物联网技术在煤矿安全生产中的应用

针对现有煤矿安全监控系统扩展性差,响应时间长及移动物体的监控能力相对较弱的问题,提出利用物联网技术,开发用于煤矿安全生产的监控平台,该平台主要由ZigBee无线传感器网络、物联网接入服务器和上位机可视化软件系统构成,对各种监测传感器采集的信息进行采集、处理、传输、显示与反馈。通过矿井仿真平台测试及煤矿井下现场测试表明,设计能够实现煤矿井下环境参数测控及人员的精准定位,能为煤矿安全生产监控提供有价值的参考。     

煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统设计

本文针对井下监测系统的研究现状及存在问题,设计了一种煤矿井下基于无线传感器网络的安全监测系统,描述了系统的整体框架和各主要部分组成,详细阐述了利用无线传感器网络进行井下定位的工作原理及实现方案,该系统可以实时监测各种环境信息准确反映井下,地面的设备运行状态,从而提高煤矿安全监控系统的可靠性和安全性.     

基于CC2420的井下人员定位系统

介绍了人员跟踪定位系统的结构、工作原理、功能、特点等.提出了将无线传感器网络中的ZigBee技术应用于煤矿井下救援系统中,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案.     

基于ZigBee技术的温湿度监测网络设计与实现

无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送。文中介绍了一种基于ZigBee技术的温、湿度监测网络的设计与实现,以CC2430单片机和数字式温、湿度传感器SHT10设计出了温、湿度传感器节点,以AT91R4008微控制器、AX88796以太网控制器芯片和CC2430单片机设计出了ZigBee无线网关。温湿度传感器节点通过射频收发器将数据发送到ZigBee无线网关。ZigBee无线网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机。该系统具有低功耗、高可靠性、易组网及稳定性好等优势,可广泛应用于工业环境温、湿度监测。     

基于ZigBee Pro技术的配电线路无线网络化监控系统

针对馈线自动化系统现场应用中存在故障定位区段不细、故障指示器信息无法自动远程传输等问题,提出一种3层分布式全无线配电线路监控系统方案.系统第1层为470 MHz短距离无线通信网络,负责配电线路状态变化信息的采集;第2层为ZigBee Pro无线传感器网络,负责配电线路状态变化信息及设置参数的路由;第3层为通用无线分组业务(GPRS)通信网络,负责数据的远距离可靠传输.分析了设计和实现中的关键技术,如故障指示器通信模块供电、无线传感器网络参数配置、多对一路由、网络安全及GPRS可靠通信等.该系统具有可靠性高、可扩展性强、运行费用低等特点,尤其适合电力公司10 kV配电线路的在线监控.     

基于ZigBee的开关设备远程温度监控系统

针对由于开关设备地域分布广、给采集运行温度数据和设备维修造成困难的问题,开发了一种基于无线传感器网络的远程温度测控系统。该系统的网络节点以CC2430为核心,利用热电堆传感器采集温度,采用ZigBee协议组成树状网络实现主机与节点之间的数据传输,通过LabVIEW实现无线网络数据的显示与处理。经测试,该系统抗干扰能力强,工作稳定,可对历史数据进行分析,亦可对开关设备的温度实施有效的远程监控。     

塔式起重机群状态实时监测系统的构建和研究

研究了基于ZigBee无线传感器网络的塔式起重机群状态实时监测系统。以ZigBee无线射频芯片CC2420模块为核心,完成了软、硬件的设计与搭建。对系统进行了测试,结果表明有效地实现了数据的上传与下传,成功搭建了一套无线传感器网络监控试验系统。     

一种基于无线传感器网络的太阳能电池监控系统

为管理太阳能电池组件运行工况,设计了一种基于无线传感器网络的太阳能电池实时监控系统.该系统通过分布式无线传感器网络将各数据采集模块组成自组织网络,经过多跳路由将采集的数据汇聚到监控节点以实现实时监控.系统的数据采集模块设计主要包括ZigBee的系统级芯片CC2530以实现控制和无线通信功能,以及高精度电能计量芯片CS5464,在此基础上实现了符合IEC61036标准的智能数据采集模块.系统软件部分研究了CC2530的数据传输和与CS5464数据交互等实现技术,并基于TI的ZStack-Apps Package实现了整个ZigBee通信协议.     

基于无线网络传感器的定位技术研究

针对基于信号强度的无线传感器网络定位精度易受环境影响的问题,通过搭建无线传感器网络进行的实验,研究了改进的定位算法.使用CC2430无线模块作为节点收发装置,基于ZigBee无线传感器网络协议,搭建无线传感器网络平台进行定位系统的开发和改进算法的测试.由于无线信号强度误差的复杂性,采取逐阶改进的方法,通过各阶段的实验进行误差分析并改进定位算法.在搭建的无线传感器网络平台上测试的结果表明,改进的定位算法达到预期的效果,定位精度明显提高,具有一定的应用价值.     

基于物联网的禽畜智能养殖监控系统的设计

设计了一套基于物联网的养殖场自动监控系统.系统运用各种传感器组成无线传感网络,实现养殖棚环境中的温度、湿度、光照强度、CO2浓度、NH3浓度等物理量参数的检测.依靠2.4G无线技术、ZigBee技术和GPRS网络将采集的数据传输至远程服务器.由控制器根据设定的参数控制供热、供湿、排风等设备的运作.同时将采集到的数据传送到企业的Web服务器,实现用户对养殖现场的监测与控制,达到养殖环境的全自动智能化监控功能.该套系统经过合作企业的实地测试,系统正确、实时地采集到了各节点的环境状态,充分证明了系统的可行性和稳定性,说明了系统具有准确,方便,快捷的特点.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products