多电飞机ATRU电能质量监测方法研究
这是一篇关于飞机电源,自耦变压整流装置,复杂适应系统,电能质量,虚拟仪器的论文, 主要内容为飞机电源系统逐步发展,机载电网引入高压直流供电系统。由于飞机电气化程度提升,为保证飞机有效供电和安全运行,必须对电源系统进行实时监测、状态显示、管理和保护。自耦变压整流装置作为飞机中常用的交流电转换直流电电力变换设备,其工作状态对飞机交流电网和直流电网稳定均有重要意义。对自耦变压整流装置进行电能质量监测方法研究,有助于对自耦变压整流装置组件运行状态进行详细分析,为高压直流电网供配电实验、故障状态研究提供研究基础和数据支撑。飞机常用电源参数测试依靠标准仪器,自耦变压整流装置处于交流电网与直流电网的转接点,需要测试多种不同电能质量参数。因此,提出一种基于虚拟仪器思想的多电飞机自耦变压整流装置(ATRU)电能质量监测方案。利用计算机强大的数据处理能力和软件开发能力,开发适用于ATRU多种电能信号实时监测的虚拟仪器软件。本文以多电飞机ATRU为研究对象,搭建仿真实验平台,以现行飞机供电系统参数测试标准为依据,选取数字测试设备,确定电能质量参数特性范围与计算方法。使用虚拟仪器平台开发ATRU电能质量监测软件工程项目。以复杂适应系统理论为指导,提出ATRU共享聚集式三螺旋信号处理结构。使用Agent主体建模方法,建立电能离散信号处理算法,算法两两之间形成闭环,三者交互形成了三螺旋结构。在处理难点问题时,增加了参考和有效信息,从系统论的角度创新解决电能离散信号处理分析问题。以该信号处理算法结构实现了电能信号自适应去噪、功率谱估计参数校正和非均匀小波包分解时频分析。本文重点论述了ATRU监测平台设计方案和虚拟仪器软件开发流程。硬件设计包括ATRU运行主电路、故障控制电路、信号监测采集电路;软件设计包括程序框架、模块功能开发、监测显示控制界面。实验室搭建的ATRU测试平台具备可控故障模拟与瞬态监测功能。通过正常状态、故障状态实验,对整体实验系统和算法处理过程进行详细介绍。实验结果验证了该多电飞机ATRU电能质量监测方法适用性和有效性。
基于微服务架构的电能质量监测系统的设计与实现
这是一篇关于电能质量,微服务,故障识别,服务治理的论文, 主要内容为电能质量监测系统是随着我国电网不断发展而持续建设一类以电能的稳定性质量管理为目标的重要业务系统,其主要能够实现数据采集、监测、统计和分析、治理的闭环运行,能够解决现有电能质量问题多样化、成因复杂、缺乏治理决策支持手段等问题,并实现电能质量态势感知、分析电能质量事件对电网的影响、评估电能质量事件损失、预判电能质量发展趋势等提供技术与平台支撑。电能质量监测系统的建设,经历了从最开始的电能质量监测系统基于数据收集,再到电能质量数据的统计,到现在及将来的大范围数据统计以及分析等阶段。但是随着电能质量监测系统建设的不断推进,电能质量监测的涉及的业务需求越来越多,系统建设发展越来越庞大和冗余,这就对系统架构提出了更高的要求,迫切需要改变传统单体的软件系统架构以适应不断发展的电能质量监测业务创新以及高效运维需求。针对上述问题和需求,本文基于国家电网电能质量监测系统的项目前期建设情况,提出了基于微服务架构的电能质量监测系统重构方法,重构后的系统通过应用微服务架构解决了电能质量监测系统不断扩展的业务需求,使得系统更加易于扩展建设新的业务;同时也解决了系统发展越来越庞大所带来的运行维护困难等问题。本文的研究内容主要从以下几个方面展开:首先,对电能质量监测系统的现有架构和未来需求发展进行了分析,提出了系统的业务功能需求。