基于光纤以太网和无线传感器网络的配网自动化系统混合通信方案

提出了一种配网自动化系统混合通信方案。该方案在配网调度主站层借用已有的光纤通道,采用光纤以太网技术;在配网馈线层通信中引入无线传感器网络（WSN）技术。给出了两个层次的通信方案设计,并指出了在调度主站层通信中应以千兆光纤冗余环网为主。给出了WSN接入光纤以太网的技术方法初步设想。该混合通信方案具有很强的经济性和实用性。     

数字化变电站通信网络规划与实时特性改进

数字化变电站通信网络CNDS(Communication Network of Digital Substation)与传统变电站自动化系统中的通信网络在结构、功能、性能和重要性等方面存在较大差异。在IEC 61850标准对变电站自动化系统功能分层的要求和明确数字化变电站通信网络效能目标的基础上,提出了过程层点对点/多点、过程层总线和站内统一网络3种数字化变电站通信网络组网方式;指出前2种组网方式目前较易实现,而站内统一网络将凭借信息高度共享等优势成为数字化变电站通信网络的最终形态。在分析以太网介质访问控制方法的基础上,针对标准以太网存在延时不确定的问题,提出了改进以太网实时性能的若干措施,并从中选择出适用于数字化变电站通信网络的方法。研究了数字化变电站通信网络广播域的划分方法。     

嵌入式网络单片机及其在变电站自动化通信中的应用

随着变电站自动化技术从中、低压变电站系统向高压、超高压变电站系统发展,对变电站自动化通信网提出了更高的技术要求,从而使嵌入式系统在变电站自动化通信中倍受关注。介绍了在变电站自动化系统中实现嵌入式以太网的关键技术,指出采用由Ubicom公司的IP2022以太网协议转换芯片构成的嵌入式网络单片机是变电站自动化通信网的最佳配置方案,并对这种嵌入式网络单片机的软、硬件,及其在变电站自动化通信中的应用模式进行了深入的分析,认为嵌入式以太网是今后变电站通信网的热点和发展方向。     

PVLAN在110kV变电站自动化系统组网中的设计与实现

针对110kV及以下规模的变电站自动化系统通信特点,分析了目前变电站内通信网络存在的不足。详细论述了VLAN技术的功能特点及其在变电站自动化系统组网中的传统应用,分析了VLAN技术在这种应用中的局限性。提出采用基于PVLAN技术的变电站自动化系统组网方案,解决了变电站自动化系统通信中的诸多隐患,有效地优化了通信网络。仿真实验和现场的实际运行充分验证了该方案的正确性与可行性。     

PVLAN在110 kV变电站自动化系统组网中的设计与实现

针对110 kV及以下规模的变电站自动化系统通信特点,分析了目前变电站内通信网络存在的不足。详细论述了VLAN技术的功能特点及其在变电站自动化系统组网中的传统应用,分析了VLAN技术在这种应用中的局限性。提出采用基于PVLAN技术的变电站自动化系统组网方案,解决了变电站自动化系统通信中的诸多隐患,有效地优化了通信网络。仿真实验和现场的实际运行充分验证了该方案的正确性与可行性。     

HSR技术在智能变电站过程层网络的应用探讨

目前智能变电站过程层网络一般采用星形以太网,重要设备间的通信需构建双星形以太网以确保可靠性,成本很高。文章提出一种基于高可靠无缝冗余环（HSR）技术的变电站过程层网络构架。相比工业以太网交换机组网方式,变电站内HSR通信结构不仅可实现站内二次设备间的数据传输,满足变电站过程层网络功能要求,同时具有高可靠性、低成本的特点。     

无线网络在变电站自动化中应用

ad hoc网络是一种没有控制中心、无需预设网络设施的多跳无线网络。同传统有中心网络相比,ad hoc网络具有安装简单、组网灵活、健壮性等特点。正被广泛应用到许多领域。介绍了ad hoc网络的特点。提出了一种基于ad hoc网络技术的变电站无线网络方案,论述无线ad hoc网络应用于变电站自动化系统的可行性,描述了变电站ad hoc无线网络的网络结构及其路由协议的使用。该设计可作为现有变电站通信网络的补充,扩展现有通信网络的功能。提高变电站自动化通信水平。     

