面向智能电网电压崩溃路径的优化粒子群算法

随着智能电网系统的研究深入,针对复杂智能电网系统的电压崩溃路径,研究了基于智能电网系统的等效模型。通过AGENT图分析了系统脆性关系,采用一种在脆性发生时崩溃路径优化粒子群算法,给出系统内部的脆性对于系统稳定性的影响,发现脆性激发时崩溃传递路径具有多样性的解,并分析了崩溃路径。基于35 kV智能电网一次系统模型,通过对智能电网脆性电压崩溃路径的预测和控制,有效优化了整个系统性能,对智能电网系统的设计控制具有重要的指导意义。结果表明,智能电网系统节点的崩溃在各子系统层间传递,进而导致整个系统的电压崩溃。     

智能电网中无线传感器网络通信链路可靠性置信区间预测

实时准确的无线链路质量预测是保证智能电网厂、站区域通信链路可靠性的必要信息。无线链路质量信噪比时间序列所表现出的非线性和非平稳随机性的叠加是影响预测准确性的主要因素。为此,提出一种通信链路可靠性置信区间预测方法,通过对无线链路质量的信噪比序列近似解耦处理,将其分解为非线性序列和非平稳随机序列,采用小波神经网络建立信噪比非线性序列和非平稳随机方差序列的预测模型,并用预测结果计算通信链路可靠性置信区间上、下界。最后,在实际的智能电网环境中验证了所提出的算法和结果。     

配电泛在物联网无线通信链路可靠性的置信区间预测

无线通信链路质量的有效预测是保证泛在物联网通信链路选择的必要前提。通信链路可靠性难以准确预测的主要原因是无线链路质量信噪比时间序列具有随机性。因此,在分析无线通信链路随机特性的基础上,提出了一种无线通信链路可靠性置信区间预测方法。首先,采用小波分解的方法将无线链路质量信噪比时间序列分为平稳序列和噪声序列,对噪声序列进行计算后得到噪声标准差序列。然后,采用LSTM神经网络建立平稳序列和噪声标准差序列的预测模型,并基于上述模型的预测结果,计算通信链路可靠性置信区间。最后,将置信区间下界与可靠性标准做对比,以预先判断无线通信链路是否可以满足配电网通信数据可靠性的要求。对比仿真结果表明,所提出的方法不仅满足配电泛在物联网的应用需求,而且相较于其他预测算法更为准确。     

智能电网中基于WSN的架空输电线路的监测

鉴于WSN技术的不断发展以及智能电网中架空输电线路监测的迫切需求,提出一种基于WSN的架空输电线路监测的混合网络结构。选取某些中继节点安装蜂窝模块,实现中继节点与控制中心的直接通讯,从而降低了传输数据产生的时延。考虑到蜂窝模块较高的安装和运营成本,需对其安装数量进行优化。在综合考虑时延和成本的情况下,将蜂窝模块的安装问题转化为整数线性规划(ILP)问题,通过求解可得到蜂窝模块的最优数量。数值仿真表明,该方案能实现监测的实时性及经济的有效性,能满足智能电网实时性和可靠性要求。     

基于时变PLC信道的需求响应AMC策略

目前智能电网供需互动业务受限于需求侧信息通信水平,针对问题,设计了一种基于需求响应(DR)业务等级及信道信噪比(SNR)等级的自适应编码调制(AMC)策略。首先研究分析现有的理论基础,包括需求响应业务模型、电力线信道模型及自适应编码调制技术等。然后根据不同传输模式在不同信噪比下的传输时延、误码率的仿真结果得出应用于传输模式切换的信噪比临界值,结合不同等级的需求响应业务通信需求差异,设计基于动态临界值的自适应编码调制策略,旨在为每类需求响应业务量身定做匹配最佳的编码调制传输方式。最后通过搭建MATLAB仿真通信系统平台,分析并验证自适应编码调制策略相对于以往多种传输模式在通信性能方面的优越性。     

基于LSTM的智能电网链路质量置信区间预测

为了提升智能电网无线通信的鲁棒性以及链路预测精度,提出了一种基于长短时记忆网络的智能电网链路质量置信区间下限预测方法.文中分析了智能电网的通信需求和无线链路的特点,根据分析结果,采用小波去噪算法将信噪比时间序列分解为确定性部分和随机性部分,将确定性部分输入到两层长短时记忆神经网络进行预测.计算随机部分的方差时间序列,作为另一个两层长短时记忆神经网络的输入进行预测,分别预测确定性部分和随机部分的方差,计算置信区间边界.实验结果表明提出方法具有更好的鲁棒性以及预测精度.     

一种面向智慧城市场景的传感网自适应无线充电方法

无线传感器网络(WSN)和物联网(Io T)技术的迅速发展正为通信领域带来一场新的革命,在军事领域、工农业监控、智能电网、智能交通、医疗和安防等领域扮演着越来越重要的角色。然而,无线传感器节点存在电量有限、处理计算能力弱、通信带宽小、内存容量小等缺点,特别是能量有限问题严重制约了物联网的发展。无线可充电传感器网络可解决以上问题,但目前为止所提到的算法中,只考虑了在给所有节点充电的前提下所做的提升(减少损耗和减少充电器数量),没有考虑充电时间和节点冗余问题,还不具备完备性和高效性。据此,文章提出分布式移动充电算法(DMC),减少了无线充电时间。另外,还提出自适应智能充电算法(AIC),通过融合基于GAF算法的一维线性休眠机制,可提升充电效率、节约能耗、减少充电器数量,可大幅度提升无线传感器网络性能。     

