无线传感器网络在电力系统中的应用

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1、万方数据第44卷第2期2010年2月电力电子技术PowerElectronicsV01．44．No．2February，2010无线传感器网络在电力系统中的应用周问天。程咏梅(西北工业大学，陕西西安710072)摘要：电力系统对解决恶劣环境下的信息监测问题有着十分迫切的需求，而现有传统的监测系统非常依赖于基础设施。其人力物力的成本高，且在恶劣环境中故障率高。文中提出了基于无线传感器网络的电力行业监测系统，具有无线通讯、自组织、节点冗余的特性，可解决上述问题。阐述了该系统的硬件选择，软件平台和数据处理方法。关键词：传感器；电力系统；

2、无线自组织；环境监测中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-100X(2010)02—0070—02ApplicationofWirelessSensorNetworksinthePowerSystemZHOUWen．tian．CHENGYong-mei(NorthwesternPolytechnicalUnwe瑙沂。Xi’all,710072。China)Abstract：Powersystemhas8．11urgentneedonhowtomeasuretheadversecircumstances．Howev

3、er，thecurrentmonitoringsystemreliesOntheinfrastructure’ssupporting，withhishcostandhil幽rateofmachinefailure．Thispaperpotsforwardamonitoringsystembasedonwirelesssensornetworks(WSN)withthefeatureofwirelesscommunication，self-organizationandredundancyofnotes．ItCallsolvethe

4、above—mentionedproblems．Furthermore，thehardwarechoice，softwareplatformandthedataprocessingmethodsaresetforth．Keywords：sensor；powersystem；self-organization；monitoringsystem1引言2008年初．我国南方地区遭遇了罕见的大范围低温、雨雪和冰冻天气，灾害给多个省市的电力设施造成了破坏．多条输电线路由于覆冰严重导致停运抢修．上千条不同电压等级的电力杆塔因无法承受覆冰重量而

5、倒塌。鉴于该情况，电力系统对如何解决突发性、临时性、精确性的恶劣环境信息监测有着迫切的需求。由于无线传感器网络(WSN)的良好特性。节点可部署于条件苛刻的环境中，且能够长期高效采集有效数据。从而免去人工检查的繁琐工程和维护次数，减少了有线监控的高额成本。因此用途广泛的WSN在电力行业中也能够得到有效的应用。文中从现有电力行业监测系统出发。设计出一整套基于WSN的设备环境监测系统。2现有监测预警系统的问题早期对输电线路的环境监测主要采用人工巡检。通过观冰站、小型气象站等方式fl】监测电力设施覆冰情况。随着计算机网络与通信技术的发展，

6、开始利用电力通信网络12I研制电力设施计算机监测系统[31：其后将GPRS(GSM／CDMA)技术与视频技术引入到输电设施的监测中．开发出架空输电线路覆冰实时监测系统【3】、输电线路灾情监测系统[41以及覆冰在线监测系统。但这些装置在2008年的冰雪灾害中均遭受了不同程度的损坏．监测数据不能准确地定稿日期：2伽19-10-12作者简介：周问天(1985一)，男，陕西西安人，硕士研究生，研究方向为信息融合、数据及信息处理。70传送给监控中心，所以未能很好地发挥作用。现有的监测预警系统的通信网络存在如下问题：①用人工巡检、观冰站、小型

7、气象站等监测手段需耗费较大的人力、物力资源，且不能实现实时观测和全范围监测：②冰雪灾害引起电力线路倒塌和断线的同时使大量通讯光缆断裂，公用通讯网络与电力通信网络均发生了不同程度的中断，监测数据无法可靠地送往监控中心：③当冰雪灾害严重时，GPRS(GSM／CDMA)网络基站会出现停电事故，导致基站无法工作。数据不能转发，监测作用失效。因而，在建立有效的实时监测预警系统时。必须提高通信网络在冰雪灾害条件下的可靠性。3WSN的特点与优势WSN是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。其组

8、织结构如图l所示。(鹱om／多,中屯三二孝：鼍。夕?艇o：萝柏，。、一，V酋理：、Z夕、p>。(a)有中心网络结构11t(b)无中心网络结构图图IWSN的组织结构WSN所具有的传感器．可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、