一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法。该方法应用于变电站高压开关柜的温度监测预警系统，包括：获取高压电气节点的接触电阻、膨胀系数、负荷电流的历史数据以及从实时采集的温度数据中提取的样本数据，并将这些数据作为影响各节点温度的指标；进行标准化处理；求取各指标的信息熵；根据各指标的信息熵获得各指标的权重；对权重进行修正，得到修正后的训练数据；建立前向级联LM_BP神经网络模型；将修正后的训练数据作为输入，实时采集的变电站各设备的温度数据作为期望输出，对前向级联LM_BP神经网络模型进行训练；将待预测数据输入训练后的神经网络模型中进行温度预测。该发明专利技术能有效提高温度预测速度和预测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法
本专利技术涉及高压节点温度预测
，特别是一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法。
技术介绍
随着国民经济的发展，各行各业对电能的需求越来越高，发电厂、变电站内高压开关柜内部触头接点的温度随着电流的增大而增高，如果高压开关柜内部触头接点的温度持续增高，将会造成高压开关柜内部触头接点温度过热，以至于发生开关柜温度过热事故，并由此产生火灾及大面积的停电。因此，电力系统中电气设备安全运行监测的工作量迅速增加。电厂和变电站内的机组运行时不是相互独立的，而是需要各个环节相互配合才能安全，有效、可靠的工作。电气设备的供电多数是以开关柜组来实现输配电，若其中有一个开关柜发生故障势必会影响到整个变电站或变电所的运营。基于此，作为电力系统中电气设备安全运行的主要参数，即变电站高压开关柜触头温度的监测任务日益繁重。基于上述问题，研究高压电气节点温升影响因素，并对高压电气节点温度进行提前预测，对减少高压开关柜中由于高压电气节点温度过高造成的事故具有重要意义。目前，有回归分析法、指数平滑法、灰色系统预测GM(1,1)模型、BP(backpropagation)神经网络等方法应用于对温度的预测。然而在高压开关柜的实际运行中，影响高压电气节点温升的因素众多，上述方法只是通过温度值进行分析预测，取得了一定的效果，但由于预测模型存在很大误差，无法实现对温度进行快速准确预测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法，能有效提高温度预测速度和预测精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，包括：多个无线测温节点、多个基站以及上位机；所述上位机与所述多个基站有线连接，每个基站与多个无线测温节点无线连接；所述无线测温节点包括微处理器、数字化温度传感器以及无线收发装置，所述数字化温度传感器与所述微处理器连接，所述数字化温度传感器为DS18B20传感器，用于采集无线测温节点的温度值，并传送给所述微处理器；所述微处理器与所述无线收发装置连接，用于将温度值传送给所述无线收发装置，所述无线收发装置为CC1101芯片；所述无线测温节点用于将采集到的变电站各设备的温度数据通过无线传感器网络传送给所述基站；所述基站与所述上位机有线连接，用于将所述温度数据通过RS485接口发送给所述上位机；所述上位机用于将对温度数据进行熵权计算得到的训练数据输入到神经网络模型中进行训练，并利用训练后的神经网络模型进行温度预测。可选的，所述基站包括液晶显示屏、微处理器MSP430F5418和存储芯片；所述液晶显示屏用于实时显示同一开关柜中所有无线测温节点采集的温度值；所述存储芯片为CC1101芯片，用于存储温度值。一种变电站高压开关柜的温度监测预警方法，应用于一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，该温度监测预警方法包括：获取高压电气节点的接触电阻、膨胀系数、负荷电流的历史数据；获取实时采集的变电站各设备的温度数据中提取的样本数据；将所述历史数据和样本数据作为影响高压电气节点温度的指标，并进行标准化处理；求取各经过标准化处理后的指标的信息熵Ei；根据各指标的信息熵，利用公式获得各指标的权重；根据各指标的权重，利用公式X＝(ω1X1,ω2X2,…ωkXk)进行修正，得到修正后的训练数据；建立前向级联LM_BP神经网络模型；将修正后的训练数据作为输入，实时采集的变电站各设备的温度数据作为期望输出，对所述前向级联LM_BP神经网络模型进行训练；将待预测数据输入训练后的神经网络模型中进行温度预测。可选的，所述将所述历史数据和温度数据作为影响高压电气节点温度的指标，并进行标准化处理，具体包括：采用公式：对影响高压电气节点温度的指标进行标准化处理；其中，Xi＝{x1,x2…xn}，X1，X2，…，Xk表示k个指标。可选的，所述求取各经过标准化处理后的指标的信息熵Ei，具体包括：指标的信息熵可表示为：其中：求得影响高压电气节点温度的指标的信息熵为E1，E2，E3，...Ek。