基于时滞模型预测控制算法的网络化AGC研究

针对网络化自动发电控制(AGC)系统通信延迟的不确定性和数据丢包问题,提出一种基于时滞模型预测控制(MPC)算法的网络化AGC系统,该方法采用计及通信延时的互联电网时滞动态状态方程作为MPC的原始预测模型,以最优加权算法预测通信延时;并在MPC滚动优化目标函数中增加输出量预测值变化量,以减少发电机组调节次数。利用MPC多步超前预测控制功能,在执行机构信号接收端设置缓存器存储控制量预测序列,作为网络偶发数据包丢失时的备用次优控制信号。通过对两区域互联电网网络化AGC系统的仿真分析,仿真结果表明该方法能确保在随机通信延迟下网络化AGC具有优异的动态响应性能,该系统对通信延迟变化具有良好的适应性和较强的鲁棒性。     

基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法

对无线传感器网络（WSN）通信信道进行均衡设计,抑制无线传感器节点之间的码间干扰,改善通信质量。提出一种基于直接序列扩频的WSN通信信道均衡算法。进行了WSN的信道模型设计,为了降低信道输出的稳态误差,采用时间反转镜为匹配滤波方法,进行多径信道的码间干扰滤波,设计自相关匹配滤波器,通过直接序列扩频方法实现WSN通信的信道均衡。仿真结果表明,采用该算法进行WSN的通信信道均衡设计,发射信号沿各个路径到达接收机的信号分量得到准确分离,信号的多径分量得到无误码接收,通信信道均衡效果较好,通信误比特率低于传统方法,改善了WSN通信质量,展示了较好的应用价值。     

基于WSN重构广域保护紧急通信通道的研究

电网发生极端灾变时常因OPGW光缆损坏而引起通信中断,导致线路主保护乃至线路被迫退出运行,广域保护也会发生类似问题。基于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术,提出广域保护紧急通信通道的重构方案。介绍了WSN的系统结构和特点,分析了WSN在发生电网灾变时相对于传统通信方式的优势,并探讨了WSN应用于通信通道重构时的路由协议、数据可靠性,数据融合及延时等关键技术。进而结合纵联电流差动保护,测试不同负载率下的WSN传输实验,并将测试结果应用于广域保护的数字仿真中,结果显示基于WSN重构紧急通信通道能够满足广域保护的需要。在极端灾变时若允许适当降低主保护动作速度,上述方案也能为线路纵联主保护提供通信通道。     

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。     

小型并网光伏电站智能监控系统的研究

针对小型光伏电站并网发电的监控需求,说明监控系统应具备的3个基本功能,即电能质量监控、电能计量和并网控制。讨论基于经济方式的上网电费计量方式和一种防止孤岛效应的控制方式。提出基于无线传感器网络的小型并网光伏电站智能监控系统,具有分布式数据采集、易组建和自组织等特点,可实现对大范围分布式光伏电站的智能监控。此外,该监控系统由基于ZigBee技术的无线传感网络和移动通信网络组成,具有系统结构简单、成本低等优点。描述整个监控系统的结构和工作原理,分别给出网关节点和监控节点的硬件结构和软件流程。     

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...     

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。     

低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法

针对电力无线通信在规划中存在的问题,为更好地服务智能电网和开展分时长期演进(TDLTE)技术在电力通信等领域的应用研究,提出了一种低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法。通过利用基站信号的重叠覆盖提高基站或末端回传网络故障时用户业务存活的能力。通过对重叠的小区进行合并,避免了重叠小区的同频干扰,再通过优化组织基站的部署,在基站数量相同的情况下,增加了重叠覆盖时的平均站间距离,在保证网络性能的前提下提高了网络可靠性。该规划方案解决了现有技术的基站间同频重叠覆盖将导致相互干扰,异频重叠覆盖可能受到频率资源制约无法实施的问题。     

智能电网电力线通信系统信道噪声模型分析

将智能电网电力线通信系统作为研究对象,以建立两种噪声模型之间的关系、比较两种模型下的信噪比SNR(signal-to-noise ratio)为研究目标,提出两种噪声模型来模拟电力线通信信道中噪声情况的方法。该方法利用循环平稳噪声模型和米特尔顿A类噪声模型的概率密度函数,得出电力线通信信道中的噪声类别。同时,通过数学推导,得出两种噪声模型在正交频分复用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统中SNR表达式和在正交幅度调制16 QAM (quadrature amplitude modulation)技术下比较两种噪声模型的SNR。最后,利用MATLAB软件系统仿真,仿真结果显示,循环平稳噪声模型比米特尔顿A类噪声模型的SNR高2.5 dB左右,智能电网电力线通信系统可靠性得到提升,为电力线通信的发展研究提供了一定的理论基础。     

智能电网层次化广域保护系统的关键技术研究

高效、可靠的通信方法是促进广域保护通信服务和电力安全的根本,目前,现有的广域保护系统通信在实时性和可靠性方面研究仍然不足。针对这一问题,基于现有的广域保护研究,研究了智能电网层次化广域保护系统的通信网络建设问题,把智能变电站作为节点划分广域保护系统。智能电网保护控制以广域测量的实时数据作为研究对象,并仿真分析智能电网层次化保护体系的网络性能,研究工作为我国智能电网的发展提供参考和借鉴。     

电力无线传感网双模接入终端的研究与设计

为了保证无线传感网与宽带无线通信网相互融合,构建面向智能电网的新一代电力物联网信息通信体系,实践智能电网的互动特性,在分析电力无线传感网与宽带无线通信网的通信连接方式的基础上,提出了终端的设计方案:按照电力无线传感网运行需求进行功能设计,利用双模来保证电力信息传输的可靠性,按照结构化、模块化思想设计终端的软、硬件部分.最后对终端的性能进行了测试,测试结果表明该方案能可靠保证网络间的融合与网络间数据的透明传输,降低网络延时.