[發(fā)明專利]一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的電力網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410147710.7
• 申請(qǐng)日: 2014-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN103887886A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易曉華;申高峰;李新鋒;王巡;徐飛鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州昊美科技有限公司
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京青松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力電網(wǎng)技術(shù)，更具體地，涉及一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的電力網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

電力網(wǎng)承擔(dān)著輸送生產(chǎn)和生活用電的關(guān)鍵職能。電力網(wǎng)一旦發(fā)生故障，特別是一旦發(fā)生局部中斷甚至大面積中斷，就會(huì)嚴(yán)重影響社會(huì)各部門運(yùn)行，造成重大的損失。有可能導(dǎo)致電力網(wǎng)故障和中斷的因素很多，既有電力網(wǎng)自身的內(nèi)因，例如由于元件老化、損壞等原因發(fā)生短路、過載等情況從而引發(fā)事故，也有外部環(huán)境方面的因素，例如冰雪、大風(fēng)、嚴(yán)寒、火災(zāi)、潮濕等異常現(xiàn)象都會(huì)對(duì)電力網(wǎng)造成破壞。因此，避免電力網(wǎng)故障和中斷的重要方面就是及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)電力網(wǎng)內(nèi)、外部狀態(tài)，從而盡早發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，避免問題惡化和蔓延。

傳統(tǒng)的電力網(wǎng)檢測(cè)主要依賴巡檢手段，即依照電力網(wǎng)分布和走向，逐段進(jìn)行人工探查。由于電力網(wǎng)分布地域極為廣泛，所處環(huán)境復(fù)雜多變，巡檢不但效率低、成本高，而且無法實(shí)時(shí)、快速地發(fā)現(xiàn)故障和問題。

隨著電網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的充分融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力網(wǎng)的信息化檢測(cè)。這一技術(shù)手段在電力網(wǎng)的基礎(chǔ)上引入了由各類傳感器及配套的通信設(shè)備構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)利用大量的傳感器檢測(cè)電力網(wǎng)沿線各點(diǎn)的內(nèi)部、外部狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且基于網(wǎng)絡(luò)通信能力將狀態(tài)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控中心，使監(jiān)控人員能夠全面掌握整個(gè)電力網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦某點(diǎn)發(fā)生異常能夠立即收到警告并采取處置措施。

為了適應(yīng)電力網(wǎng)分布廣泛、地形復(fù)雜的實(shí)際狀況，應(yīng)用于電力網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)通信方面主要應(yīng)用了自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別適用于在廣域、大規(guī)模的無線數(shù)據(jù)通信，具有布網(wǎng)容易、通信成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。圖1示出了自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖，在電力網(wǎng)的各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，可以設(shè)置由傳感器和無線通信單元構(gòu)成的末端節(jié)點(diǎn)101A-I，各個(gè)末端節(jié)點(diǎn)101A-I基于ZigBee等通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)，從而通過自組織的路由方式形成到達(dá)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)102的信息傳輸路徑。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)102通過網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控中心，將末端節(jié)點(diǎn)101A-I的傳感器所采集的電力網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控中心，并接收和下發(fā)監(jiān)控中心的指令。

由末端節(jié)點(diǎn)101A-I至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)102的自組織路由方式對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信性能具有顯著影響。傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信性能主要包括傳輸可靠性、傳輸延時(shí)和節(jié)點(diǎn)能耗等指標(biāo)。對(duì)于適用于電力網(wǎng)的如此大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)來說，更加需要在末端節(jié)點(diǎn)101A-I和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)102之間形成最優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)以提升上述指標(biāo)。

目前，在電力網(wǎng)的自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中普遍應(yīng)用基于簇拓?fù)涞穆酚煞绞健Ｄ┒斯?jié)點(diǎn)101A-C在簇拓?fù)淠Ｊ降穆酚煞绞街校鐖D1所示，末端節(jié)點(diǎn)101A-101C作為一個(gè)簇群，末端節(jié)點(diǎn)101D-101F作為一個(gè)簇群，末端節(jié)點(diǎn)101G-101I亦作為一個(gè)簇群。每個(gè)簇群中的末端節(jié)點(diǎn)又可以分類為匯聚節(jié)點(diǎn)和成員節(jié)點(diǎn)，如末端節(jié)點(diǎn)101A、101D和101G為匯聚節(jié)點(diǎn)，而其它的末端節(jié)點(diǎn)均為成員節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)101A接收本簇群內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)101B和101C傳來的數(shù)據(jù)包，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理和再打包，然后上傳至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)102；末端節(jié)點(diǎn)101D-101F及101G-101I的簇群與之類似。