面向重要用户供用电安全监测的信息采集系统研究

摘要

随着经济的发展，整个社会对电力能源的需求越来越大，而在电力系统末端直接向重要电力用户配送电力能源的低压配电系统，其稳定性和可靠性极大的影响着经济的生产。本课题以国网电力公司项目面向重要用户供用电安全及支持技术研究与应用为背景，研究能够支撑重要用户供用电安全监测预警和评估的配电系统可靠性评估的方法理论和数据采集监测技术，以研究面向用户的辐射型配电系统可靠性评估理论方法和研制具有网络通信功能的软硬件一体化的电压、电流智能采集模块并实现对重要用户低压配电系统供用电安全监测与可靠性评估为目标，本文做了以下研究和工作：
　　研究了配电系统可靠性评估方法，提出了一种元件故障率非恒定的多参数新威布尔分布函数模型，通过该模型能够拟合出元件生命周期的故障率分布曲线。研究了贝叶斯网络理论及其在配电系统可靠性评估中的应用过程，基于贝叶斯网络分析方法进行了重要用户配电系统的可靠性的评估，评估结果对重要用户制定检修计划有一定的指导意义。
　　研究了供用电安全信息采集系统相关技术，包括无线通信、串口、光纤通信和嵌入式以太网通信应用技术。根据项目要求和工程现场实施条件，提出了面向重要用户的数据采集系统物理架构。系统由远程电信息采集终端（RTU）、网络集中器和远程服务器等组成。
　　设计研制了基于STM32的数据采集终端和集中器，并给出了详细的软硬件设计原理和方法，实现了数据的本地实时采集并通过无线或光纤进行数据交互的功能；研究了uIP协议栈的移植和应用方法并实现了集中器以太网通信功能；基于轮询方法设计实现了点对多点数据通信；最后依据项目要求搭建了系统，对采集系统进行了技术指标的测试并给出了测试结果。
　　本文的研究工作实现了重要用户配电系统的实时监测，通过实验和对样机的技术指标测试验证了系统研究设计方法的正确性，实验结果表明了系统达到设计目标。

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第一章 绪论

1.1课题来源与应用背景

1.2国内外研究现状

1.3课题研究目标

1.4主要研究内容与结构安排

第二章 采集系统相关技术研究

2.1采集对象及要求

2.2数据通信技术

2.3软件开发平台

2.4系统物理架构

2.5本章小结

第三章 重要用户配电系统可靠性评估算法

3.1可靠性基本概念

3.2元件可靠性模型

3.3贝叶斯网络方法与评估

3.4本章小结

第四章 采集系统硬件设计

4.1系统总体设计

4.2采集终端硬件设计

4.3集中器硬件设计

4.4本章小结

第五章 采集系统软件设计

5.1采集系统点对多点通信

5.2采集终端程序设计

5.3集中器程序设计

5.4上位机程序设计

5.5本章小结

第六章 采集系统实测

6.1测试过程

6.2测试结果与分析

6.3本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

附录1 部分PCB板与安装

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录3 攻读硕士学位期间申请的专利

致谢