[发明专利]一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置

摘要

一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置，包括监测模块和限制装置，所述监测模块包括性能评价单元、网络选取单元和网络优化单元，所述限制装置包括高压隔离开关BD、一次消谐装置GDQ、智能控制器GDM、带有辅助二次绕组的电压互感器PT、高压限流熔断器组件FU、可分相控制的高压真空接触器JZ及三相组合式过电压保护器GDB；该装置可根据用户要求投退相应设备，引入电流量作为判据，实现多种闭锁功能，确保电网系统供电可靠。

主权项

一种基于金属接地原理的单相弧光过电压限制装置，包括监测模块和限制装置，所述监测模块包括性能评价单元、网络选取单元和网络优化单元，所述限制装置包括高压隔离开关BD、一次消谐装置GDQ、智能控制器GDM、带有辅助二次绕组的电压互感器PT、高压限流熔断器组件FU、可分相控制的高压真空接触器JZ及三相组合式过电压保护器GDB；监测模块采用无线传感器网络对电网运行进行实时监测，无线传感器网络采用zigbee协议进行数据通信；a、性能评价单元，建立对监测性能进行分析的两级评价体系，根据评价对象建立综合评价指标，一级评价对象为用户感知性能、网络感知性能和节点感知性能，用户感知性能的二级评价对象为监测网络生存周期、感知精度和感知时延，网络感知性能的二级评价对象为监测网络覆盖率、能量消耗和传输可靠性，节点感知性能的二级评价对象为节点功率控制、休眠机制和时间同步；b、网络选取单元，根据不同网络拓扑结构对综合评价指标的影响，采用簇状网络拓扑结构；c、网络优化单元，对传感器网络能耗进行优化，包括模型建立子单元和能耗优化子单元；模型建立子单元：监测区域为半径为r的圆，区域内均匀分布有n个传感器节点，采用扇形分簇异构网络拓扑，基站节点位于圆心，簇头节点位于扇形区域中心，簇内传感器节点只能与簇头节点通信，簇头节点只能与基站节点通信，簇内传感器节点发送数据到簇头节点处理，簇头节点对数据进行压缩处理后将数据传送给基站节点；能耗优化子单元：距离为d的传感器节点之间传输1比特数据所消耗的能量ET为：式中，Es是发送或接收单位比特时发送电路或接收电路的能耗，Ef是自由空间信道模型下功率放大所需能量，Em是多径衰减信道模型下功率放大所需能量，d0为信道选择阈值，d0∈[80,95]；簇头节点融合1比特的数据所消耗的能量为Ed；设某簇的簇头节点CT，感知半径为r，到基站节点距离为d，该簇的数据采集范围为圆心角为2θ，半径为d+r，内切圆半径为d‑r的扇形区域，数据采集范围内的一个扇形传感器节点部署区域S对应的圆心角为dα，内外半径之差为dx，则此S区域中传感器节点数为距离簇头节点CT的距离平方为y2＝x2+d2‑2xdcosα，簇内节点和簇头节点距离小于d0，簇内所有传感器节点分别传送b比特数据到簇头节点CT的能耗Ein为：簇头节点CT接收、融合、传送数据的能耗Eout为：簇头节点CT所在簇在一次数据传输中总能耗Eall为：Eall＝Ein+Eout；采用群体智能算法对传输能耗进行优化，优化目标为监测范围、监测节点数、感知半径以及簇头节点到基站节点距离这几个拓扑参数，首先了解这几个拓扑参数对节点簇能耗的影响，设定一个参数变化，保证其他参数不变，得出节点簇能耗和变化参数之间的关系，然后采用群体智能算法对其进行迭代优化。