[发明专利]变电站物联网监测的信息聚合方法

说明书

技术领域

本发明涉及物联网技术（IOT）在智能电网领域应用的信息处理方法，属于物联网电力行业应用和智能变电站信息处理方法技术领域。

技术背景

物联网（IOT）技术代表了未来的IT技术，物联网技术在工业行业的应用将大大改变现有工业领域的自动化、信息化模式，为工业行业的智能化控制及管理提供重要支撑。物联网在工业行业的应用由感知层、通信层和应用层组成，其中感知层是信息获取和信息组织的基础和核心，应用层提供工业领域应用的增值功能。感知层由大量的、多种类型的传感器节点构成，采用无线自组织网络。无线传感器节点（WSN）由基础的传感器采集基础信号，分期分批投入使用，实现对设备和环境的基本信息采集和传输。面向一个工业现场的众多的WSN节点可实现工业设备及其运行环境的测量，并将信息通信汇总到物联网应用服务器，后者为物联网的各种应用功能提供数据，物联网的应用价值体现在应用增值功能中。物联网的感知网和应用功能并非一一对应，感知网的信息是通用的基础投入，应用功能是独立开发的，基于感知网信息而存在。物联网的工业行业应用存在如下若干关键问题：

1.感知层WSN节点的布署侧重实现对设备和环境的基础信息感知测量，不专门针对某项物联网应用功能，其测量的是基础生数据，不专门体现某项物联网应用功能的特征信息测量；

2.感知层WSN节点种类很多，测量信息广，存在冗余信息，大量信息无序地传送给某项物联网应用将大大降低物联网通信效率，如何基于WSN的基础感知信息，经过一定的信息组织和衍生计算，将原始信息转变为针对该项物联网应用的熟数据，则可以有效解决物联网感知层和应用层的承接关系，为物联网应用功能提供高效率的信息服务。

变电站是电网的典型工作环境和设备群，智能变电站是智能电网的核心环节。变电站内由电力变压器、断路器、隔离开关、刀闸、母线、PT/CT互感器、避雷器等大量高压电力设备组成。变电站除了保护、控制和自动化系统等主体自动化技术以外，可能的物联网感知层信息包括：交流电气量信息、机械振动信息、温度、气体成份、行程等过程量信息。这些信息可通过布署不同类型额WSN节点采集。变电站物联网应用包括设备和环境的运行监视、设备状态监测和远程诊断、人员与设备之间的运行维护管理等等。变电站的物联网应用同样面临如何布署基础传感器节点，为诸多物联网应用功能提供有效、高效率的信息服务的问题。

本发明针对变电站物联网应用，提出一种WSN节点信息汇总、衍生和聚合的处理方法，该方法能够通过同类WSN节点的信息衍生、异类WSN节点的信息关联获得更丰富的感知层信息，并建立感知层信息与物联网应用功能的对应关系，为物联网应用功能提供有效的信息服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种变电站物联网监测的信息聚合方法。

本发明特征在于：基于分布式异地信号采集，利用不同的泄漏电流采集单元和母线电压采集单元分别实现对高压容性设备绝缘在线监测的高精度信号处理，实现对高压容性设备的泄漏电流和母线电压采样，通过采集单元的时钟同步实现不同采集单元的同步采样，定时对高压容性设备的离散泄漏电流和母线电压做整周波的离散采样，通过信号延拓获得与模态滤波器组时间常数相适应的信号输入序列，针对高压电力设备的干扰特征，设置由点通滤波器、低通滤波器、高通滤波器和点阻滤波器组成的无限冲击响应滤波器组（IIRG），通过IIRG获得50Hz工频信号的滤波输出，通过电力相量算法，获得高压容性设备泄漏电流和母线电压的相量相位差，进而获得高精度的绝缘介质损耗因数；该方法采用Zigbee无线传感器网络作为分布式测量单元之间的通信方式，配置母线电压节点为Zigbee协调器节点、泄漏电流节点和主站节点为Zigbee路由节点。

本发明实现高压电力容性设备绝缘在线监测的高精度信号处理方法的步骤如下：

（1）采用分布式就地测量单元分别实现对高压容性设备泄漏电流和对应的母线电压的就地测量；其中母线电压测量单元安放在控制室内或专门的电子设备间，直接测量母线电压互感器（PT）的二次输出信号；分布式泄漏电流测量单元安装在容性设备附近的现场，采用穿心式小电流传感器测量容性设备的末屏接地线的电流；传感器铁芯采用屏蔽并将屏蔽层接地、传感器的信号输出线采用屏蔽且尽可能短地连接到泄漏电流测量单元；各分布式测量单元可以实现单相电流、电压的测量，也可以实现三相电流、电压的测量；在电子设备间中设置容性设备在线监测的主站，兼做该系统的工程师站；