其次对系统功能进行微服务划分,对电能质量监测系统的不同功能模块进行设计,给出系统微服务及运行架构,设计数据库模型,为电能质量监测系统后续的业务功能扩展和运维管理奠定了基础。其次,对于电能质量监测系统中的微服务关键治理技术进行了分析研究,包括基于LightGBM的故障识别模型、服务注册发现以及服务网关等技术,有效解决了由于电能质量管理业务关系复杂带来的微服务故障难以定位识别的问题。最后,基于以上分析和研究工作,对基于微服务架构的电能质量监测系统进行了详细设计,并基于SpringCloud等框架和开源软件进行了开发实现。通过对基于微服务架构的电能质量监测系统的功能以及性能测试表明,该系统可以实现电能质量监测的业务功能易于扩展的需求,并且系统日常运行维护高效,系统运行稳定良好。
基于云平台的APF实时运行监控管理系统的设计与实现
这是一篇关于APF实时监控,设备管理,电能质量,数据库的论文, 主要内容为电能是当代社会中使用程度最高的能源之一,人们也越来越重视电能质量。有源电力滤波器APF(Active Power Filter)可以有效改善电能质量,但国内研究APF实时监控管理方面的内容不多。APF运行时出现故障是在所难免的。因此,本论文借助云平台和数据库技术,着眼于设备的远程监控运维和数字化管理,设计并实现了一套基于云平台的APF实时运行监控管理系统,系统对运行时数据的实时采集、远程监控、存储和分析,对APF的安全可靠运行,有着非常重要的意义。首先,本文阐明了目前APF运行和管理的现状,并分析了我国目前对APF监控管理存在的问题,介绍了本文设计的基于云平台的APF实时运行监控管理系统的意义。本文再通过可行性和需求分析后,对系统进行了总体设计,明确了系统几个重要的业务模块的具体内容以及具体的流程设计。本系统选择Visual Studio 2017做开发平台,后台选取基于.Net平台的C#语言,以SQL Server 2012作为后台数据库管理平台,前端采用HTML+CSS+Javascript为开发语言,结合Echarts和Ajax技术实现。其次,阐述了系统的实时远程监控功能的设计与实现。本文在明确系统的监控需求及主要监控对象后建立了系统的三层开发模型,对实时监控系统的数据通信功能模块、业务逻辑模块、实时数据库和界面显示模块进行了详细设计,通过系统对APF相关数据的采集以及报警信息、控制命令的的下发和上位机实时显示,实现了系统远程对APF的实时运行监控。再次,阐述了系统管理功能的设计与实现。本文在实时监控功能的基础上,建立了关系数据库和历史数据库对数据进行了存储与分析,并设计了直观的人机交互界面,提供APF故障分析和处理方法以及科学的维护保养计划,为企业设备管理的有效性、科学性、准确性和及时性提供帮助。最后,本文对设计的系统进行了运行测试。测试证明系统的功能性、兼容性和安全性满足需求,证明方案是正确的可行的,并且是可靠的。测试过程中本系统可以给管理者远程提供APF的实时监控信息,使管理者能及时发现并解决问题,对提高管理和运维人员的工作效率和设备的稳定性和高效性具有深远意义。
基于微服务架构的电能质量监测系统的设计与实现
这是一篇关于电能质量,微服务,故障识别,服务治理的论文, 主要内容为电能质量监测系统是随着我国电网不断发展而持续建设一类以电能的稳定性质量管理为目标的重要业务系统,其主要能够实现数据采集、监测、统计和分析、治理的闭环运行,能够解决现有电能质量问题多样化、成因复杂、缺乏治理决策支持手段等问题,并实现电能质量态势感知、分析电能质量事件对电网的影响、评估电能质量事件损失、预判电能质量发展趋势等提供技术与平台支撑。电能质量监测系统的建设,经历了从最开始的电能质量监测系统基于数据收集,再到电能质量数据的统计,到现在及将来的大范围数据统计以及分析等阶段。