电网设备状态参数的传输与评估系统的设计与开发

论文摘要

本文设计了一个电网设备状态参数的传输与评估系统。本文内容主要包括:对多重校验传输帧结构的设计,绝缘特性计算的补偿优化设计,对加权平均评估方式的研究与设计,神经网络对设备状态的预测应用研究,以及实现软交换功能与数据中心相融合的应用研究。 为了解决如何使状态监测数据能够在RS485总线上进行可靠传输的问题,本文设计了从采集端到GPRS发送端之间的传输帧结构,其中包含多重校验数据位。系统的上位机根据校验位进行了奇偶校验、长度校验和地址校验。通过校验实现帧的正确传输。 由于针对频率动态变化的电网设备进行同步绝缘特性计算的难度较大,所以如何实现理论上的同步绝缘特性计算也是本文要解决的另一个问题。在考虑到对同步采样进行绝缘特性计算的不足后,本文构造了一个补偿公式,该补偿公式将电网的基波周期对采样间隔的比值看成一个静态部分和动态变化部分。文中对采取补偿和不采取补偿的处理方式进行了对比分析,分析表明采用补偿公式可以起到减小误差的作用。 针对设备状态评估工作的问题,本文设计了两种评估方式即有效评估和预测评估。在评估思路上,采取了与扩展后的《电气设备预防性试验规程》相适应的加权平均评估方式。此外,对于预测评估,采用了RBF神经网络评估方式,通过对样本进行滚动学习,对未来的设备状态做出滚动预测。通过将两种评估的结论输出与实际结论进行对比,分析表明两种方式都能很好的满足评估要求。 最后,为了将软交换的语音功能融合进数据中心,本文在开放性的Vocal SIP协议栈的基础上进行了二次开发,为数据中心实现了语音交换功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 引言
• 1.1 研究的背景
• 1.2 电力监测传输技术的对比和发展
• 1.2.1 现有电力监测传输技术与对比
• 1.2.2 GPRS的现状和发展
• 1.2.3 电气参数GPRS传输的实际问题
• 1.3 对电力状态维修的认识和发展动态
• 1.3.1 国内对电力状态维修的总体认识
• 1.3.2 国内外对电力状态评估的研究现状
• 1.3.3 国外状态维修工作的发展动态
• 1.4 我国电力预试标准存在的问题
• 1.5 软交换技术的发展
• 1.6 本文工作
• 第2章 系统结构和数据库设计
• 2.1 系统结构
• 2.1.1 系统结构
• 2.1.2 软件结构
• 2.2 数据库模型设计
• 2.2.1 数据存储策略设计
• 2.2.2 数据库关系表范式规划
• 2.2.3 数据库维护功能设计
• 2.2.4 数据字典设计过程
• 2.2.4.1 系统表的设计
• 2.2.4.2 数据表的设计
• 2.2.4.3 完整数据库表清单
• 2.2.4.4 数据字段设计
• 2.2.4.5 设备ID编号设计
• 2.2.4.6 设备ID编号对连接的标识
• 2.3 小结
• 第3章 传输子系统
• 3.1 子系统功能需求
• 3.2 子系统运行环境
• 3.3 硬件配置
• 3.4 数据传输项设计综述
• 3.5 子系统结构设计
• 3.6 流程控制设计
• 3.7 子系统关键数据结构
• 3.8 主要常数编码
• 3.8.1 通讯状态编码
• 3.8.2 运行时刻参数文件
• 3.9 子系统出错处理设计
• 3.10 通讯方法设计
• 3.10.1 通讯模式
• 3.10.2 帧结构设计
• 3.10.3 转义算法
• 3.11 GPRS下位机软件模块结构设计
• 3.11.1 下位机连接命令
• 3.11.2 下位机的连接操作
• 3.11.3 下位机软件设计
• 3.12 上位机对状态参数处理的优化
• 3.12.1 优化处理的设计方案
• 3.12.2 优化方案仿真论证
• 3.13 软件接口设计
• 3.14 GPRS上位机模块关键逻辑设计
• 3.14.1 类清单
• 3.14.2 类关联
• 3.14.3 上位机传输的对象交互设计
• 3.14.3.1 上位机测试传输协作设计
• 3.14.3.2 上位机命令的传输协作设计
• 3.14.3.3 校验错误状态映射
• 3.14.3.4 通讯状态属性状态映射
• 3.15 数据处理结果
• 3.16 GPRS上位机接收数据实时显示
• 3.17 小结
• 第4章 状态评估子系统设计
• 4.1 子系统功能需求
• 4.2 子系统运行环境
• 4.3 评估子系统结构设计
• 4.4 数据项设计
• 4.5 主要常数编码
• 4.6 评估方式设计
• 4.6.1 加权求平均评估方式
• 4.6.1.1 算法设计
• 4.6.1.2 算法的物理意义
• 4.6.2 RBF神经网络预测评估方式
• 4.6.2.1 样本分类方式
• 4.6.2.2 网络建立
• 4.6.2.3 预测原理
• 4.6.2.4 算法的物理意义
• 4.7 评估模块关键活动设计
• 4.7.1 主要类清单
• 4.7.2 子系统主要活动划分
• 4.8 预测试验与实际输出对比分析
• 4.9 加权平均评估页面与输出
• 4.10 小结
• 第5章 数据中心子系统的改进设计
• 5.1 SIP语音功能的设计和改进
• 5.1.1 SIP组件模型
• 5.1.2 实时语音需求
• 5.1.3 运行环境
• 5.1.4 通讯输入与输出
• 5.1.5 改进数据中心SIP模块层次设计
• 5.1.6 主要常数编码
• 5.1.7 子系统中的SIP功能设计
• 5.1.8 子系统SIP运作的基本工作流程
• 5.1.9 对SdpHandler类的修改
• 5.1.10 SIP语音通讯的测试图例
• 5.2 超限自动报警设计
• 5.2.1 协作控制
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B （主要高压电气设备类型评估项目）