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电力设备载流故障诊断信息系统的设计

作　者: 竺鹏东
导　师: 许力
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 载流故障主元分析信息系统 ASP.NET ADO.NET C#数值计算 B/S架构
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 8次
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内容摘要

当载流故障发生时,设备触点的温度将会比正常值高。鉴于经济成本、技术可行性等各项因素综合考虑,一般将监测分析触点温度作为故障诊断预警的唯一依据。但是传统的故障监测系统只能做简单的温度阈值判断,未能有效提取出海量温度数据所蕴含的宝贵信息,因此效果并不理想。当阈值偏高时,预警时间变短或会导致漏警；阈值偏低时,常出现误警。鉴于以上不足,本文首先介绍一种基于PCA的载流故障在线诊断算法,主要包含主元分析法、变尺度主元分析以及K-MEANS聚类三部分,引入这些机器学习方法实现了对现有故障类型的提前预警以及故障点的准确定位。其次,本文详述电力设备载流故障诊断信息系统的设计实现,目标是把前述理论研究成果应用到实际的电力生产场合,产生直接经济效益。开发工具选择Visual Studio 2008集成开发环境,编程语言为C≠。系统基于.NET框架,大量运用.NET的两大组件：ASP.NET和ADO.NET,前者构建动态交互网页,后者提供数据访问接口。信息系统的架构模型采用当下流行的B/S架构,即浏览器／服务器架构。客户端只需一款普通的浏览器即可实现所有操作,不仅给最终用户提供极大的便利性,也大大降低了系统维护者的成本。系统设计大体按照B/S三层架构部署,分为数据库服务层、业务逻辑层和表示层。考虑软件设计的模型化和代码重用性,把矩阵运算、聚类分析等数值计算部分以及数据库常用底层操作函数封装在公共服务模块。三层之间的具体分工是数据库服务层实现对数据的保存和读取等操作；业务逻辑层负责复杂商业逻辑的处理,本文集中体现为故障诊断算法分析；而表示层是最接近用户的一层,显示和接受数据,为用户提供交互操作的人机界面。本文初步实现诊断信息系统所要求的基本功能,在投入试运行后可以进一步的完善和优化。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-18
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 载流故障诊断综述  12-14
    1.2.1 载流故障简介  12-13
    1.2.2 载流故障诊断  13-14
  1.3 B/S架构信息系统综述  14-15
  1.4 国内外研究现状  15-16
  1.5 本论文内容及结构  16-18
    1.5.1 论文研究内容  16-17
    1.5.2 论文组织结构  17-18
第2章载流故障诊断算法  18-30
  2.1 主元分析法  18-23
    2.1.1 主元分析简介  18
    2.1.2 主元分析基本原理  18-20
    2.1.3 主元分析运算步骤  20-21
    2.1.4 主元分析的优缺点  21-22
    2.1.5 PCA效果分衍  22-23
  2.2 变尺度主元分析法  23-26
    2.2.1 变尺度主元分析法的提出  23-25
    2.2.2 变尺度PCA原理  25
    2.2.3 变尺度PCA效果分析  25-26
  2.3 K-MEANS聚类  26-28
    2.3.1 聚类算法概述  27
    2.3.2 K-MEANS聚类  27-28
    2.3.3 K-MEANS故障点定位  28
  2.4 本章小结  28-30
第3章 .NET与SQL Server系统开发平台  30-42
  3.1 .NET概述  30-33
    3.1.1 .NET框架  30-31
    3.1.2 Visual Studio IDE  31-33
  3.2 公共语言运行时  33-34
    3.2.1 运行时工作原理  33
    3.2.2 运行时主要内容  33-34
  3.3 .NET框架类库  34-35
  3.4 .NET编程语言  35-36
  3.5 ASP.NET  36-38
    3.5.1 ASP.NET程序执行过程  36-37
    3.5.2 ASP.NET控件与特性  37
    3.5.3 ASP.NET的优势  37-38
  3.6 ADO.NET  38-39
  3.7 SQL Server数据库  39-41
  3.8 本章小结  41-42
第4章信息系统的设计与实现  42-73
  4.1 系统架构选择  42-45
    4.1.1 B/S、C/S架构简述  42-43
    4.1.2 B/S和C/S的比较  43-45
      4.1.2.1 B/S的优势与劣势  43
      4.1.2.2 C/S的优势与劣势  43-44
      4.1.2.3 B/S与C/S的区别  44-45
    4.1.3 构架选择分析  45
  4.2 系统框架分析与设计  45-47
    4.2.1 原始温度数据采集平台  45-46
    4.2.2 系统部署的三层架构  46-47
  4.3 公共服务模块  47-61
    4.3.1 数值计算方法  47-49
      4.3.1.1 数值计算简述  47
      4.3.1.2 数值计算的两个问题  47-48
      4.3.1.3 C#与数值计算  48-49
    4.3.2 矩阵类设计  49-59
      4.3.2.1 矩阵简单操作的C#实现  51-52
      4.3.2.2 矩阵复杂操作的C#实现  52-59
    4.3.4 聚类分析类  59-60
    4.3.5 数据库操作类  60-61
  4.4 数据库服务层  61-68
    4.4.1 数据库分析  61-63
      4.4.1.1 E-R图分析  61-62
      4.4.1.2 表与字段分析  62-63
    4.4.2 数据库设计  63-68
      4.4.2.1 数据表设计  63-66
      4.4.2.2 存储过程设计  66-68
  4.5 业务逻辑层  68-70
    4.5.1 温度数据分析  68-69
    4.5.2 多线程编程  69-70
  4.6 表示层  70-73
第5章总结与展望  73-76
  5.1 总结  73-74
  5.2 展望  74-76
参考文献  76-79
硕士期间参与的项目和发表的论文  79

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