器获 得。
[0059] 步骤S5的智能变电站电能损耗包括主变压器、电抗器、电容器、站用电的电能及 其他智能设备的能耗；计算方法包括：
[0060] a.主变压器与站用变压器能耗ΔΑ。按照下式计算：
[0061]
[0062] 其中，ΔΡ。为变压器空载损耗，U为变压器输入电压的均方根值，UN为变压器额定 电压，T为设备运行时间，△Pk为变压器短路损耗，Ilf为变压器负载电流的均方根值，I 变压器的额定电流（应取与负载电流同一电压侧的数值）；
[0063] 其_
，u、i分别为变压器电压传感器与电流传感 器输出数据，t为时间；
[0064] b.电抗器能耗Δ 照下式计算：
[0065] 串联电抗器的损耗电能
[0066] 式中，
[0067] IN1 串联电抗器的额定电流；
[0068] Iifl 流过串联电抗器的均方根电流；
[0069] APkl一一电抗器通过额定电流、温度达到75°C时的功率损耗，按厂家提供的手册 查得；
[0070] ^为串联电抗器电流传感器输出数据；
[0071] 并联电抗器的损耗电能Z
\, i：v 1
[0072] UN1--并联电抗器的额定电压；
[0073] Ulfl--并联电抗器的运行电压；
[0074] APkl一一电抗器通过额定电流、温度达到75°C时的功率损耗，按厂家提供的手册 查得；
[0075] 为并联电抗器电压传感器输出数据；
[0076] 贝丨JΔΑ!=ΔΑη+ΔΑ12;
[0077] c.电容器能耗Δ厶2按照下式计算：
[0078] 并联电容器的损耗电能ΔΑ21=Q。·tanδ21 ·Τ
[0079] 式中，
[0080] Qc--并联电容器的容量；
[0081] tanδ21-一并联电容器的损耗角正切值，可取厂家的实测值；
[0082] 串联电容器的损耗电能Δ..42:二3/?: _tan心，ΓX丨
[0083] Ijf2 流过串联电容器的均方根电流；
[0084] tanδ22-一串联电容器的损耗角正切值，可取厂家的实测值；
[0085]
12为串联电容器电流传感器输出数据；
[0086] i/iijδα2=ΔΑ21+ΔΑ22；
[0087] d.其他智能设备的站用电能耗Ε。：
[0088] 站用电能耗Ε。通过在站用电计量表计上安装无线数据采集装置获取，无线数据采 集装置将站用电计量表计上的数据无线传输给能耗检测平台。
[0089] 所述的方法，步骤Sl、S2的方法具体为：在智能变电站中主变压器、站用变压器、 电抗器、电容器、站用电的电能及其他智能设备等主要设备安装相应的无线传感器，并组成 无线传感器网络，无线传感器网络包括相连的汇聚节点设备和网关设备，传感器与汇聚节 点设备相连。基于WSN的智能变电站能耗现场检测系统主要由两部分功能单元组成，现场 数据采集与传输单元和能耗检测平台。数据采集与处理单元主要由DSP数据处理器和电流 电压传感器构成；能耗检测平台其主要功能是对智能变电站运行能耗参数数据进行实时计 算、分析与显示。
[0090] 下面结合具体实施例来进一步详述本发明。
[0091] 本发明涉及一种基于WSN的智能变电站能耗现场检测系统与方法，主要是对智能 变电站的能耗状况进行在线计算，并对智能变电站的能效状况进行科学的分析。该方法通 过运用新型工业无线传感器技术，建立WSN网络，通过WSN上传监测数据，对智能变电站能 耗数据现场在线检测。该方法可对新型智能变电站能耗全场景现场检测，对能耗数据进行 分析、评估，在线分析智能变电站运行能效状况。
[0092] 变电站能耗现场检测系统中的WSN(无线传感器网络）主要由固定在设备上依次 相连的传感器节点、汇聚节点、网关和监控上位机组成。变电站能耗参数监测传感器所采集 数据通过无线传感器网络上传至能耗检测平台。
[0093] 一种基于WSN的智能变电站能耗现场检测方法，其主要步骤如下：
[0094] S1)确定智能变电站中主变压器、站用变压器、电抗器、电容器其他智能设备等主 要设备能耗计算信息参数，根据各参数在对应设备上安装相应的无线传感器；
[0095] S2)将无线传感器组成无线传感器网络，并与能效监测平台无线连接；
[0096] S3)采集各无线传感器的数据；
[0097] S4)对智能变电站各设备的能耗参数在线采集；
[0098] S5)对智能变电站的的能耗情况进行现场检测。
[0099] 具体实施步骤如下：
[0100] 如图1所示，布置在智能变电站的传感器包括电压传感器、电流传感器、非嵌入式 变压器参数监测传感器、电能表无线数据采集系统；传感器通过光电脉冲采样器采样后，依 次通过Zigbee通信发射模块、Zigbee通信接收模块传输数据，然后通过电脉冲输入接收数 据信息，传送到能耗检测平台。
[0101] 1、智能变电站能耗参数通过传感器采集数据，主要数据为变压器、电抗器、电容 器、站用电电能表等主要设备电压、电流、频率等相关参数。
