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基于无线传感器网络的配电网馈线自动化理论及技术研究

作　者: 李永清
导　师: 苗世洪
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网馈线自动化无线传感器网络实验平台 NS仿真
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要

配电网连接电力发电、输电系统与供电用户,是电力传输的最后一个环节,其自动化程度直接影响着用户电能的质量。而实现配电自动化,其关键是实现配网的馈线自动。当前的配网馈线自动化方案按其是否依赖通信网络可以分为两种,即基于FTU和基于重合器、分段器的馈线自动化。这两种方案都有其不足,不能达到性能与经济效益的统一。该问题若能被克服,则我国的配电自动化进程将得到进一步加速,具有很强的理论研究意义与实用价值。针对上述问题,本文提出了一种基于无线传感器网络的馈线自动化方案。本方案将无线传感器网络与重合器、分段器相结合,利用传感节点采集故障信息,做初步判断,并把各开关的故障信息发送给决策系统,决策系统依靠事先整定的保护方案,跳开重合器,切除故障电流,最后再由分段器进一步隔离故障,恢复非故障区域的供电。这种保护方案综合了上述两种馈线自动化的优点,故障区域判断准确,同时传感器节点造价低廉,可以解决FTU不利于推广的缺陷。本文在做了大量理论研究工作后,利用通信节点、A/D模块、网关模块以及计算机组成了一个微型无线传感器网络实验平台。通过A/D模块向通信节点加入电流信号,模拟节点的采集过程;节点再通过自组织的网络将数据送到网关节点,最终到达计算机。通过计算机中的MoteView软件,用户可以直观的看到节点的网络拓扑、数据传输以及节点中的电池等情况。实验平台运行结果表明,该无线传感器网络运行稳定,自组织能力强,数据传输可靠,可以胜任本方案的数据传输工作。文章最后还利用当前业内普遍认可的NS网络模拟软件对大规模节点网络情况下的数据传输性能进行了仿真分析,仿真结果表明,利用当前成熟的协议组成的无线传感器网络数据的丢包率低及数据延迟性在应用许可范围之内。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 实现配电自动化的意义  9-11
  1.2 配电自动化的现状与发展情况  11-13
  1.3 无线传感器网络在电力系统中的应用现状  13-15
  1.4 本文的主要工作及章节安排  15-17
2 无线传感器网络理论研究  17-25
  2.1 传感器网络体系结构  17-19
  2.2 传感器网络特点  19-20
  2.3 无线传感器发展进程及应用现状  20-21
  2.4 无线传感器网络应用于电力系统中的关键技术  21-24
  2.5 小结  24-25
3 基于无线传感器网络的配电网网络式保护研究  25-37
  3.1 配电网馈线自动化的研究现状及不足  25-28
  3.2 配电网网络式保护方案及判据  28-34
  3.3 实例分析  34-36
  3.4 小结  36-37
4 无线自组网网络实验平台研究  37-47
  4.1 硬件模块性能简介  37-40
  4.2 MoteWorks~(TM)软件平台  40-43
  4.3 实验平台搭建及实验结果分析  43-46
  4.4 小结  46-47
5 NS2 无线传感器网络仿真  47-52
  5.1 NS2 网络仿真软件简介  47-48
  5.2 仿真目的及网络模型  48-49
  5.3 NS2 仿真结果及分析  49-51
  5.4 小结  51-52
6 总结与展望  52-54
  6.1 总结  52-53
  6.2 下一步工作  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-58

基于无线传感器网络的配电网馈线自动化理论及技术研究

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