亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        電力電氣自動化設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測技術(shù)研究

        2023-12-29 01:39:38蘆小雨馬全保
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2023年22期
        關(guān)鍵詞:電力設(shè)備節(jié)點(diǎn)監(jiān)測

        蘆小雨 馬全保

        (中國電建集團(tuán)河南省電力勘測設(shè)計(jì)院有限公司,河南 鄭州 450000)

        物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的快速發(fā)展推動了科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。為了全面監(jiān)測和管理電力設(shè)備的狀態(tài),需要深入研究和創(chuàng)新電力設(shè)備在線監(jiān)測方法。電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)為這些方法的創(chuàng)新提供了更多可能性。通過綜合應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的智能定位和識別,并在智能化的監(jiān)控和跟蹤過程中準(zhǔn)確判斷電力設(shè)備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的意義[1-2],可使電力設(shè)備的在線監(jiān)測更智能化,為提升監(jiān)控效率和管理能力提供了有效的解決方法。

        1 電力電氣自動化設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀

        該文以某電力企業(yè)為例,從通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署及在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)3 個方面對其電力電氣自動化設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,具體如下。

        1.1 設(shè)備監(jiān)測通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        該物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中,由于一級設(shè)備通常處理突發(fā)事故能力和數(shù)據(jù)處理能力較差且無法細(xì)化分配業(yè)務(wù)信道,三級設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議配置比較復(fù)雜且協(xié)議滲透性一般,而二級網(wǎng)絡(luò)則可以有效過濾監(jiān)測信息,防止廣播域過大造成泛濫等情況,因此,現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎玫氖黔h(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),具體如圖1 所示。

        圖1 物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

        從圖1 可以看出,整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由2 個集中節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。中央節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)管理和控制網(wǎng)絡(luò)的流量,并負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)主要IED 之間的通信。交換機(jī)之間的信息流動是單向的,并且在2 個主要IED 之間只有一個邏輯鏈接。當(dāng)物理連接發(fā)生故障時,交換機(jī)會使用RSTP 協(xié)議重新計(jì)算路徑。此外,交換機(jī)A 和交換機(jī)B 之間可以通過繞過物理線路的方式進(jìn)行直接通信。如果在線監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)有N個交換機(jī),則其平均時延如公式(1)所示。

        式中:Q為交換機(jī)的平均時延;ti為交換機(jī)之間的時延;N-1 為鏈路條數(shù)。

        1.2 在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)部署

        合理部署網(wǎng)絡(luò)可以最大程度地減少數(shù)據(jù)丟失和時延增加等情況。該文采用網(wǎng)絡(luò)最大流算法,將環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)劃分為若干區(qū)域,以減少通路的電磁干擾[3]。同時,根據(jù)不同電力設(shè)備的監(jiān)測需求,并借助數(shù)據(jù)融合技術(shù),對這些監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合,以降低冗余,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。為確保網(wǎng)絡(luò)部署的合理性,需要先確定網(wǎng)絡(luò)生存周期,如公式(2)所示。

        式中:Li為網(wǎng)絡(luò)生存周期;Ei為節(jié)點(diǎn)i的初始能量;ei為發(fā)送單位數(shù)據(jù)流量所需耗費(fèi)的能量;fij為節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的平均流量與最大可能流量的比值;Q為交換機(jī)的平均時延。

        同時,為防止節(jié)點(diǎn)間因間距過大而出現(xiàn)簇頭布局不合理的情況,并均衡網(wǎng)絡(luò)能耗,延長網(wǎng)絡(luò)整體使用壽命,還需要精準(zhǔn)計(jì)算通信網(wǎng)絡(luò)路徑距離因子,如公式(3)所示。

        式中:E為通信網(wǎng)絡(luò)路徑距離因子;d(i,path1)、d(i,path2)為通信路徑之間的距離;d2(i,sink)為傳感器節(jié)點(diǎn)到sink節(jié)點(diǎn)之間的距離;Li為網(wǎng)絡(luò)生存周期。

        1.3 電力設(shè)備在線監(jiān)測

        根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)獲取電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù),并采用橫向相似性方法來識別異常數(shù)據(jù)點(diǎn)。算法流程如圖2 所示。具體而言,先計(jì)算相鄰時刻負(fù)荷變化率,然后與預(yù)先設(shè)定的正常范圍進(jìn)行比較。如果某個時刻的負(fù)荷變化率超出正常范圍,就可以將該數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)記為異常。

        圖2 電力設(shè)備異常數(shù)據(jù)檢測流程

        采用橫向相似性方法能夠快速、準(zhǔn)確地辨識出異常數(shù)據(jù)點(diǎn),從而實(shí)時監(jiān)測電力設(shè)備的狀態(tài),有助于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障、異常行為或其他問題,以便采取相應(yīng)措施進(jìn)行修復(fù)或調(diào)整,提升電力設(shè)備在線監(jiān)測的效果和可靠性[4]。