[0102] 2、智能变电站能耗数据通过WSN网络上传至数据采集单元，该单元主要包括DSP 数据采集卡和基于ZigBee的无线数据传输单元。数据采集与处理单元主要由DSP数据处 理器和电流电压传感器构成。
[0103] 3、通过能耗检测平台对智能变电站终端传感器所采集数据进行处理和分析。
【主权项】
1. 一种基于WSN的智能变电站能效检测方法，其特征在于包括： 51) 确定智能变电站中各待测设备的能耗计算参数，根据各设备能耗计算参数在对应 设备上安装相应的无线传感器； 52) 将无线传感器组成无线传感器网络，并与能效检测平台无线连接； 53) 采集各无线传感器的数据； 54) 对智能变电站各设备的能耗参数在线采集； 55) 对智能变电站的的能耗情况进行检测。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤Sl中，智能变电站的待测设备包括 主变压器、站用变压器、电抗器、电容器及其他智能设备；所安装的无线传感器包括电压传 感器、电流传感器和频率传感器。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括：无线传感器的数据 采集模块通过串行通信接口与数据处理模块相连，无线传感器再通过IE邸802. 15. 4与 Zi浊ee协议与汇聚节点设备和网关设备组成无线传感器网络；能耗检测平台包括数据接 收设备、数据显示设备、数据存储设备和微处理忍片，数据接收设备、数据显示设备、数据存 储设备均和微处理忍片相连，数据接收设备与网关设备无线连接。4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S4的智能变电站能耗参数包括主变 压器、电抗器、电容器、站用变压器的电能及其他智能设备的能耗，计算方法包括： a. 主变压器与站用变压器能耗AA。按照下式计算：其中，AP。为变压器空载损耗，U为变压器输入电压的均方根值，UW为变压器额定电压，T为设备运行时间，APk为变压器短路损耗，IIf为变压器负载电流的均方根值，IW为变压器 的额定电流； 其中U、i分别为变压器电压传感器与电流传感器输 出数据，t为时间； b. 电抗器能耗AAl按照下式计算： 串联电抗器的损耗电能式中， Ini一一串联电抗器的额定电流； Iifi 流过串联电抗器的均方根电流； APki-一电抗器通过额定电流、溫度达到75°C时的功率损耗，按厂家提供的手册查 得；ii为串联电抗器电流传感器输出数据； 并联电抗器的损耗电能Uni一一并联电抗器的额定电压； Uifi--并联电抗器的运行电压； APki-一电抗器通过额定电流、溫度达到75°C时的功率损耗，按厂家提供的手册查 得；U为并联电抗器电压传感器输出数据； 贝IjAAi=AA11+AA。； C.电容器能耗AAz按照下式计算： 并联电容器的损耗电能AAzi=Q。?tan521?T式中， Qe一一并联电容器的容量； tan521-一并联电容器的损耗角正切值，可取厂家的实测值； 串联电容器的损耗电能二2 ?tan么?rX1 ()> I，f2-一流过串联电容器的均方根电流； tan522-一串联电容器的损耗角正切值，可取厂家的实测值；.i2为串联电容器电流传感器输出数据； 则AAz=AAzi+A八22; d.其他智能设备的站用电能耗Ec: 站用电能耗E。通过在站用电计量表计上安装无线数据采集装置获取，无线数据采集装 置将站用电计量表计上的数据无线传输给能耗检测平台。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S5的检测方法包括：将各设备能耗 情况汇总后进行环比和同比能耗比较。
【专利摘要】本发明提供了一种基于WSN的智能变电站能效检测方法，包括：S1)确定智能变电站中主变压器、站用变压器、电抗器、电容器其他智能设备等主要设备能耗计算信息参数，根据各参数在对应设备上安装相应的无线传感器；S2)将无线传感器组成无线传感器网络，并与能效监测平台无线连接；S3)采集各无线传感器的数据；S4)对智能变电站各设备的能耗参数在线采集；S5)对智能变电站的能耗情况进行现场检测。该方法可对新型智能变电站能耗全场景现场检测，检测数据通过WSN上传至能耗检测平台，并对能耗数据进行分析、评估，在线分析智能变电站运行能效状况。
【IPC分类】G01R22/06
【公开号】CN105372486
【申请号】CN201510715705
【发明人】陈小飞, 罗志坤, 刘潇潇, 万全, 朱斌, 李俊
【申请人】南瑞（武汉）电气设备与工程能效测评中心, 国家电网公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院, 国网湖南节能服务有限公司, 南京南瑞集团公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月29日