输变电设备物联网关键技术研究

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1、学校代号：10532学密号：B090900031级：公开湖南大学博士学位论文输变电设备物联网关键技术研究ResearchonKeyTechnologiesofInternetofpowertransmissionandtransformationequipmentsbyHEJieB．E．(NationalUniversityofDefenseTechnology)2005M．E．(JiangsuUniversity)2008AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDo

2、ctorofEngineer1nControlTheoryandControlEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCAOYijia0ctober，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。⋯⋯飞屯日期：沙I∑年f砂月rE

3、l学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在一年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签日期：≯I弓年Iy月JEt日‰愚．焉，t∽百2届仍一丝塑丝堡些堑丝丝塑垒————————一摘要物联网技术应用于智能电网，将充分整合电网信息资源，实现电网信息的精细化、模型化和可视

4、化，但目前物联网在电网的应用还较为简单，尚未在电网设施运行监控与电力资产优化管理方面得到应用。输变电设备物联网(Internetofpowertransmissionandtransformationequipments，IOTTE)，作为物联网技术在智能电网中的新应用，是智能电网由系统智能化向输变电设备智能化的延伸和发展，将实现输变电设备信息体系、监测体系、评估体系和管理体系的统一与规范。因为输变电设备物联网是一个在物理空间和信息空间具有强关联性和高度混杂性的网络，因此需要全面深入研究其分析设计、运维优化、高级应用等方面的关键技术，从而为物联网技术在智能电网中的应用提供技

5、术基础和验证平台。针对输变电设备物联网建设需求，本论文在国家高技术研究发展计划(863计划)“基于物联网技术的输变电设备智能监测与全寿命周期管理”(2011AA05A120)和国家自然科学基金青年科学基金项目“基于物联网的高压设备监测与状态评估研究”(61104090)的资助下，对输变电设备物联网体系架构、智能变电站设备全景信息模型、智能变电站设备监测网络QoS、网络拓扑和部署、以及输变电设备物联网在云南电网的实际应用几个方面进行了深入研究。全文的主要研究内容如下：详细阐述了输变电设备物联网的概念和内涵，以电力流、信息流为导向，提出了分层分布式的输变电设备物联网体系架构，自

6、下而上分为智能感知层、数据通信层、信息整合层和智能应用层，在四层架构基础上，分析了包括一体化智能监测装置、编码和标识体系、全景信息建模等在内的七种关键技术。为了解决“信息孤岛"和信息模型不统一规范问题，将信息建模引入输变电设备物联网，根据输变电设备全寿命周期管理业务所需要的设备全景信息，提出了输变电设备全景信息建模方法。以IEC61970／61968CIM模型为基础，结合IEC61850，针对智能变电站设备，提出了全景信息模型扩展原则和技术，设计了全面、统一的全景信息建模方案，以现有信息标准中未建模的绝缘子为例，建立包含基于EPC编码和全寿命周期管理的资产基础扩展模型、包含

7、试验模型、检修模型、巡检模型和诊断模型的工作模型，以及在线监测信息模型。针对输变电设备物联网中的智能变电站设备监测网络QoS，在提出的两层智能变电站体系结构和双环冗余自愈环网通信网络基础上，设计了基于无线传感器网络(WSN)的分簇智能变电站设备监测网络，并对监测网络的数据流进行分析建模，提出了相应的监测网络QoS指标，利用OPNET仿真工具，从网络拓扑、节II博士学位论文点规模、节点发射功率和网络负载四个方面对簇状监测网络的QoS指标进行了仿真分析，仿真证明针对本文设计的智能变电站设备监测网络，采用簇状监测网络比树