浅谈无线传感器网络在智能电网用户侧管理中的应用

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1、中国电力教育电力经济研究2010年第19期总第170期DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2010.19.114浅谈无线传感器网络在智能电网用户侧管理中的应用刘征吕宏昌韩志杰摘要：随着我国建设智能电网目标的提出，智能电网用户侧管理成为人们的研究重点，本文在研究了无线传感器网络、宽带无线接入网络以及用户侧管理等相关知识的基础上，提出了无线传感器网络在智能电网用户侧管理中的应用方案，该方案以无线传感器网络为基础，并将电网的智能电表系统设备及其运行信息集成一体，对用户侧用电信息和设备运行状态进行安全监控与计量，并使用户与电力企业进行智能交互，具有很好的应用前

2、景和推广价值。关键词：传感器网络；宽带无线接入网络；智能电网；用户侧管理作者简介：刘征（1986-），男，河北衡水人，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生，主要研究方向：电力系统通信；吕宏昌（1986-），男，辽宁抚顺人，华北电力大学电气与电子工程学院硕士研究生，主要研究方向：电力系统通信。（北京102206）电力用户侧是电网企业为用户提供服务的环节，也是电网电能监测、计费及其他功能；宽带无线接入网络主要是为了实企业非常重视的一个环节。当前我国的电力用户侧普遍存在着现集中器与远端主站之间互联，使得用电小区的每个设备都可用户数据实时性差、用户参与程度低、决策灵活性不足，布线以

3、与远端主站设备进行通信。智能电网用户侧系统如图1所示。成本高以及家居智能化水平低等问题，无法满足智能电网中提二、智能电网用户侧系统组成出的提高用户与电网企业互动程度和用电效率、降低发电成本智能电网用电侧主要由无线传感器网络、智能用电系统以等目标。为充分解决以上不足，本文提出了传感器网络在智能电及宽带无线接入网络三部分构成。网用户侧管理中的应用方案。1.无线传感器网络一、智能电网用户侧总体设计方案无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是本文所设计的智能电网用户侧设计方案是以传感器网络为由大量部署在用户家中的、具有无线通信与计算能力的微小传基础，利用智

4、能用电系统汇总由传感器网络采集的用户信息，感器节点通过自组织方式构成的分布式智能化网络，它能根据通过宽带无线接入网络将信息上报至远方主站，对用户侧用电环境自主完成指定任务。传感器网络节点一般由传感单元（由传信息、设备状态等进行安全计量与监控，并能使用户与电网企感器和模数转换功能模块组成）、数据处理单元（由嵌入式系业进行智能交互，从而为用户提供经济、安全、便捷的服务。统构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）、通信单元（由在该方案中，传感器网络能够实现用户侧传感终端与智能无线通信模块组成）以及电源部分组成，传感网络的节点间距交互设备之间的互联，以保证数据信息的实时性和可靠性；

5、智离很短，一般采用多跳（multi-hop）的无线通信方式进行通信，能用电系统包括主站、集中器、智能电表、智能交互终端以及传感器网络结构如图2所示。户内设备，能够完成用户用电信息精确实时计量和抄读，实现宽带无线IP网络汇聚网关接入网络图2无线传感器网络结构示意图远方主站用户设备的无线传感器之间通过ZigBee网络进行通信，宽带无线接入网络每个传感节点都可作为路由，通过自组网以多跳的方式连接至集中器传感器网络智能交互终端，智能交互终端收到数据后，将数据传送至智能智能电网用智能电网用电表，智能电表将数据传到集中器，最后通过宽带无线接入网户侧设备户侧设备智能电表智能电表络与远方主站连

6、接，远方主站根据接收到的信息发送相应的操智能电表[1]作信息，进行相应的处理。2.智能用电系统智能交互终端智能用电系统包括主站、集中器、智能电表、智能交互终端、户内设备，此系统能够完成用户用电信息精确实时计量和抄读，智能插座水气电表智能家电智能安防智能电网用户侧设备并能与本地电力部门通信，实现电能监测、计费及其他功能。图1智能电网用户侧管理系统图主站安装在电力系统控制中心，主要负责对集中器采集的261中国电力教育电力经济研究2010年第19期总第170期各类数据进行统计、汇总、查询，在此基础上实现对用户用电电能传感、电能计量、负荷控制等技术，实时监控用户用电负荷、的安全监控和管

7、理，并能根据用户的不同要求提供不同的互动实时查询用户供电电压、电流等参数，进行优化调整；通过电服务信息。量传感器采集用户电量余额，利用远程供断电技术实现远程断集中器通常安放在户外，负责采集多块智能电表传送的各供电；通过压力传感器采集设备外壳承受的压力或张力、外壳种信息，并通过宽带无线接入网络发送至远方主站。振动程度，利用压力传感、干扰识别、继电器等技术，实现小智能电表是以微处理器应用的网络通信技术为核心的智能区防窃电功能；通过温度传感器采集设备的温度，利用温度识化仪表，具有自动计量和测量、数