电动汽车电池组智能管理及其无线传感器网络路由协议

针对电动汽车智能充换电业务中动力电池组在仓储、配送和充电等环节的信息采集和管理需求,提出了基于无线传感器网络(WSN)和射频识别(RFID)的智能电池组技术,设计了充换电业务的物联网3层架构模型。提出了含智能感知模块的智能电池组管理系统(BMS)结构设计,介绍了充换电站智能电池组全景数据采集实施方法。针对充换电站中仓储及充电位置固定的特点,重点提出了适用于智能电池组的WSN核心路由算法:一种基于虚拟网格的分簇多跳路由协议,从拓扑控制和路由算法两方面给出了协议的框架以及网络分簇、簇头选取、路由维护和数据传输的机制。利用OMNet++仿真工具对协议进行了仿真,证明了所述路由算法能够有效延长智能电池组WSN的生命周期。     

一种基于异层交叠分簇组网的低压电力线蚁群路由方法

针对蚁群算法应用于低压电力线通信(LVPLC)领域存在收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,提出一种基于异层交叠分簇组网的低压电力线蚁群路由方法.该方法先通过异层交叠分簇算法进行组网,将网络节点分为多个逻辑层,并消除同一逻辑层内节点之间的通信,减少搜寻最优路径的迭代次数,优化了网络结构,然后应用蚁群算法进行路径寻优,建立网关节点与网络内任意节点的最优通信路径.仿真结果表明,相比基本蚁群算法及基于分簇蛛网组网的蚁群算法,该方法不仅大幅度提高了蚁群算法收敛速度,而且优化了路由的寻优结果,具有一定的实际意义.     

基于基带拉远LTE230MHz的配电自动化通信系统设计

除EPON光纤通信外,配电自动化通信接入网缺乏有效的通信手段,文章提出一种基于数字基带光纤拉远的LTE230 MHz无线通信方案,构建配电自动化通信系统。该方案的核心是将传统基站拆分为基站单元与射频单元,利用光缆资源实现分布式覆盖。分析了方案适用于电力系统需要采用的关键技术,研究了方案的组网结构与特点,设计了方案应用于配电自动化通信的整体架构。基于基带拉远技术的LTE230 MHz无线通信以其频段与组网的优势,将全面解决配电自动化"最后一公里"接入难题。     

面向城市配电网的延长网络寿命路由算法

配电网智能化是提高供电可靠性和供电质量的重要手段,对配电网状态进行实时监测是实现配电网智能化的重要基础。无线传感器网络以其独有的组网灵活性、可扩展性和自组织自恢复能力,在智能配电网通信中得到了广泛关注。路由算法是无线传感器网络的网络层关键技术,算法应从整个网络系统角度,考虑网络能量的均衡使用,最终延长网络寿命。而传统的无线传感器网络因节点受能耗及路由算法限制,网络寿命较短。研究配电网应用场景下的能耗均衡路由算法成为无线传感器网络应用的一个关键问题。文中提出一种面向城市配电网的延长网络寿命的路由算法,能够平衡网络节点能量消耗,进而延长网络寿命。仿真结果表明,提出的方法能够有效延长网络寿命,适合在配电网通信中使用。     

嵌入式以太网在变电站通信系统中的应用的研究

以太网由于其介质访问控制采用载波侦听多路访问／冲突检测的机制，对其能否应用于变电站自动化系统，究竟采用何种模式，在实践中一直有不同看法。文章在分析了嵌入式以太网技术应用于变电站内通信系统可行性的基础上，研究了其具体的应用模式，并从硬件平台和软件实现方面阐述了嵌入式以太网实现的关键技术，最后指出了实现过程中应注意的问题。     

嵌入式以太网在变电站自动化测控保护装置中的应用

变电站通信网络和系统系列标准IEC61850目标在于提高产品间的互操作性和兼容性。建立无缝的通信体系。基于这一标准的嵌入式以太网技术成为变电站自动化系统发展的趋势。提出了基于Rabbit2000＋Dvnamic C的嵌入式以太网在装置上实现方案．给出了基于嵌入式以太网的变电站通信网络结构,Rabbit2000的系统结构,以及该方案的硬件系统和软件设计。该方案满足了IEC61850对通信接口的要求和装置实时多任务通信的特点．同时提出了具有兼容性的嵌入式规约转换的思想。实际运行表明该方案可行。     

