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...     

智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型

根据中国电力工业通信规范对配电网通信数据的要求,研究了一种在IEEE 802.15.4标准媒体访问控制(MAC)层协议中引入服务质量(QoS)支持的信道访问机制QoS-MAC模型。通过将配电网遥信、遥控、遥测三类通信数据分为3种优先等级的传输数据,建立节点内三级数据缓冲队列状态的马尔可夫链模型。依据该模型建立了每个节点的信道访问冲突模型、不同优先级数据网络有效吞吐率模型、传输延时模型、节点的无线信道冲撞率模型。通过仿真实验研究,衡量配电网无线传感器网络数据通信的性能。在不同的配电网数据产生率的情况下仿真实验结果表明,所提出的方法可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。     

无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。     

基于证据理论的电力线OFDM多业务跨层动态资源分配算法

针对正交频分复用（OFDM）系统提出了一种基于D-S证据理论的媒体接入控制(MAC)层调度策略,该策略采用QoS要求中时延、速率公平性和丢包率三个评价指标来确定数据包调度优先级。通过为各评价指标分别选取隶属度函数,进而求得基本概率分配值,并利用D-S证据理论的合成法则将三个评价指标进行融合判决,判决后结果作为层间信息传递给物理(PHY)层,PHY层根据MAC层提供的控制参数,完成子载波、功率和比特的分配,实现跨层资源分配。建立电力线通信(PLC)系统模型,仿真并与现有跨层资源分配算法比较,结果表明所提算法能够根据信道条件在满足多业务用户Qos需求的情况下动态分配资源,在保证系统性能的基础上满足不同业务用户的QoS要求。     

基于改进蚁群算法的电力通信网络路由策略研究

针对传统电力通信网络路由效率低、成本开销大等缺点,在软件定义网络的基础上,提出了一种基于改进蚁群算法的电力通信网络QoS路由策略。建立了以时延、路径数和抖动等为约束条件的路由模型,并使用改进的蚁群算法进行路径选择。通过仿真和传统路由策略进行端到端延迟、丢包率和链路利用率等性能比较。结果表明,相比于传统策略,该策略的负载分布更加均匀,在端到端的时延、丢包率、链路利用率等性能上都有明显提高,具有一定的实用性。     

大规模带状无线传感器网络QoS路由优化的研究

针对输电线路监测系统对无线传感器网络实时性和可靠性要求较高的特点,抽象出大规模带状无线传感器网络QoS路由模型,把网络带宽、时延、跳数、包成功接收率作为链路约束。鉴于蚁群算法收敛速度过慢、易陷入局部最优解和遗传算法不能充分利用系统反馈信息的缺陷,提出了一种用遗传—蚁群算法寻求最优QoS路径的方法。仿真结果表明,改进的算法在遗传算法生成初始信息素分布的基础上利用蚁群算法能够快速地找到满足约束的最优路径,网络规模越大其优势越明显,有效地解决了大规模带状无线传感器网络QoS路由优化的问题。     

基于证据理论的电力线OFDM多业务跨层动态资源分配算法

针对正交频分复用(OFDM)系统提出了一种基于D-S证据理论的媒体接入控制(MAC)层调度策略,该策略采用QoS要求中时延、速率公平性和丢包率三个评价指标来确定数据包调度优先级。通过为各评价指标分别选取隶属度函数,进而求得基本概率分配值,并利用D-S证据理论的合成法则将三个评价指标进行融合判决,判决后结果作为层间信息传递给物理(PHY)层,PHY层根据MAC层提供的控制参数,完成子载波、功率和比特的分配,实现跨层资源分配。建立电力线通信(PLC)系统模型,仿真并与现有跨层资源分配算法比较,结果表明所提算法能够根据信道条件在满足多业务用户Qos需求的情况下动态分配资源,在保证系统性能的基础上满足不同业务用户的QoS要求。     

基于服务质量的无线传感器网络MAC协议模型研究

无线传感器网络高性能通信要求MAC协议具有服务质量(QoS)保障功能,以满足数据传输实时性和可靠性需求。针对通过增加额外通信开销实现MAC协议QoS功能所导致传输性能降低的问题,提出一种基于分类优先不公平信道竞争访问的UC-MAC协议,通过节点状态、信道状态和网络状态分析,建立MAC协议多优先数据传输性能分析数学建模,并仿真验证了UC-MAC协议的QoS保障功能和数学模型的准确性。与其他MAC协议对比仿真测试结果表明,UC-MAC协议不改变IEEE802.15.4标准信道访问方式,不增加任何额外通信开销,在网络的吞吐性能和QoS功能两个方面同时得到提升。     

基于改进拉格朗日松弛算法的电力通信网络负载均衡优化策略研究

针对传统电力通信网络路由策略存在的负载分布不均和丢包率较高等问题,基于软件定义网络,提出了一种基于改进拉格朗日松弛算法的电力通信网络QoS路由策略。以链路时延、可用带宽和丢包率为约束建立路由模型,并采用改进的拉格朗日松弛算法进行路径选择。通过仿真与传统路由方法进行对比,验证了该方法的可行性。结果表明,与传统路由策略相比,该方法能够规划出符合QoS要求的路径,负载分布更加均衡,有效降低了业务丢包率,丢包率由45%降低到0.1%,具有一定的实用价值。     

基于ZigBee无线技术的开关柜温度监测系统

对开关柜进行温度监测可有效防止开关柜的火灾,基于ZigBee无线温度传感器构建了开关柜温度监测.首先分析了ZigBee网络技术中的主要设备、拓扑网络结构以及协议栈体系结构,在此基础上,建立了开关柜温度监测系统,对系统中的无线传感器节点:ZigBee网络管理单元、数据监测管理中心以及选用的拓扑结构进行了介绍.     

