[发明专利]变电站物联网监测的信息聚合方法

权利要求书

1.变电站物联网监测的信息聚合方法，其特征在于：基于分布式异地信号采集，利用不同的泄漏电流采集单元和母线电压采集单元分别实现对高压容性设备绝缘在线监测的高精度信号处理，实现对高压容性设备的泄漏电流和母线电压采样，通过采集单元的时钟同步实现不同采集单元的同步采样，定时对高压容性设备的离散泄漏电流和母线电压做整周波的离散采样，通过信号延拓获得与模态滤波器组时间常数相适应的信号输入序列，针对高压电力设备的干扰特征，设置由点通滤波器、低通滤波器、高通滤波器和点阻滤波器组成的无限冲击响应滤波器组，通过IIRG获得50Hz工频信号的滤波输出，通过电力相量算法，获得高压容性设备泄漏电流和母线电压的相量相位差，进而获得高精度的绝缘介质损耗因数；该方法采用Zigbee无线传感器网络作为分布式测量单元之间的通信方式，配置母线电压节点为Zigbee协调器节点、泄漏电流节点和主站节点为Zigbee路由节点。

2.根据权利要求1所述的变电站物联网监测的信息聚合方法，其特征在于通过如下步骤实现：

(1)采用分布式就地测量单元分别实现对高压容性设备泄漏电流和对应的母线电压的就地测量；其中母线电压测量单元安放在控制室内或专门的电子设备间，直接测量母线电压互感器（PT）的二次输出信号；分布式泄漏电流测量单元安装在容性设备附近的现场，采用穿心式小电流传感器测量容性设备的末屏接地线的电流；传感器铁芯采用屏蔽并将屏蔽层接地、传感器的信号输出线采用屏蔽且尽可能短地连接到泄漏电流测量单元；各分布式测量单元可以实现单相电流、电压的测量，也可以实现三相电流、电压的测量；在电子设备间中设置容性设备在线监测的主站，兼做该系统的工程师站；

(2)分布式泄漏电流测量单元与分布式母线电压测量单元采用Zigbee无线传感器网络通信；容性设备在线监测系统的各节点可按不同电压等级分为不同的Zigbee网络，以220kV应用为例，配置220kV的各容性设备的泄漏电流测量单元为路由节点，具有中继功能，配置220kV母线电压测量单元为Zigbee协调器节点，协调器节点是该Zigbee的主节点，配置容性设备在线监测主站为Zigbee路由节点；各类Zigbee节点之间的通信内容包括：协调器节点广播母线电压信息；各电流测量单元节点向主站节点传输该容性设备介损计算结果；

(3)分布式电压测量单元和分布式泄漏电流测量单元基于时钟同步实现同步采样；时钟同步采用无线方式，可以选择使用微型天线的GPS对时应用，或无线以太网的IEC1588对时应用等；分布式泄漏电流测量单元和分布式母线电压测量单元经时钟同步，按周期T1定时启动信号采样，采样一个周波即20ms的数据，记为S(0)、S(1)、…、S(N-1)；其中T1取值可以从几个ms到几十秒，例如取值1秒，以绝对时间的年月日时分和整秒启动采样；采样率不小于1.6kHz，完成该周波采样后关闭采样中断，等下一个T1时刻到来时再次打开中断；

(4)在分布式泄漏电流测量单元和母线电压测量单元中分别计算准确的相量，包括相量实部和虚部，包含相量相位和幅值信息；计算采用相同的算法和处理过程，具体步骤如下：将本次采样周波数据｛S(0)、S(1)、…、S(N-1)｝做预处理，通过周期延拓获得较长的数据区，以克服IIRG滤波器组的时滞特性；构建针对50Hz工频电网的IIRG滤波器组；滤波器组采用多个无限冲击响应滤波器级联组成，包括40Hz高通IIR、60Hz低通IIR、50Hz点通IIR和可选择配置的点阻滤波IIR；将IIRG滤波器组的滤波输出应用傅立叶相量算法，计算出相量实部虚部；各分布式泄漏电流测量单元即Zigbee路由节点通过Zigbee网络将计算的绝缘介损实时送给主站节点即Zigbee路由节点。