大学生创业训练项目申请书.docx
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大学生创业训练项目申请书
重庆理工大学
大学生创业训练计划
项目申请书
推荐学院：
电气与电子工程学院
项目名称：
区域配电网运行状态与故障在线监测系统
学号：
项目负责人：
：
联系电话：
Email
日318月申报日期：
年2017
制重庆理工大学教务处
1．
区域配电网运行状态与故障在线监测系统项目名称
电气工程及其自动化所属学科
项目实施时间月04完成时间：
2019年起始时间：
2018年04月
申
请人
或申
请团队
姓名
学号
专业/所属学院
联系电话
负责人
员成
指
导
教
师
姓名
研究方向
联系电话
行政职务/专业技术职务
主要成果
2
一、项目实施的目的、意义
随着城镇化建设加速以及新兴产业快速发展，用电需求逐渐增加，输电线路距离不断
变长，配电网线路规模及分散性不断扩大。
输电线路是电力系统的重要组成部分，是电力
系统的动脉，也是区域配电网安全运行的基础，线路一旦发生故障或异常，将会严重影响
到整个地区的供电可靠性，同时带来一定的经济损失。
输电线路常年裸露在外运行，常会
遭受到气象灾害、人为外力破坏以及线路自身老化等侵害，使得输电线路的运行故障的不
可知性与电网安全稳定运行的矛盾日趋突出，也使得电网的建设和维护工作越来越繁重。
研发区域配电网运行状态与故障在线监测系统可实时诊断输电线路是否潜在“病患”，了解
和掌握区域配电网线路的运行状况，以及诊断出“病症”后迅速定位、迅速通知。
该系统
充当着监测系统“眼睛”作用，可对输电线路运行状态进行多方面监测，及时发现输电线
路故障并上传分析故障类型，通过引入XX地图API构建的二维线路地理信息系统确定故
障位置。
为输电网络的安全、平稳运行以及输电线路的维护与检修提供极大的帮助，同时
为输电线路健康状态评估提供有效的数据支持，为增强区域配电网运行的健壮性、安全性、
可靠性提供强有力的保障。
二、行业及市场前景
（市场规模及增长趋势、行业竞争对手、未来市场销售预测等）
2.1行业情况
“十三五”规划以来，我国大力推进“互联网＋”智能电网建设，提升电力系统的智
能化水平。
电网的智能化改造将在未来几年快速普及。
同时从全球来看，随着各国智能电
网政策的实施，全球智能电网市场规模持续保持强劲的增长势头。
2011年全球智能电网
的投资金额约1,000亿美元，至2018年之前该投资金额保持年均近20%的增长，至2023
年全球智能电网投资有望超7000亿美元。
随着全球能源变革不断推进，全球智能电网的市
场规模不断扩大，这为智能电网行业的高速发展提供了良好的市场环境和发展机遇。
2.2市场前景
当前我国电网线路规模逐渐扩大，但电网智能化程度仍处于较低水平，尤其在区域配
电网运行状态与故障在线监测方面，需要进一步加大研究与推广。
“十三五”以来为进一步
提升电网在线智能分析、预警、决策、控制等方面的智能化水平，对智能电网产品需求量
逐渐增多。
虽面对来自各大大公司的竞争压力，但国内庞大的电网基础，为区域配电网运
行状态与故障在线监测系统提供了良好的市场前景，产品发布后预计第一年销售十套，之
后销量预计每年以20%的速度增长。
五年内预估抢占3%市场份额。
3．
三、项目实施方案、创新点与项目特色
（项目情况、技术水平、产品或模式的创新性、先进行和独特性、竞争优势）
3.1项目实施方案
区域配电网运行状态与故障在线监测系统，充分发挥互联网在生产要素配置中的优
化和集成作用，将互联网深度融合于区域配电网中，使用与云服务器ECS搭建开发环境，
借助laravel框架、轻量级jQuery前端框架以及XX地图API，实现用户管理、地理信息
系统、数据实时显示、故障快速报警、历史数据查询功能。
该平台集感知层、传输层、支
撑层和应用层于一体，可实现区域配电网的实时监测、智能检修、智能评估，大大减轻区
域配电网建设与维护工作。
◆感知层通过采用各种安装于现场的传感装置、实现对区域配电网的运行环境、电网
线路本体以及电网附属设备全方位的感知，包括外界实时气象条件、杆塔倾斜、线路故障
等，自动采集运行数据。
◆传输层依托移动、联通4G网络，实现将现场的运行数据及时地传送至云端。
◆支撑层集成了数据存储、数据运算和分析等功能，基于云计算，支撑层实现对海量
数据的存储、计算与分析。
◆应用层是一个由XX地图搭建的地理信息系统的交互窗口，电网运维人员可通过PC
端或移动端实时访问该窗口并查看配电网各种运行数据，同时也可通过该窗口下达相应的
指令。
权限认证Auth
应用层电网检测平台中心RESTAPI路由模块日志管理支撑层数据处理数据库缓存资源管理路由模块RESTAPI传输层网关设备