基于ZigBee技术的智能箱式变电站监测系统设计

针对现有箱式变电站在线监测采用有线方式,存在布线难度大成本高的缺点,设计了一种基于Zig Bee技术的智能箱式变电站无线传感器网络监测系统。介绍了该系统的构成及原理,给出无线通信技术的硬件电路和软件设计方案,并结合GPRS技术,实现对智能箱式变电站电气设备运行参数的采集和远程监测。该无线网络监测系统可靠性高,成本低,可移植性强,具有广阔的应用价值。     

智能变电站过程层网络数据流的分析与研究

在分析智能变电站过程层网络主要数据SMV、GOOSE、PTP1588报文共网传输的可行性基础上,指出过程层组网最佳方案是星形拓扑;对比VLAN与GMRP 2种报文过滤技术,以IEC 61850标准中的D2-1典型变电站为例,提出了一套基于间隔的VLAN局域网逻辑结构划分方案,对其中存在的各种数据流流量、通信时延及时延抖动进行了详细说明和计算,最后利用OPNET仿真软件对共网传输时数据流时延进行仿真,论证了采用VLAN技术共网传输的可行性。     

智能变电站网络流量监测系统研究

文章从智能变电站站控层网络流量监测系统的需求出发,提出了一种检测智能变电站的网络流量监测系统解决方案。重点阐述了智能变电站站控层网络流量监测系统的总体结构设计、61850MMS数据报文的采集和流量数据统计等内容,该系统的实现可以有效地监控网络流量状况。     

面向智能变电站信息流可靠性分析方法研究

针对现有变电站状态监测与维护决策中单一定性评估方法存在的不足,文中在分析智能变电站信息流的基础上,建立了信息流可靠性评估模型,从信息流传输延迟和数据丢失率两个方面分析了智能变电站网络的可靠性.通过仿真对智能变电站网络的信息流稳态、极限流量、具体场景和异常流量运行模式的可靠性进行了评估.结果 表明,该方法能在一定程度上评估变电站网络信息流的可靠性.为我国智能变电站信息流可靠性的发展提供参考和借鉴.     

变电站设备状态在线监测网络的研究

根据变电站设备状态在线监测系统对通信网络的要求,提出了基于分布式无线传感器网络技术的变电站设备状态在线监测系统网络。研究结果表明,基于分布式无线传感器网络技术,可解决现有的在线监测系统电源电缆和通信电缆铺设困难的问题,使监测传感器分布自由、成本降低、维护方便,是构建变电站设备状态检修网络的一种先进、可靠的通信网络方案。     

基于城市配电网的无线自组传感器网络结构研究

数据通信是变配电自动化系统不可或缺的重要组成部分.在10kV以下的电力系统中,对电网数据的采集、处理、显示和控制尚无统一的通信组网模式.运用图论的方法分析城市配电网架构模式,提出一种基于改进的Dijkstra最短路径算法的无线自组传感器网络路南算法,在仿真结果的理论依据上实现了无线传感器节点的合理部署,使得无线自组传感...     

基于MAC地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别

为实现智能变电站网络拓扑可视化和网络故障快速定位,文中在常规交换机网络拓扑搜索方法的基础上,提出一种基于介质访问控制(MAC)地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别方法。该方法以MAC地址为外键匹配交换机MAC地址转发表、断面数据报文和智能变电站配置文件,实现了智能变电站交换机网络和智能电子设备的拓扑动态识别。在Linux平台上开发了软件工具,并在实验室模拟系统中验证了该方法的可行性。     

北京地铁1、2号线变电站自动化系统方案

基于网络化结构下的分层分布式系统的实践,使变电站自动化系统的结构和性能发生了重大的变化,提出一种实现变电站全站自动化的方案,应用于北京地铁1、2号线地铁变电站自动化系统。基于分层分布式系统下的系统构成,该系统按纵向分为网络管理层、数据传输层和基础设备层。重点介绍了通信网络的构成,网络管理层基于TCP/IP的以太网络通信,采用站内103通信规约,数据传输层以通信服务器为核心,向下采集其他智能设备数据,支持任何采用103规约及采用Modbus通信规约、pro-bus通信规约或采用TCP/Modbus协议的智能设备,并将采集到的数据转换成以太网双网数据,通过交换机上传至监控系统及调度中心。该系统采用NDT650监控系统软件,完成地铁变电站自动化系统实现的各种功能。     

智能变电站网络设备故障的快速准确定位技术

在智能变电站中,数字通信传输机制以以太网模式为主要传输方式,与以电缆为主的传统接线传输方法存在本质差别。对智能变电站网络设备故障特征进行准确提取,实现故障诊断和快速定位,提出一种基于高阶累积量特征匹配的智能变电站网络设备故障准确定位方法,采用无线传感器对智能变电站网络设备的异常信息进行原始采集,对采集的数据进行信息融合和滤波处理,提取反映智能变电站网络设备的谱特征量,结合高阶累积量特征匹配方法进行故障特征压缩和信息配对,实现对变电站网络设备故障的快速定位识别,完成故障诊断。仿真结果表明,采用该方法进行变电站网络设备故障定位的准确度较高,故障诊断效率较好。