[發明專利]一種變電站大范圍溫度監測數據及設備信息采集的方法

在審

• 申請號: 202010161396.3
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111460839A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 吳嫣媛;劉向軍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06K17/00;G06Q50/06;G01K1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種變電站大范圍溫度監測數據及設備信息采集的方法，將RFID標簽與傳感器節點集成為智能標簽，或稱智能節點，依據變電站設備易出現故障發熱點如并聯電容器組的發熱的缺陷發熱點，將智能標簽布置于這些發熱點處，采集溫度信息，并將標簽的設備身份信息與溫度數據融合，基于WSN網絡協議組網，將信息傳輸到匯聚節點(基站或者網關)，匯聚節點通過網絡如工業以太網發送給計算機如監測主機，同時獲取設備的基本信息和發熱點溫度參數；此外，標簽也能夠通過標簽天線與RFID閱讀器通信，獲取標簽的身份數據和標簽所在位置的溫度。本發明可實現溫度監測數據及設備信息的大范圍采集和設備信息的智能化管理。

技術領域

本發明涉及變電站溫度監測數據采集領域，尤其使用RFID與WSN技術結合的智能節點組網實現變電站并聯電容器組大范圍溫度監測數據采集的方法。

背景技術

近年來隨著電力系統和城市大規模建設的發展，各地變電站和電力設備數量迅速增長，使得目前以高勞動強度、長試驗周期為主要特征的人工定期檢修模式面臨嚴重挑戰。隨著設備智能化、計算機和通信技術的進步，使得電力系統以運行設備狀態檢測以及在線監測為基礎的狀態檢修乃至預防改進性檢修成為未來智能電網發展的必然方向。大部分的電力設備都工作在高電壓、大電流條件下，由于設備局部過熱導致故障停電檢修的情況時有發生，可見運行中的電力設備熱能分布正常與否對判斷設備的運行狀態來說是一個重要特征。常用的監測方法有紅外檢測、光纖傳輸等，紅外非接觸式測溫是高壓運行設備測溫最常用的方式，但是這種方式只可以測量在傳感器直視范圍內測量點的溫度。光纖測溫具有良好的絕緣性和抗電磁干擾能力，但其本身易折斷，不耐高溫，存在灰塵爬電的可能，且不滿足長期監測的要求。

射頻識別技術是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術(以下簡稱RFID)。RFID技術與互聯網、通訊等技術相結合，可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享。射頻識別系統由電子標簽、讀寫器以及數據交換和管理系統構。RFID的基本工作原理較為簡單，如圖1所示，當標簽進入讀寫器磁場后，接收由讀寫器發出的射頻信號，無源標簽產生感應電流并通過感應電流的能量發出存儲在芯片中的數據，而主動標簽主動發出存儲數據，讀寫器讀取到射頻信號后進行解碼，到數據交換和管理系統中進行數據處理。無線傳感器網絡(WSN)是由部署在監測區域內大量傳感器節點相互通信形成的多跳自組織網絡系統，是物聯網底層網絡的重要技術形式。無線傳感網的主要由傳感器節點、匯聚節點和管理節點三個部分構成，體系結構如圖2所示。傳感器節點具有傳感、信號處理和無線通信的功能。節點既是信息包的獲取者也是信息包的轉發者，形成多跳的自組織網絡，將數據發送至匯聚節點。匯聚節點又稱基站或者網關，可以通過多種方式與外部網絡進行行通信，如Internet、衛星或移動通信網絡等。大規模的WSN應用可以使用多個網關進行靈活組網。

無線傳感器網絡通過多跳通信方式可完成信息的大范圍傳輸，傳輸距離較RFID大得多。RFID具有WSN所缺乏的物品標志能力，但RFID不能對物品狀態進行監測。將RFID與WSN節點結合為智能節點(也稱智能標簽)，可以使得RFID標簽也具有多跳通信的能力以擴展RFID的工作范圍，同時使得WSN網絡具有RFID的標志能力，并將WSN對物體狀態與環境信息的監測能力賦予RFID系統。在利用閱讀器對智能節點讀取信息時，可以在傳輸表示身份的數據時，將環境溫度數據一起傳輸，使得讀寫器或服務器能夠得到標簽所在位置的環境溫度。而智能節點之間則可以按照WSN協議組網通信，將信息傳輸到監測主機實現故障預警。采用RFID與WSN相結合為智能節點的方式進行變電站設備的溫度檢測，可以克服傳統溫度監測的缺點，同時可實現溫度的大范圍監測，電子標簽能實現電力設備信息的智能化管理。對出現故障點時實現故障點的可靠精確定位，實現電力設備信息的智能化管理具有重要意義。

發明內容