面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究

针对输电线路监测系统对于无线传感器网络路由部署可靠性要求高的问题,分析了输电线路监测系统中的无线传感器网络拓扑结构,提出了一种面向输电线路监测的无线传感器网络可靠路由方法。方法首先根据输电线路监测系统中上层网络的通信质量以及双向链路的链路质量,为节点选择数据上传的Sink节点;然后通过综合考虑节点可靠性、节点剩余能量和邻节点跳数3个因素,实现路由路径的最优下一跳节点选择。仿真实验结果表明,所提方法与长链状蚁群路由算法以及传统LEACH算法相比,在降低节点能耗前提下能够降低丢包率,适应于输电线路监测系统应用场景。     

基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统

高压输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义.根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型异构无线传感器网络.子网为Zigbee网络,负责图像和标量数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输.设计了全参数高压输电线路监测系统,分析了设计和实现中的关键问题,如节点供电、传输距离、电磁兼容等.该系统具有可靠性高、可扩展性强、运行费用低等特点,尤其适合中国穿越偏远地区的高压输电线路的在线监测.     

基于无线传感器网络的输电线路在线监测系统

输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义.根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型无线传感器网络.子网为ZigBee网络,负责传感器数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输.设计了输电线路在线监测系统的无线传感器节点和监测子站,介绍了其软件和硬件结构.进行了无线链接质量测试,得出常对数距离衰减模型与实测数据相符,可以通过接收信号强度指示（RSSI）值判断无线通信质量.     

基于无线传感器网络的绝缘子泄漏电流在线监测系统

将无线传感器网络用于输电线路绝缘子泄漏电流监测与预警系统,分析了其技术特点及系统构成,设计和实现了监测系统中各个组成部分的软、硬件.结合输电线路的结构、布局及监测参数等特点,设计了长链树状无线传感器网络的拓扑结构.针对传感器网络数据传输中的漏斗效应问题,实现了多模层次无线传感器网络构建.解决了输电线路绝缘子泄漏电流在线监测数据传输中的一些关键问题,如利用邻近网络Sink节点进行信道调整的联合传输模型解决网络瓶颈问题等.无线传感器网络的优良特性使及时、准确、低成本的输电线路监测成为可能.     

基于无线传感器网络的绝缘子泄漏电流在线监测系统

将无线传感器网络用于输电线路绝缘子泄漏电流监测与预警系统,分析了其技术特点及系统构成,设计和实现了监测系统中各个组成部分的软、硬件。结合输电线路的结构、布局及监测参数等特点,设计了长链树状无线传感器网络的拓扑结构。针对传感器网络数据传输中的漏斗效应问题,实现了多模层次无线传感器网络构建。解决了输电线路绝缘子泄漏电流在线监测数据传输中的一些关键问题,如利用邻近网络Sink节点进行信道调整的联合传输模型解决网络瓶颈问题等。无线传感器网络的优良特性使及时、准确、低成本的输电线路监测成为可能。     

基于无线通信和光通信的高压输电线路监测系统

提出一种高压输电线路监测系统方案,该系统由安装在输电线路铁塔上的无线监测节点、光通信节点以及电力特种光缆中的空闲纤芯组成。这些无线节点和光节点通过AdHoc组网方式构成具有自适应功能的基础通信网络,通过无线接力传输和光信号接力传输相结合的方式,实现监控中心与任意监测节点之间的双向信息交互。该系统可以对复杂地形条件下的长距离输电线路进行全程、逐塔的实时监测,还可以支持工作人员在输电线路延线的邻近区域内,利用专用无线终端接入监测网络,进行语音、数据、视频的双向通信,为线路检修和抢险救灾等特殊场合提供应急通信手段。     

采用ZigBee芯片的无线加速度传感器网络节点的实现

为了不失真地实现对架空输电线路导线舞动轨迹的监测,通过实时监测导线上各监测点处的相对位移的变化,再经过一定的数据拟合算法可以直观地还原导线舞动的轨迹。在此背景下提出了一种基于无线单片机CC2430以及三轴加速度传感器ADXL330为核心的无线加速度传感器网络节点的设计方案,以实现对输电线路导线监测点处的相对位移的高效率、低费用的监测。先简单介绍了CC2430单片机、ADXL330传感器的性能及特点后,再详细介绍了无线加速度传感器网络节点的硬件设计以及软件设计,并且在无线传感器网络节点上成功移植了MSSTATE_LRWPAN协议栈,实现了组建简单的星型网络以及较为复杂的树状网络。最后给出了无线加速度传感器网络节点在实验室环境下的部分测试结果。     

