本文是电力论文,本论文研究了电网触点老化模型，介绍了信息时代流行的几种预判模型，分析其特点，介绍了大数据分析法和神经网络预测模型。我们电网监控系统可以测得触点的温度、漏电流、光强、湿度等信息，但周围环境对触点损耗的情况却无法检测。在这些电网触点实际环境条件下我们搭建电网触点老化预测模型，其中灰色预测模型具有通过少量的、不完全的信息建立进行预测的特征，更符合电网触点老化预测的实际。传统单变量灰色模型的短期预测精度相对较高，但是这种模型存在着考虑因素单一的致命问题，行为变量会受到不同因子变量的影响从而导致其预判模型的规律性发生改变，预判精度也随之受到很大的影响。多变量灰色模型的预测中也存在着一些致命缺点，它的效果不理想，短期预测误差常较大，主要原因在于多变量灰色模型包含一个行为变量和多个因子变量，而其中几个关键的因子变量可能会对其他因素造成直接性影响，而且这些关键因子变量对行为变量的影响也比其他因子变量大，这会导致对于行为变量的预测会因为其中几个关键变量而明显改变，该模型的预测短期精度法反而较低。
.......
第一章 绪论
电网触点主要是指电网系统中的一些高压开关以及电缆终端接头和中间接头，高压开关主要用于开断和关合导电回路的电气，它通常被放入高压开关柜中，这种高压开关会因为老化等原因而导致接触不良甚至短线，最终导致电气回路故障。这类高压开关通常使用铠装式、间隔式和箱式来封装的。铠装式高压开关及其周围电路均采用全封闭金属隔室，使故障闲置在相应的空间内，安全可靠性高但是不便于监测；间隔式的高压开关同样采用全封闭的形式，选用非金属隔室；箱式的隔室少，结构相对简单，安全系数不高但便于监测。电缆终端接头和中间接头按巡检规定和现场运行情况每一年至三年停电检查一次，室外每月巡视一次，检查是否出现绝缘损坏。 国内科研人员在用电器老化判断上作了很多工作：周艳真等利用两阶段支持向量机对电力系统进行暂态稳定预测[3]，大大缩短了预测模型的训练时间；姜宁将高温老化、功率老化、温度循环、性能检测等融合在一套系统中，来判断电子元件的老化[4]；牛胜锁等提出一种抗差总体最小二乘法，并将其用于预测电力系统谐波状态[5]，解决了总体最小二乘法无法抑制粗差能力的问题，得到了有效的解决方案；王恩等提出了一种时变概率模型，并用该模型评估电网调度操作的风险
.......
第二章 触点老化模型研究
2.1 现有老化模型简介
现如今集成电路大多由数字电路组成，而对于这类集成电路的老化预判人们通常通过数字电路的时序图来体现，如果出现组合电路信号稳定较慢或者在固定条件下无法满足存储单元的建立保持时间，那么则表示集成电路出现了老化的情况，通常选择新型的老化传感器来对电路老化进行监测[29]。这类老化传感器主要就是判断时钟同步的，如果组合逻辑电路传递的信息总是超出保护带的范围，同时电路在工作时时常跳离安全界限，那么则表明电路出现了不同程度的损坏，无法保证工作正常运行。 电路中的组合逻辑电路输出两组相同信号，一组传递给功能完好的触发器，第二组发送给老化预测传感器，传感器通过内部延时模块对数据进行处理，延迟一小段时间，而这个时称为保护带时长，如果组合逻辑电路跳变的失序超出这个保护带时长，那么说明电路出现老化的现象。
2.2 变量修正灰色模型
针对于传统灰色模型的缺点，我们对多变量灰色模型进行单变量修正，并依据变量之间的影响关系确定变量的主次顺序建立模型。建立变量修正的灰色预测模型，首先需要分析变量之间的关联性，提取主要因素作为行为变量，然后把剩下的因子变量按照关键与否排列，从中提取出直接反馈行为变量数值大小的关键因子变量。建立单行为变量的改进灰色预测模型，在所有因子变量中提取关键因子变量，并对行为变量灰色模型进行修正。最后我们对其他变量进行多变量灰色预测，由于测得的预测值受主要行为变量的影响最大，因此我们将单行为变量灰色模型改进并用于修正多变量灰色模型，修正后的预测结果不仅要考虑多个因子变量对预测结果的反馈，还必须找到主要问题，分出对预测结果影响的主次因素从而达到对预测值的合理修正。
.........
第三章电网触点监控系统组网关键技术研究.......... 19
3.1 监控系统无线网络结构设计及其实现......... 19
3.2 系统低功耗设计 ............................................ 25
第四章电网触点监控系统搭建 ................................. 31
4.1 监控平台分析及功能需求 ............................ 31
4.2 电网触点监控系统测温方式 ........................ 33
4.3 无线传感节点 ................................................ 34
第五章 系统实测 ......................................................... 43
5.1 系统功能测试 ................................................ 43
5.2 显示平台实际数据测试 ................................ 44
..........