但是随着电能质量监测系统建设的不断推进,电能质量监测的涉及的业务需求越来越多,系统建设发展越来越庞大和冗余,这就对系统架构提出了更高的要求,迫切需要改变传统单体的软件系统架构以适应不断发展的电能质量监测业务创新以及高效运维需求。针对上述问题和需求,本文基于国家电网电能质量监测系统的项目前期建设情况,提出了基于微服务架构的电能质量监测系统重构方法,重构后的系统通过应用微服务架构解决了电能质量监测系统不断扩展的业务需求,使得系统更加易于扩展建设新的业务;同时也解决了系统发展越来越庞大所带来的运行维护困难等问题。本文的研究内容主要从以下几个方面展开:首先,对电能质量监测系统的现有架构和未来需求发展进行了分析,提出了系统的业务功能需求。其次对系统功能进行微服务划分,对电能质量监测系统的不同功能模块进行设计,给出系统微服务及运行架构,设计数据库模型,为电能质量监测系统后续的业务功能扩展和运维管理奠定了基础。其次,对于电能质量监测系统中的微服务关键治理技术进行了分析研究,包括基于LightGBM的故障识别模型、服务注册发现以及服务网关等技术,有效解决了由于电能质量管理业务关系复杂带来的微服务故障难以定位识别的问题。最后,基于以上分析和研究工作,对基于微服务架构的电能质量监测系统进行了详细设计,并基于SpringCloud等框架和开源软件进行了开发实现。通过对基于微服务架构的电能质量监测系统的功能以及性能测试表明,该系统可以实现电能质量监测的业务功能易于扩展的需求,并且系统日常运行维护高效,系统运行稳定良好。
基于边缘计算的配电监控系统研究与应用
这是一篇关于配电监控,边缘计算,电能质量,任务均衡分配,DSP+FPGA的论文, 主要内容为近年来,随着工业化水平的不断进步,社会生产模式已经逐渐实现信息化和智能化。同时,企业生产随着规模化以及高效化的需求日益突出,导致对用电安全和能耗管理提出了更严格的要求,而精准高效的配电室监控系统是实现用电安全和节能降耗的关键性手段。但是,目前普遍采用的在线配电监测系统大多数只是对基本数据的检测,并直接将大量数据上传到后台系统进行处理,导致海量数据的计算、传输对主站数据处理及通信信道带来巨大压力。在此背景下,本文研究并开发了一种基于边缘计算的配电监控系统。该系统由配电监控终端、边缘节点、通信链路、云端平台等构成,以配电监控终端为主要研究对象,利用边缘计算技术,从系统架构和检测算法两个主要方面分别优化现有配电监控系统的数据处理动静态性能。本文主要研究工作包括:1)调研分析了现有配电系统常见的配电监控架构和技术方案,并开展了配电监控系统的智能化需求分析。在此基础上,设计了基于边缘计算的配电监控系统的整体框架。2)开展了配电监控终端的研究与开发。配电监控终端采用基于FPGA+DSP的数字化硬件技术,以提升终端设备的数据处理能力。在检测算法方面,针对三相不平衡系统的无功电流分相检测问题,提出了一种基于傅里叶变换的瞬时无功电流分相检测算法。该方法实时嵌入了频率同步校正和控制延时补偿环节,以改善由于被监控线路频率偏差和信号检测延时引起的无功电流检测误差。3)针对边缘侧若干边缘节点之间的任务分配问题,提出了一种适合本工况环境下的均衡任务分配策略,相较于传统的就近任务分配策略,将边缘侧数据处理效率提高了12.6%。4)开展了本系统的工程示范应用。通过现场数据测试、对比本系统与云计算情况下的系统时延,对本系统功能的特性进行了验证,测试结果表明该系统具有实际工程应用价值。
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