[发明专利]基于无线传感器网络的母线槽温升监测系统

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的母线槽温升监测系统，包括平行设置的若干条母线槽支线、设置于所述若干条母线槽支线上游的一条母线槽干线、总开关、数据融合中心以及后台监控管理系统，总开关设置于母线槽干线与数据融合中心之间，其中每一条母线槽支线上设置有漏电开关、下位机以及传感器节点，其中每一个漏电开关设置于母线槽干线下游与每一个下位机之间；所述数据融合中心与后台监控管理系统相连，将所采集的温度信息送入后台监控管理系统中的计算机进行数据分析；其特征在于：所述后台监控管理系统中包含温升线性回归模块，参数显著性检验模块，温升预测分析模块、以及残差分析模块；

所述温升线性回归模块中采用如下模型计算母线槽温升

(y_i,x_i1,x_i2,x_i3),i＝1,…,n (1)

其中，

y_i是母线槽温升，

x_i1是电流负载值，

x_i2是多个温度值的平均值，

x_i3是湿度值；

且满足

y_i＝β₀+βx_i1+β₂x_i2+β₃x_i3+ε_i,i＝1,…,n (2)

其中ε_i(i＝1，…，n)为回归常数，它们互相独立，均服从正态分布ε_i～N(0，σ²)，

β_i是回归系数；

利用矩阵表达式，令

于是温升线性回归公式为

Y＝Xβ+ε (4)

其中矩阵X是温升影响因子矩阵，且X列满秩，

矩阵Y是母线槽温升矩阵，

β是回归系数矩阵，

ε为回归常数矩阵；

其中回归系数β利用最小二乘来估计，即选择β使误差项的平方和

S(β)＝ε^Tε＝(Y-Xβ)^T(Y-Xβ) (5)

达到最小，

因为S(β)在β处的Hessian矩阵

为正定矩阵，因此其最小二乘估计

即是S(β)的最小值点，其中，k和l分别是β处的横纵坐标，即点β(β_k，β_l)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述传感器节点检测每一条母线槽支线的电流负载值，同时采集母线槽3个接头除N相以外的两相两侧的共6个温度值以及母线槽周围的湿度值。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：每间隔一段时间重新计算回归系数β，且在相邻2个间隔内回归系数β不变。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述参数显著性检验模块中，对公式(4)设置二元假设

构造F检验统计量

其中，

为误差平方和，

为回归平方和，

为平均值，

为均方回归，

为均方残差；

3代表回归自由度，

n-4代表误差自由度，

n-1代表总和自由度；

给定显著性水平α，当P₀α时，拒绝H₀，认为Y与X₁，X₂，X₃间的线性回归关系显著；否则认为各回归变量通过线性形式对Y的影响不显著。