        在異常數(shù)據(jù)判斷方面,如果某個采樣點(diǎn)的負(fù)荷變化率在正常范圍內(nèi),可將其視為正常數(shù)據(jù)點(diǎn);如果負(fù)荷變化率超出正常范圍,就判斷該數(shù)據(jù)點(diǎn)為異常數(shù)據(jù)點(diǎn)。修正異常數(shù)據(jù)時,可以根據(jù)異常點(diǎn)前、后的數(shù)據(jù)變化率的均值進(jìn)行修正。修正公式如公式(4)所示。

        式中:Ye(i)為異常點(diǎn)前、后數(shù)據(jù)變化率的均值;Y1(i)為修正異常值;Yd(i-1)為負(fù)荷值;Y1(i-1)為特征值;E為通信網(wǎng)絡(luò)路徑距離因子。

        該修正過程可以消除異常數(shù)據(jù)的影響,更準(zhǔn)確地反映電力設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。

        2 系統(tǒng)優(yōu)化

        該廠現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)存在能耗高、精度低等問題,為改善該問題,采用LPWAN 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對原有在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級,并增加Viterbi 算法,以此來提高在線監(jiān)測的精度和效率。

        2.1 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

        LPWAN 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是低功率廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可覆蓋十幾千米的距離,能夠?qū)崿F(xiàn)局域資源和廣域資源的共享且能耗更低[5]。應(yīng)用該技術(shù)可有效解決現(xiàn)有在線監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋范圍小、能耗高等問題,并能滿足跨地理位置的通信需求。LPWAN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖如圖3 所示。

        隨著該電力企業(yè)的發(fā)展,單個局域網(wǎng)已無法滿足大規(guī)模的生產(chǎn)要求。因此,需要將各局域網(wǎng)通過特定的連接方式相互連接,以形成一個跨越多個地區(qū)的廣域網(wǎng)。因此,可通過LPWAN 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),構(gòu)建廣域網(wǎng),使不同部門之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作、資源共享和數(shù)據(jù)交互,提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率和運(yùn)行管理能力。同時,通過融合NB-IoT 無線通信技術(shù)、eDRX 技術(shù)和PSM 省電技術(shù),進(jìn)一步提高在線監(jiān)測系統(tǒng)電池壽命,進(jìn)而提升節(jié)能效果。例如在需要高精度和高安全性的監(jiān)測場景中,如果設(shè)備的監(jiān)測周期為10s,每15min上傳一次數(shù)據(jù),在線監(jiān)測系統(tǒng)只需要4~5 個月更換一次電池即可。而對安全性要求高的設(shè)備來說,如果設(shè)備的監(jiān)測周期為1 天,每年上傳一次數(shù)據(jù),則電池可持續(xù)供電長達(dá)12 年。另外,用戶可以根據(jù)具體應(yīng)用場景的需求對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活配置,以滿足監(jiān)測和安全要求,提高在線監(jiān)測系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。

        2.2 Viterbi 算法

        作為一種動態(tài)規(guī)劃算法,Viterbi 算法在非侵入式監(jiān)測中具有重要的應(yīng)用價值,能夠有效減少求解過程中的時間消耗,并能適用于各種不同的用電場景[6]。但考慮傳統(tǒng)Viterbi算法計(jì)算比較復(fù)雜,該文根據(jù)實(shí)際需求對Viterbi 算法進(jìn)行了改進(jìn)。例如相鄰的2 個電力設(shè)備的用電量通常是平衡的,當(dāng)這種平衡發(fā)生改變時,說明電力設(shè)備狀態(tài)也發(fā)生了改變,因此利用Viterbi 算法進(jìn)行計(jì)算,可有效減少計(jì)算中的冗余項(xiàng)目,降低計(jì)算復(fù)雜度,有效解決了多種電力設(shè)備場景下的計(jì)算困難問題。改進(jìn)后Viterbi 算法的計(jì)算步驟如下。

        第二步,遞歸計(jì)算。如公式(6)、公式(7)所示。

        第三步,終止。如公式(8)、公式(9)所示。

        式中:P*為狀態(tài)序列的終止觀測狀態(tài);Q*d為第d段序列的最大化狀態(tài);δd(i)為第d段序列的觀測概率。

        第四步,狀態(tài)序列回溯。如公式(10)所示。

        式中:Q*d為第d段序列的最大化狀態(tài);ψd+1為第d+1 段序列的狀態(tài);Q*d+1為第d+1 段序列的觀測概率。

        改進(jìn)Viterbi 算法后,根據(jù)觀測序列中的觀測值和已知的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,可以確定在給定觀測序列下最可能出現(xiàn)的狀態(tài)路徑,進(jìn)而可以推斷出對應(yīng)的最佳用電設(shè)備序列。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        為驗(yàn)證優(yōu)化后在線監(jiān)測系統(tǒng)的效率和精度,該文采用Microsoft Windows 2015,64 位計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),并與原系統(tǒng)進(jìn)行對比。試驗(yàn)運(yùn)行環(huán)境如下:處理器為Inter(R)Core(TM)i7,主頻為2.59GHz,內(nèi)存為16GB。具體試驗(yàn)方法如圖4 所示。