输电线路杆塔状态监测网络低延时技术研究

为了降低杆塔状态监测结果传输时延,提高监测结果在网络中传输的时效性,提出了输电线路杆塔状态监测网络低延时技术。综合监测网络的通信功能,设计基于射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)与无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的网络架构形式,明确此架构由通信层、主动连接层、主动移动传输层、监视层四层构成;引进节点优化模型,在确保数据信息具有对称性特点后,对其延时设计进行处理,优化设置杆塔状态监测网络中继节点;设计输电线路杆塔接地电阻在线监测结果汇聚传输模式,实现低延时技术。通过对比实验得出结论:提出的低延时技术在实际应用中可以有效改善监测网络延时较大的问题,并且能够进一步提升监测质量,从而提升整个监测网络对输电线路杆塔接地数据的监测精度,为供电企业的日常维护及工作运行提供更可靠的数据依据。     

基于无线公网和ZigBee无线传感器网络技术的输电线路综合监测系统

以无线公网(GPRS/CDMA)和ZigBee无线网络通信技术为基础研发了一套输电线路综合监测系统,该系统把与输电线路相关的各个监测硬件单元分别设计为独立的无线传感器节点,利用无线传感器网络进行数据收集,并通过无线公网把数据传回监测中心。文章详细阐述了监测主机以及用于监测弧垂、输电线温度和绝缘子的无线传感器节点的硬件结构和工作流程。采用ZigBee无线网络技术使得输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性和安全性,并且便于维护,功耗较低。     

基于压缩感知的架空线路舞动波形重构方法

针对高压输电线路时常发生的线路舞动灾害,提出了一种基于压缩感知的架空线路舞动波形重构方法。传统的基于传感器的舞动监测系统需要一定数量的传感器才能确保重构波形的准确度,而过多监测节点会增加输电线路的载荷,改变其力学特性。针对这一问题,将线路舞动数学模型进行稀疏变化,构建便于传感器布置的测量矩阵,并运用正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法。通过线路中有限几个信息感知节点重构舞动波形,降低了感知节点布置过多对舞动信息的干扰。在Matlab环境下进行仿真演示,结果表明:对于不同幅值、档距、频率、半波数的线路舞动波形的重构误差均可控制在5%以下。     

高压输电监测无线传感网功率控制算法

为了延长网络生命周期,解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题,结合应用背景的实际特点,提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础,分析传感器节点间的空间几何位置关系,综合考虑空间几何信息与节点剩余能量,利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类,使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时,采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明,该算法能够有效地降低网络能量消耗,并延长网络的生命周期。     

基于输电线路监测的无线传感器网络路由优化技术研究

电力输电线路是电力系统的重要组成部分,其运行状况直接关系到整个电力系统的安全。无线传感器网络作为现代信息采集的重要技术,具有低功耗、低成本的特点,适用于长链状分布的输电线路的监测。针对长链状无线传感器网络对数据传输实时性和可靠性要求较高的特点,论文从无线传感网络路由算法优化方面展开研究,提出了一种最大最小蚁群算法,并对所提出的方法通过利用CC2530F256通信模块搭建的长链状无线传感器网络进行了实验验证。实验结果表明了算法的有效性及可行性。     

基于3G物联网的高压输电线路多状态信息监测系统

开发了一种基于3G物联网技术的综合数字化图像监控及运行状态参数监控等多种监测方法于一体的输电线路多状态信息监测系统,系统将图像信号、传感器采集的设备状态信号进行数字化,通过3G无线通信网络实时传输至多种移动接入终端,从而实现高压输电线路多状态信息监测。系统设计分为数据采集终端层、3G传输层、专家分析控制系统层3层结构,其中3G传输层采用自适应带宽的3G无线数据传输技术,充分利用中国电信、中国联通、中国移动3G网络,通过软件自动切换3种网络中信号较好的1个网络,根据多条链路的带宽,自动分配音视频数据以及设备运行状态数据的带宽,大大增加了网络通信带宽,提高了视频、音频的传输质量,保证了输电线路监测系统的稳定性、可靠性、实时性。     