感知层电网运行环境检测电网附属设备检测电网线路本体检测
平台整体架构图
4．
3.2项目创新点
（1）实时监测
◆区域配电网运行环境实时监测子系统
输电线路由于其分散性特点，所处环境变化较多，极易由风偏、雷击、污秽等引起线
路故障。
对输电线路走廊微气象环境数据进行在线监测，将所测监测点温度、湿度、雨量
等气象参数进行分析。
通过定期数据传送，使技术人员根据数据曲线能及时掌握线路运行
环境的气候变化规律，以便采取相应的措施，防止线路发生停电事故。
◆区域配电网线路本体实时监测子系统
通过对配电网线路零序电流的监测，实现短路故障快速选线及定位。
解决了电网线路
规模逐渐扩大，人工查找费时费力的问题。
当电网线路发生短路故障，感知层及时对故障
信息作出判断，通过通信设备向云服务器ECS发送故障数据（包括时间戳、故障点经纬度、
故障类型）进行预警，服务器通过ajax异步加载技术，将数据实时动态加载至地理信息系
统页面，监测人员可通过监测地理信息系统页面查看故障信息（故障类型、故障地点），大
大减轻了人为查找线路故障的负担。
◆区域配电网附属设备实时监测子系统
在某些地区由于土质松软、地表沉降、或因自然灾害，致使杆塔不均匀沉降，向某一
方向倾斜。
而在杆塔发生倾斜初期，巡线人员很难通过目测观察到杆塔的倾斜，通过该子
系统，当感知层传感设备检测到杆塔倾斜超过一定范围，便通过通信设备向云服务器ECS
发送故障数据（包括时间戳、故障点经纬度、故障类型）进行预警，服务器通过ajax异步
加载技术，将数据实时动态加载至地理信息系统页面，监测人员可通过监测地理信息系统
页面查看故障信息（故障类型、故障地点），以防止倒塌事故的发生。
（2）智能检修
监测人员可通过PC端或移动端访问区域配电网运行状态与故障在线监测系统的地理信
息系统实时监测各类数据，如有故障发生，该系统将立即调用短信API接口，将故障信息
（故障类型，故障地点）通过短信方式发送给维修人员，同时通过ajax异步加载将故障信
息显示在地理信息系统页面上。
从而实现故障类型的快速确定，故障地点的快速定位，极
大缩短了停电时间，有效减少停电带来的经济损失，也减轻了电网故障检修的负担。
（3）智能评估
云服务器对感知层感知的数据进行储存，采用适当的预测算法，结合过去一段时间的
5．
数据，评估线路的工作状况、变化趋势、安全隐患，并指出故障隐患点。
预测线路在未来
一段时期的状态趋势，这将有效简化线路老化等的评估工作。
从而更加稳固了用电系统安
全经济运行。
3.3项目特色
（1）在线平台（PC端、移动端）
使用云服务器ECS搭建开发环境，借助laravel框架、轻量级jQuery前端框架，搭建
区域配电网运行状态与故障在线监测系统，实现PC端在线监测管理。
同时开发移动端APP，
连接云服务器，保证运维人员在不方便PC端登录系统时，通过移动端登录，实现更加便捷
的在线监测管理。
系统管理员可通过后台赋予用户访问权限，被赋予访问权限的用户，才
可在PC端或移动端访问该系统。
（2）地理信息系统
通过引入ECharts图表，调用XX地图API，搭建区域配电网线路地理信息系统。
通过
该系统，可将接收的到故障地点经纬度信息，转化为实际地理位置。
并通过ajax异步加载
数据，将故障信息（故障类型、故障地点）实时更新加载至监测页面。
从而实现对故障的
快速定位，同时维修人员可通过XX地图快速到达故障地点。
（3）快速故障判别、定位、通知
通过实时监测子系统，当有故障发生时，通过通信设备将故障信息（时间戳、故
6．
障点经纬度、故障类型）发送至云服务器，云服务器对故障信息进行分析，将经纬度数据
转化为具体位置，并对转化后数据进行存储，读取对应的维修人员手机号信息，通过调用
短信API接口将故障信息发送至维修人员，从而实现故障的快速判别、定位、通知，从而
减小了故障对以电力系统造成的影响。
短信API实时监测接口子系统
云服务器
故障位置故障类型故障类型发送经纬度数据库故障预警判断短信时间戳数据存储手机号
数据读取
（4）安全管理
◆访问安全
通过laravel框架Auth权限管理，实现对该系统访问的权限管理，只有被赋予访问权
限的用户才可以访问该系统，从而保证了系统访问的安全性。
◆数据安全
基于REST架构的区域电网运行在线监测系统，利用PKI技术建立基于SSL的安全连接，
使用StartCom公司提供的证书确认服务器身份，然后共同协商会话秘钥，加密通信的数据，
从而保证区域电网运行在线监测系统数据的安全性。
3.4参考文献
[1]孙凤杰,赵孟丹,刘威,范杰清.架空输电线路在线监测技术研究[J].南方电网技
术
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