基于短距無線通信的農網用戶剩余電流在線監(jiān)測技術研究及應用.pdf

1、近年來，我國農村地區(qū)低壓電網剩余電流故障頻發(fā)，這一方面影響了農村供電穩(wěn)定性和可靠性，同時給農戶的生命財產安全帶來巨大威脅。剩余電流監(jiān)測技術可以在線檢測剩余電流的大小，并在剩余電流故障發(fā)生后為農電管理人員提供故障信息幫助快速恢復農戶供電。本文研究了一種農網低壓剩余電流在線監(jiān)測技術，包括剩余電流采集器、數據集中器、剩余電流監(jiān)測軟件三大部分。農網管理人員可通過監(jiān)測軟件實時查詢臺區(qū)內農戶剩余電流和末端電壓情況，并根據上傳信息排查故障和處理事故。

2、
　　本文首先介紹了課題的研究背景，并對剩余電流檢測和在線監(jiān)測技術的國內外發(fā)展現狀進行綜述。接著，介紹了電磁式、霍爾式、磁調制式三種剩余電流檢測方法和最大值、平均值、RMS三種幅值量化方法，提出了“改進型最大值”剩余電流幅值量化方法。利用NS2軟件從路由路徑、傳輸延時、丟包率三個方面對短距無線通信技術進行仿真研究，得出了ZigBee技術在農網供電臺區(qū)部署的可行性和可靠性。在系統(tǒng)功能和性能需求分析的基礎上給出了農網低壓剩余電流在線監(jiān)

3、測系統(tǒng)的總體設計方案，將系統(tǒng)分成剩余電流采集器、數據集中器、剩余電流監(jiān)測軟件三大部分。
　　隨后，根據系統(tǒng)中剩余電流采集器設計需求，將其分成主控芯片、剩余電流采集、電壓采集、ZigBee、電源和備用電源等功能模塊，分別給出各模塊的電路原理圖，并利用Altium Designer設計出4cm×5cm大小的剩余電流采集器PCB圖并予以實現。在此基礎上，給出了采集器在數據通信協議、主程序的軟件設計，以及ZigBee模塊的軟件配置。參考C

4、45剩余電流保護器尺寸和機械接口規(guī)格設計了剩余電流采集器的機械結構。根據系統(tǒng)中數據集中器的功能需求，將集中器分為ZigBee模塊、電源模塊、存儲模塊、時鐘模塊、多模式（GPRS、藍牙、RS485）通信模塊等模塊，給出各模塊的電路原理圖，并利用Altium Designer設計出其PCB圖，并完成硬件測試。在此基礎上，從數據存儲管理、GPRS和藍牙通信協議、RS485總線通信協議、集中器主程序等方面進行數據集中器的軟件設計。
　　此

5、外，設計完成了基于B/S結構云端數據庫的剩余電流在線監(jiān)測軟件和基于Android系統(tǒng)APP的移動智能終端剩余電流監(jiān)測軟件?；贐/S結構的在線監(jiān)測軟件包含Socket數據通信軟件和Web在線監(jiān)測軟件兩部分，完成了基于Socket和IPC機制的Socket數據通信軟件的程序設計，并分別從前端Web界面、后端MySQL數據庫、后端PHP腳本完成了Web在線監(jiān)測軟件的前端和后端程序設計，其中PHP腳本通過IPC機制與Socket數據通信程序通

6、信實現了在Web界面上的實時數據查詢和參數配置讀取功能。完成了Android在線監(jiān)測APP的設備掃描連接和數據監(jiān)測兩大UI的設計，以及與UI對應的Activity類和一些工具類（藍牙連接處理、SQLite數據庫操作等）的設計，給出這些類的UML類圖。
　　最后，完成了系統(tǒng)的總體聯調測試和現場安裝試用。對剩余電流采集器進行充放電測試、標定測試、功耗測試，完成剩余電流采集器和數據集中器的組網測試，并進一步完成系統(tǒng)在浙江義烏和湖北棗陽臺