        圖4 試驗(yàn)方法示意圖

        首先,設(shè)定輸出數(shù)據(jù)量為5000GB,時間為1h,并選取20 個不同數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行對比,最終得出數(shù)據(jù)集見表1。

        表1 優(yōu)化前、后信息數(shù)據(jù)集

        其次,比較優(yōu)化前、后在線監(jiān)測系統(tǒng)的延時性,具體如圖5 所示。

        圖5 優(yōu)化前、后延時時間對比示意圖

        根據(jù)表1 和圖6 可知,優(yōu)化后,在線監(jiān)測系統(tǒng)相同時間內(nèi)可接收更多數(shù)據(jù),并且延時時間為10ms~20ms,明顯低于優(yōu)化前。因此,優(yōu)化后系統(tǒng)監(jiān)測效率更高。

        圖6 優(yōu)化前、后系統(tǒng)監(jiān)測準(zhǔn)確率對比

        再次,比較優(yōu)化前、后在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測精度,具體如圖6 所示。

        通過圖6 可以看出,隨著數(shù)據(jù)量增加,在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測準(zhǔn)確率均呈下降趨勢。但是優(yōu)化后,系統(tǒng)監(jiān)測準(zhǔn)確率始終高于65%且優(yōu)于優(yōu)化前。

        4 結(jié)語

        綜上所述,將該電力企業(yè)現(xiàn)有電力自動化設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化后,其接收數(shù)據(jù)量、延時性及監(jiān)測精度均有明顯提高,有效提高了電力自動化設(shè)備在線監(jiān)測的技術(shù)水平,對電力企業(yè)安全高效運(yùn)行具有深遠(yuǎn)意義。然而,由于研究時間限制,該文研究仍存在一些不足,例如處理數(shù)據(jù)過剩等。因此未來的研究將專注于開發(fā)更高效的方法來進(jìn)一步優(yōu)化在線監(jiān)測系統(tǒng)。

        猜你喜歡
        電力設(shè)備節(jié)點(diǎn)監(jiān)測
        CM節(jié)點(diǎn)控制在船舶上的應(yīng)用
        特色“三四五六”返貧監(jiān)測幫扶做實(shí)做細(xì)
        Analysis of the characteristics of electronic equipment usage distance for common users
        基于AutoCAD的門窗節(jié)點(diǎn)圖快速構(gòu)建
        加強(qiáng)電力設(shè)備運(yùn)維云平臺安全性管理
        電力設(shè)備運(yùn)維管理及安全運(yùn)行探析
        網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析——2015年12月
        網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析——2015年11月
        基于壓縮感知的電力設(shè)備視頻圖像去噪方法研究
        抓住人才培養(yǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)
        极品少妇被黑人白浆直流| 国产自拍一区二区三区| 99视频一区| 人妻少妇不满足中文字幕| av中文字幕少妇人妻| 国产又粗又猛又黄色呦呦| 一区二区免费中文字幕| av天堂手机在线看片资源| 久久精品蜜桃亚洲av高清| 日韩精品亚洲一区二区| 成人免费无码视频在线网站 | 色综合色狠狠天天综合色| 久久夜色精品国产噜噜麻豆| 久久亚洲av成人无码国产| 精品免费福利视频| 在线a人片免费观看高清| 日韩一区二区三区天堂| 男女深夜视频网站入口| 97人妻精品一区二区三区男同| 免费乱理伦片在线观看| 最近中文字幕完整版免费| 午夜福利电影| 91久久精品无码人妻系列 | 91精品亚洲成人一区二区三区| a级毛片免费观看在线| 精品国产制服丝袜高跟| 亚洲动漫成人一区二区| 黄片一级二级三级四级| 丰满少妇被啪啪到高潮迷轩| 四川发廊丰满老熟妇| 无码熟妇人妻av在线影片| 国产成人拍精品免费视频| 久久综合一本中文字幕| 亚洲24小时免费视频| 国产精品爽爽久久久久久竹菊| 白又丰满大屁股bbbbb| 国产精品无码无片在线观看| 两个人免费视频大全毛片| 天堂麻豆精品在线观看| 亚洲高清在线天堂精品| 女局长白白嫩嫩大屁股|