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法，采用的数字化温度传感器为DS18B20传感器，体积小、功耗低，能长期在高压开关柜强磁场，强高温，封闭的环境下工作；无线收发装置采用CC1101芯片，具有高精度、高可靠，低功耗的整体性能，支持各种组网方式；基于熵权法的前向级联BP神经网络预测模型具有强大的非线性拟合能力和并行协同处理能力，其预测速度更快，能有效地提高预测精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统的整体结构图；图2为本专利技术实施例一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统中无线测温节点的结构示意图；图3为本专利技术实施例一种变电站高压开关柜的温度监测预警方法的方法流程图。图中标号为：无线测温节点101、基站102、上位机103、RS-232/485转换接口104、RS-485总线105、数字化温度传感器201、微处理器202、无线收发装置203。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供了一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统及方法，能加快温度预测，有效提高温度预测速度和预测精度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统的整体结构图。如图1所示，一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，包括：多个无线测温节点101、多个基站102以及上位机103；所述上位机103与所述多个基站102有线连接，每个基站102与多个无线测温节点101无线连接；所述无线测温节点101用于采集变电站各设备的温度数据，并通过无线传感器网络传送给所述基站102；所述基站102与所述上位机103有线连接，用于将所述温度数据通过RS485接口104发送给所述上位机103；RS485转换接口104通过RS485总线与所述基站102连接，所述上位机103用于将对温度数据进行熵权计算得到的训练数据输入到神经网络模型中进行训练，并利用训练后的神经网络模型进行温度预测。图2为本专利技术实施例一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统中无线测温节点的结构示意图。如图2所示，所述无线测温节点101包括微处理器202、数字化温度传感器201以及无线收发装置203，所述数字化温度传感器201与所述微处理器202连接，用于采集无线测温节点的温度值，并传送给所述微处理器202；所述微处理器202与所述无线收发装置203连接，用于将温度值传送给所述无线收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，其特征在于，包括：多个无线测温节点、多个基站以及上位机；所述上位机与所述多个基站有线连接，每个基站与多个无线测温节点无线连接；所述无线测温节点包括微处理器、数字化温度传感器以及无线收发装置，所述数字化温度传感器与所述微处理器连接，所述数字化温度传感器为DS18B20传感器，用于采集无线测温节点的温度值，并传送给所述微处理器；所述微处理器与所述无线收发装置连接，用于将温度值传送给所述无线收发装置，所述无线收发装置为CC1101芯片；所述无线测温节点用于将采集到的变电站各设备的温度数据通过无线传感器网络传送给所述基站；所述基站与所述上位机有线连接，用于将所述温度数据通过RS485接口发送给所述上位机；所述上位机用于将对温度数据进行熵权计算得到的训练数据输入到神经网络模型中进行训练，并利用训练后的神经网络模型进行温度预测。

【技术特征摘要】
1.一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，其特征在于，包括：多个无线测温节点、多个基站以及上位机；所述上位机与所述多个基站有线连接，每个基站与多个无线测温节点无线连接；所述无线测温节点包括微处理器、数字化温度传感器以及无线收发装置，所述数字化温度传感器与所述微处理器连接，所述数字化温度传感器为DS18B20传感器，用于采集无线测温节点的温度值，并传送给所述微处理器；所述微处理器与所述无线收发装置连接，用于将温度值传送给所述无线收发装置，所述无线收发装置为CC1101芯片；所述无线测温节点用于将采集到的变电站各设备的温度数据通过无线传感器网络传送给所述基站；所述基站与所述上位机有线连接，用于将所述温度数据通过RS485接口发送给所述上位机；所述上位机用于将对温度数据进行熵权计算得到的训练数据输入到神经网络模型中进行训练，并利用训练后的神经网络模型进行温度预测。2.根据权利要求1所述的一种变电站高压开关柜的温度监测预警系统，其特征在于，所述基站包括液晶显示屏、微处理器MSP430F5418和存储芯片；所述液晶显示屏用于实时显示同一开关柜中所有无线测温节点采集的温度值；所述存储芯片为CC1101芯片，用于存储温度值。3.一种变电站高压开关柜的温度监测预警方法，应用于权利要求1-5中任意一项所述的一种变电站高压开关柜的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新宇，苏漫绮，陈义平，张冬，刘付刚，徐辑辉，蒋洪波，肖一方，刘晓亮，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，国网黑龙江省电力有限公司大庆供电公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23