基于物联网与三维可视化技术的智能变电站综合辅助系统研究.doc

word完美格式 精心整理 学习帮手 基于物联网与虚拟现实技术的智能变电站综合辅助系统研究 物联网技术是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 虚拟现实技术可以定义为对现实世界进行五维时空的仿真，即除了对三维空间和 一维时间仿真外，还包含对自然交互方式的仿真。它由计算机生成,通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的交互式场景仿真，是一种可以创造和体验虚拟世界的计算机系统。 一个完整的虚拟现实系统包含一个逼真的三维虚拟环境和符合人们自然交互习惯的人机交互界面，分布式虚拟现实系统还要包含用于共享信息的人机交互界面。 集成应用物联网、虚拟现实技术在变电站辅助控制系统中，将极大的丰富智能变电站辅助控制系统的内涵，提升智能变电站全站全景全息的信息化水平，实现安防消防监控、环境监控、动力监测、运行辅助、检修辅助、运行状态监视、预报警等系统的集成应用和联动控制、资产管理等功能，提高变电站的智能化水平，为电网安全运行提供决策技术支撑。 系统整体架构 1.基于物联网技术的智能变电站辅助控制与监测系统研究 智能变电站要求全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，并可根据需要支持实时自动控制智能调节在线分析决策协同互动等高级功能。物联网是建立于物与物、物与人之间的网络，它通过装置在各类物体上的电子标签、传感器及二维码等，经过接口与网络相连，从而给物体赋予智能，可以实现人与物、物与物间的沟通和对话。因此，物联网可实现对物理世界的高度认知和智能化决策控制 对变电站辅助生产系统进行智能运行管理，首先依赖于对辅助生产系统各个环节运行参数的在线监测和实时信息掌控，基于此，物联网作为智能信息感知末梢 ，成为推动智能变电站发展的重要技术手段。 1.1研究内容 1.1.1物联网传感器终端研究 物联网终端是物联网中连接传感网络层和传输网络层，实现采集数据及向网络层发送数据的设备。它担负着数据采集、初步处理、加密、传输等多种功能。智能传感器终端由外围接口模块、数据处理模块、网络传输模块和电源模块组成。下图为物联网终端的内部结构图。 物联网终端的内部结构图 物联网终端基本由外围感知（传感）接口，中央处理模块和外部通讯接口三个部分组成，通过外围感知接口与传感设备连接，如RFID读卡器，红外感应器，环境传感器等，将这些传感设备的数据进行读取并通过中央处理模块处理后，按照网络协议，通过外部通讯接口，如：GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到以太网的指定中心处理平台。 1.1.2 有线组网方式特点：通信线路稳定可靠，维护简单，但安装地点易受限制，布线复杂。 无线组网方式特点：安装地点不受限制，无需布线，现场施工方便，但通信易受电磁干扰，抗干扰技术复杂，生产成本高。 根据变电站的实际情况，布点多用量大及用在高压带电设备上有绝缘要求的传感器采用无线传感器，如用于对环境温湿度高压设备运行温度感知的传感器，以此组成无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）其他辅助生产系统的传感器布点少无绝缘问题且易于布线采用有线网络，以降低成本且便于维护。 1.1.3 接收传感网测控平台监测到的数据，评估变电站的运行状态，自动判出各类异常情况，执行判断结果，实现辅助系统间的协调联动，消除异常情况造成的影响；形成异常情况处理过程报告，及时将结果上报远方集控中心；监测辅助系统的运行状态，执行远方集控中心的各项命令，规范与监控系统的通信规约。 1.2技术路线 1.2.1总体方案设计 利用物联网技术，通过对外界的感知，构建传感测控网络 在传感测控网络基础上建立辅助控制与监测系统，实现图像监视安全警卫火灾报警与消防及采暖通风等功能的集成，实现 辅助生产系统智能监测智能判断智能管理智能验证等功能 辅助控制与监测系统分层： 第一层为远方集控站管理主机，第二层为站内控制主机，第三层为由物联网组成的变电站各辅助生产子系统（系统构架见图）。 第一层功能：远方集控站管理主机接收站内控制主机处理后的各辅助生产子系统运行工况，包括各种异常情况处理结果视频录像等，同时集控站操作人员下发各种控制指令，如推画面启动风机调节空调温度等，实现对辅助生产系统远程控制。 第二层功能：站内控制主机接收传感网络监测到的数据，评估辅助生产系统的运行状态，自动判出各类异常情况，执行判断结果，实现各辅助生产系统内及相互之间的协调联动，消除异常情况造成的影响; 形成异常情况处理过程报告，及时将结果上报远方集控中心，接收并执行远方集控中心下发的各项指令。 第三层功能：由物联网组成的变