高压线路故障监测与告警系统

针对高压线路的实际架设以及线路的网络拓扑,提出了一种通过无线传输的方式来实现高压线路故障监测与告警。系统中采用故障指示器监测高压线路的运行信息,通过无线传输方式将故障指示器监测到的数据传送到电力监控中心,无线传输分成从线路上方到地面的纵向传输以及从监测点到监控中心的横向传输。一旦线路发生故障,系统可以快速地将故障线路的运行信息发送回电力监控中心,工作人员实时进行数据的查询,统计、分析,从而引导维修人员迅速准确地找到故障点,提高了工作效率。该系统的实现对于高压线路故障的准确定位具有一定的意义。     

输电线路三射频物联无线网桥关键技术研究

随着输电线路电压等级与输送容量的不断提升以及电网分布范围越来越广,实时、远程监控输电线路运行状态已成为输电线路安全运行的重点工作之一。通过低廉、可靠的无线专网可以有效减少租用公用数据网的通信费用,增加通信带宽,降低数据安全风险。将视频图像和传感数据实时传输到线路监测中心后,管理人员可以在线路监测中心实现对设备的远程实时监控,及时发现问题并进行处理,保障输电线路的安全稳定运行,并且可以通过在无人机和人工巡检终端搭载无线专网模块,实现无人机和人工巡检终端设备实时视频和数据的传输。实践证明,无线专网技术的应用可以使输电线路监测系统具有实时性、大数据量传输、高质量的视频图像以及更好的稳定性,以支持输电线路运行状态感知、预警、分析、评估等工作。     

基于无线传感器网络的特高压直流输电线路合成电场智能监测系统研究

特高压直流输电线路的地面合成电场是评价电磁环境的重要参数,因其受环境气候等因素影响而随机变化,在对其研究和评价时需进行长时间测量。为此利用无线传感器网络灵活度高、移动性强的优势,结合多智能体技术研制了合成电场智能监测系统。系统中各节点智能体根据监测电场强弱和剩余能量控制自身状态的转换,同时与系统中其他节点智能体交互信息来动态成簇,自组织地通过协作共同完成监测任务。针对系统中基于多智能体的自组织机制进行了能耗分析。最后将合成电场智能监测系统应用于工程实测,验证了该智能系统的可行性和自组织机制在节能方面的有效性。     

采用分布系数和相角匹配分析的电磁环网潮流监控形式

针对切机措施下电磁环网的潮流控制形式和主要监控支路的识别问题,提出了一种采用分布系数和相角匹配分析的电磁环网潮流监控形式。该监控形式以常规分布系数法为基础,通过发电转移因子来消除被切机组出力对电磁环网潮流监控的影响;根据直流潮流的观点,利用高电压等级线路和低电压等级线路的电压相角匹配程度来识别主要监控线路。对南方某省500 k V/220 k V电磁环网的实例分析结果表明:所提方法能确保电磁环网高电压等级线路断开,并采取安全措施切除机组后,低电压等级线路不过载,从而在确保系统安全的前提下充分发挥电磁环网的输送能力。同时,所提方法不需要大量计算,仅依靠相角匹配分析就能准确识别出电磁环网的主要监控线路,有效减轻了调度监控的工作量,具有较高的安全预警性能。     

无线传感网在变电站智能化中的研究与应用

文章通过对无线传感网工程环境的调研和分析,提出基于无线传感技术的新型变电站无线监测系统.该系统应用多种无线传感器,通过无线数据传输基站将传感器获取的环境变量以可视化图像、动画的方式在计算机后台系统显示.其中,传感器设计需要考虑变电站复杂的电磁影响、恶劣多变的户外环境以及与变电站高压电气设备的电磁兼容、电腐蚀等实际问题;...     

电力系统电压稳定分区和关键断面的确定

电网的关键断面能够体现电力系统运行的薄弱环节,是电网稳定性分析和监视的重点对象。文中针对电压稳定研究的需要,提出了电力系统节点间的连接关系和联系紧密程度的评价方法,建立与电网网架结构相对应的图模型,然后引入了谱聚类算法,进行输电网分区分析,可层次递推地给出系统的合理分区,继而可确定各分区间的关键断面。通过IEEE 14节点算例和河南电网的应用分析结果表明,该算法能够准确有效地确定系统的电压稳定关键断面。