罗鸣 彭璠 杨航 范丁中

摘 要：借助成熟的无线传感器网络构建现场实时数据监控网络，从多个领域收集、处理数据无线监控系统的新思路是通过第三方网络GPRS 将数据返回远程数据中心以进行综合处理。这将使区域的概念更加灵活和广泛。GPR 技术连接字段和数据中心。基于无线传感器网络的电力网无线监视系统是电力产业中信息管理的重要尝试。本文的主要成果介绍了电源网络的相关概念和无线传感器网络的特性和原理。

关键词：无线传感网络;电网监控;系统设计

1、独立供电网络监控系统结构设计

1.1基于无线传感器网络的监控系统结构设计

为了实现信息通信，新一代电网独立远程监控通过现代通信技术将各个监控点或网络区域连接到电网，采用嵌入式技术、Zibee 技术、GPRS 等信息技术，监控中心内所有网络终端的性能数据。它是一个实时监控环境的应用系统，为了实现电力信息的独立管理， 它集中连接到现有电厂监控网络。该设计通过无线传感器网络将新独立电网的详细运行状态集成到现有电厂监控系统中，并执行统一的能源管理。

1.2总体设计方案

独立电力网的远程监视系统主要由连接获取终端（数据获取节点）、聚光器（宿节点）、主站（数据处理中心）和这些设备的高效可靠的数据传输通信模式构成。因为网络的硬件分配结构与网络密切相关，所以功率网格远程监视网络应该首先在设计过程中决定。由于电网的分布特性，可以看到其明显的分布特性。因此，本文应用了 zigbee 网络结构。数据获取节点和宿节点必须采用全功能装置FFD。每个捕获节点可以充当网络的协调器以沿网络形成无线传感器网络通信线。为了将同步节点接收到的信息实时发送到数据中心， 选择了 GF 应用技术中比较成熟的 GPRS 技术。ZigBee 网络的传输距离相对有限。

1.3各个组成部分

1.3.1数据取得节点，取得节点被设定在电力网的任意位置， 发送电压、电流、功率因数等位置，例如温度、湿度、亮度等周围环境数据的功率质量参数。通过 ZigBee 网络实时收敛设备。因为每个节点都有其自己的 IP 地址，所以数据中心可以找到数据对应的位置。

1.3.2宿节点，ZigBee 网络内的某个区域内的所有数据的集成器。无线监控系统的区域中只有一个宿节点。宿节点收集并存储所有节点和转发节点所传送的电源数据。根据需要，可以通过 GPRS 网络将数据上传到监控中心。此外，也可以接收数据监视中心的命令，传送到数据获取节点。

1.3.3数据中心接收由宿节点上传的数据，并进一步经由计算机处理和存储数据，数据中心的管理平台是通过配置软件来分析和显示所有数据的。管理者可以通过数据的观察和讨论来进行意思决定。

1.4监控节点的功能分析

监视节点被划分为数据获取节点和宿节点。数据获取节点直接接触监视对象的宿节点用于管理数据收集节点，形成网络，收集节点的信息，并与远端通信。数据获取节点形成站点上的点获取区域， 并相互通信以形成现场信息网络。每个数据获取节点可以独立测量温度和湿度，并且可以测量单个和多个电压和电流以及节点周围的功率因数。在不同的取得对象中，构成能够实时观察发电装置的输出电压、电流、电力、功率因数、其他数据的发电装置的输出端子。

然后，请理解分散在岛上所有方向的发电单元的工作状态。位于变压器和其他大变电站装置的两端，在两端收集电压、电流、有效功率、无功功率，计算谐波，提供数据支持以优化独立微网格的功率。那是为了监视用户的消耗功率，提供配电的基础而设置在用户输入上。

1.5監控系统与已有控制策略结合实现功能

1.5.1监视独立电源网的运行情况，调整太阳光发电的访问率。首先，从两个副系统的访问开始，逐渐增加访问比例，监视输电网的工作状态，调整控制策略以获得独立电力网的系统稳定性。

1.5.2太阳光发电的访问率验证完成后，风力发电的访问率验证也完成，生物能源等新能源的访问完成。

1.5.3当系统产生能量剩余时，为了最大化可再生能源的利用，独立系统和连接系统采用峰值形成系统（能量储存和制冰）来实现控制缓冲器，并使用制冰和其他生产副产品。用于能量平衡的分插控制直接与独立电力网的分布式发电机和独立电力网的稳定操作之间的能量分配平衡控制相关联。独立电源网以岛模式运行，采用主从控制的协调控制结构。柴油发电机和电池包通过电压源逆变器建立基准电压，起到主站的作用。

1.6通信测试

ZigBee 无线传感器网络技术用于提供无线监控功率网格的灵活、方便和低成本方案。系统实用性高，开发价值高。尽管无线通信在有线通信中有很多优点，但是它会导致信号干扰，反衰减，防屏蔽等许多缺点。系统用开放式实验室实现。在 100m 以内，节点之间的交通距离不是问题，在地形复杂的大楼 50m 以内起着很好的作用。当在 CC2430 设备和天线之间添加主接口电路（无线收发机模块）以接收和放大信息的发送功率时，可以将通信距离增加到500 米。

测试结束后，在开放区域 470m 以内进行信息交换，在复杂的地形下达到 210m。信号中断发生在 300m。因为辐射防护槽（设备、建筑物等）的密度以及无线收发机天线的位置有一定的影响。在 RF 发射功率增加之后，预计单跳至少达到 1km。考虑到电力网中节点的相对较高位置，无线网络通信是有利的。

2、结束语

综上所述，长期以来，电网维护的数据管理和监控一直基于手动纠错或接线。新型混合发电系统由太阳能发电机、风力涡轮机、电池、柴油发电机、逆变器和发电机组成。控制装置和其他辅助装置的建模直接影响系统的设计、监测和调节，系统的能耗可以降低混合电力系统的发电成本。区域资源对可再生资源的开发和利用是一个复杂的问题。以实现可再生能源的低成本和高利用率，最终实现可持续发展。

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