降低變電設(shè)備傳感監(jiān)測模塊1的數(shù)據(jù)收集能量成本。

最后應(yīng)當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。