嵌入式以太网在变电站自动化系统中的实现

以太网已成为变电站自动化系统通信的发展趋势.低压变电站自动化系统的间隔层设备硬件平台配置较低,通常难以引入实时操作系统(RTOS)及其TCP/IP协议栈.文中研究了在低硬件配置平台上实现嵌入式以太网通信软件的若干关键问题,提出了一种多任务分时、分层的以太网通信软件结构;对内存采用实时性较好的空间表进行管理,对报文采用动态的组织和管理方式;对间隔层设备的路由和地址解析问题,间隔层设备只实现地址解析功能,变电站的外出网关设定地址解析协议(ARP)代理功能,从而大大降低了系统的复杂性.另外,还针对以太网实现中的其他问题进行了讨论.     

智能配电网典型应用场景无线传感器网络的组网设计

无线传感器网络因具有低功耗、大规模、低成本等优点,使其在智能配电网中有着广阔的发展前景。无线传感器网络拓扑结构和通信协议种类繁多,但依然存在功耗大、寿命短、信号质量差、传输距离近等问题。针对此问题,首先,设计了配电站房、柱上变压器、箱式变压器三种典型应用场景中无线传感器网络的整体结构,针对智能配电网无线传感器网络寿命短的问题,考虑传感器重要等级和设备健康状态提出了簇头节点的选取与更新策略;其次,针对智能配电网无线传感器网络通信信号质量差的问题,提出了基于433 MHz的智能配电网星型无线传感器网络拓扑结构;最后,完成了智能配电网典型应用场景中无线传感器网络的组网设计。     

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模

根据配电网系统结构和设备分布特点,给出了一种基于无线传感器网络（WSN）的配电网监测数据通信网络架构。针对电力工业通信规范对WSN的要求,建立了基于IEEE 802.15.4标准媒体访问控制（MAC）层协议并引入服务质量（QoS）的QoS-MAC模型,给出了配电网监测节点数据缓冲队列马尔可夫链模型和各节点竞争信道状态概...     

基于最小流量的智能配电网WSNs通信模型

为了解决无线传感器网络(WSNs)的规模大、分布广而带宽有限与智能配电网对通信数据实时性和可靠性有上确界之间的矛盾,提出了一种基于最小流量的无线传感器网络路由通信模型。以无线传感器网络链路节点中接收到数据与发送出的数据之间的流量平衡为切入点并结合无线传感器网的通信约束条件以及配电网数据传输的实时性需求,建立了基于最小流量的智能配电网无线传感器网络的路由通信模型。利用庞特里雅金极值的方法构建出所设计智能配电网无线传感器网络通信模型的哈密尔顿函数。利用极值存在的唯一性,从必要性出发判断出无线传感器节点是否在最优路链路径上。并给出了最优控制模型的求解过程。最后对采取所提出的通信模型的延时时间、网络能量消耗、数据传输能力以及数据传输的错误率对比测试。结果表明,所提出的通信模型完全能够满足智能配电网通信需求。     

面向双向互动需求的高速窄带电力线通信组网与路由机制

为使高速窄带电力线通信(HNPLC)满足智能电网的双向互动需求,结合HNPLC的底层技术,设计实现了具有低信令、低时序开销的跨层交互组网机制和具有双向互动功能且综合代价最小化的分布式按需路由机制。在实际的HNPLC网络中对面向双向互动的组网和路由机制进行性能验证。计算机仿真结果表明,所提出的路由机制比传统方法具有更快的传输速率、更好的负荷均衡性和更高的通信成功率;与树状拓扑或人工蛛网拓扑相比,采用Mesh拓扑能使双向互动HNPLC网络更具优越性。     

无线传感器网络节点的系统设计

节点的系统设计技术是组建无线传感器网络的关键技术之一.本文研究了无线传感器网络节点的系统设计与实现方法.根据无线传感器网络的特点提出了节点系统设计的重要指标,并根据这些指标进行系统结构设计和硬件选型.分别阐述了节点板和传感器板的硬件设计,并详细讨论了基于ATmega128L和CC1000的通信电路设计和控制软件结构.最后给出了I/O扩展接口的设计.