第五章 系统实测
5.1 系统功能测试
系统功能测试主要包含两个方面：无线传感节点能否正确采集触点信息并实时传输；智能终端显示平台是否能够直观展现汇聚节点传递过来的数据。电网触点监控系统实物如图 5.1所示： 根据监控系统的功能要求，传感器节点和汇聚节点之间能通过 Zigbee 模块进行准确、实时的无线通信。汇聚节点和传感器节点通过处理器模块的串口进行串行通信并与计算机进行连接，通过串行调试助手的数据反馈，判断传感器节点采集的信息是否及时准确，网络连接是否顺畅。通过实际实验，各个节点都可以直接从计算机上观察到串行口传输的温度数据，验证了无线传感节点采集数据和传递功能的正确性，还检验了无线传感节点和汇聚节点之间能否通过 Zigbee 模型实时准确的进行数据传递。串口助手数据测试结果如图 5.2 所示。从图中可以看出，汇聚节点接收到传感节点传递过来的两组温度数据，节点 A 是 24 度节点 B 是31 度，汇聚节点设定节点的报警温度为 30 度，当节点温度超过 30 度的时候系统会自动报警，而节点 B 的温度是 31 度，超过了设定的安全温度，系统对节点 B 进行报警，测试成功，监控系统数据传输和报警功能实现。
5.2 显示平台实际数据测试
进入监控界面，能看到各个在线监控的传感节点，每个传感节点都对应其监控的触点，点击可以查看每个传感节点所对应触点的历史温度信息，如果超过安全值，系统会自动报警并把该传感节点置顶方便用户观察处理。监控系统在 One NET 平台上展示的产品详情如图 5.3 所示。产品名称是电网触点监控，产品 ID 是 One NET 平台自动分配的，分别配有其注册码和使用者秘钥，保证了系统的安全性能。产品行业和产品简介在注册前会简要说明，方便用户使用。技术参数平台会根据使用者需要自动生成，本系统选用 Wifi 模块与互联网平台相连，所以产品的联网方式就是 Wifi。 触.点编号详情如图 5.4 所示，从图中可以看出产品给每个触点都进行了编号，给每个传感节点也进行了编号，图中的 A1、A2、A3 分别代表着 A 号传感节点监测的 3 个电网触点，APP 可以分别查询这些触点的安全信息。并且系统会智能给各触点进行排序，温度较高的会放在前面，方便用户直接观察。节点监控数据界面如图 5.5 所示，如图所示是触点 C1 的温度曲线，测温精度在 0.1，给 25 度分了十个档，触点温度从 25.4 不到升到了 25.7 度
.......
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
本论文搭建了基于无线传感网络的电网触点监控系统，该监控系统基本构成由三部分组成，分别是无线传感节点、汇聚节点以及智能终端显示平台。安装在电网触点附近的无线传感节点可实时对温度、光强、烟雾、漏电流等参数进行检测，传感节点处理好信息并自组网后将上述参数统一发送给到汇聚节点，再由汇聚节点汇聚并处理数据，最后通过互联网发送给智能终端显示平台，用户可以直观通过手机远程监控电网触点安全状况并作出及时处理。系统可以达到低功耗防瘫痪的运行效果，通过传感节点间歇性工作模式以及低功耗器件的选择大大降低了系统能耗，满足了太阳能自供电的功耗要求。无线传感网络系统会因为汇聚节点的损坏而导致系统的瘫痪，针对此问题本系统采用了防瘫痪的工作模式，通过传感节点的功能转换替代损坏或者长期工作的汇聚节点，防止系统瘫痪，为了满足节点功能的替代，我们选用网型拓扑结构来确定无线传感网络的节点分布，网型拓扑结构能够保证系统不会因为节点的动态变化而导致过久的延迟甚至瘫痪。在监控系统搭建基本完成之后对其进行软硬件测试，观察节点之间通信是否正常，数据是否能实时正确传递。
6.2 展望
近年来，人们对无线传感网络以及配电安全监控系统的研究不断深入，整个监控网络由于其优越的覆盖性和职能化展现出了巨大的发展前景，这同时也给我们提供了新的改进系统的方法，促进了系统智能化以及物联网的发展。 我们后续的工作重点会在传感网络系统的基础上把硬件系统做的高端化，提高其传感器采集速率、提高检测精度、数据处理速度。将系统硬件部分以 fpga 为中心进行研制，fpga 相对于单片机系统最大的优点在于其采集数据的并行操作，它可以保证传感器传递过来的数据通过 ad 转换芯片并行采集到，当 fpga 作为汇聚节点进入系统时，系统能够高速将各传感节点传递的数据并行处理汇聚再发送到智能终端上。
参考文献(略)
