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。     

智能配电网无线传感器通信网络的跨层协作控制

为提高智能配电网无线传感器网络通信的实时性和可靠性,提出一种堆栈协议层之间跨层协作的控制模型。以无线传感器网络节点内各个影响因素为概念节点,建立起节点内模糊认知图结构模型,利用隶属关系确定该模型内概念节点之间的影响程度,进而建立整个通信系统的跨层控制模型。控制模型根据网络电力数据的通信状态,通过自学习和训练方法获得各个协议层参数之间的影响权重,实时调整物理层、MAC层、传输层参数以及路由策略相互协作,来保证数据通信的实时性和可靠性。最后对系统的网络接收的数据量、节点队列传输数据的平均延时以及网络的吞吐量等指标进行测试。结果表明,所提出的基于模糊认知图的无线传感器网络跨层协作控制方案符合智能配电网无线传感器网络通信特征,并能够满足其通信实时性与可靠性的需求。     

基于传感器网络的智能配电网通信模型研究

根据智能电网对配电网通信网络的要求,提出基于分布式无线多层传感器网络技术的智能配电网通信网络模型,重点对分布式多层无线传感器网络技术应用于配电网自动化通信网络系统的可行性进行研究。研究表明:分布式无线多层传感器网络技术实现简单、成本低廉,是构建配电网自动化系统中通信网络的一种先进、可靠的通信网络模型。     

智能配电网ZigBee无线传感器网络路由机制研究

无线传感器网络应用于智能配电网通信中,在保证无线传感器网络数据通信速度和通信质量的前提下,需建立具有上确界保证的智能配电网通信路由算法。在智能配电网通信无线传感器网络拓扑结构的基础上,建立满足智能配电网通信可靠性要求下的实时性与可靠性路由机制。路由协议具有多跳路由、自动组网等特点,以满足不断变化的网络,为其他具有ZigBee网状拓扑结构的系统提供参考。     

基于认知图的智能配电网通信性能优化研究

针对无线传感器网络(WSNs)如何满足电力配电网数据通信规范性能指标要求问题,探索了一种智能配电网数据传输WSNs的认知图模型建模与控制方法。1)分析影响智能配电网数据传输WSNs的性能指标的主要因素,构造了包含9类概念顶点集合{C}的认知图模型,建立智能配电网数据传输WSNs实时性和可靠性对应的认知图状态模型,通过数学方法表达了智能配电网数据传输WSNs网络节点的各个概念顶点元素之间的因果关系。2)给出了依据各个概念顶点属性推理获得动态决策路由路径和调整网络参数控制变量值的计算方法,并给出了3种网络状况变化下的路由路径调整策略和调整网络参数控制变量值计算步骤。3)对本文方法进行了仿真实验,在相同的仿真环境下与多种算法进行了比较,其数据传输的可靠性和实时性均有所提高,并能满足电力配电网数据通信性能指标的要求。     

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.     

基于WSNs的智能配电网通信数据传输带宽的优化分配策略

智能配电网无线传感器通信网络中,IEEE802.15.4协议采用M/M/1/k排队理论,通信数据遵循先到先发,无法为实时性和可靠性需求较高的电力数据分配合理的带宽资源。通过设置通信规则,解决节点内不同优先级别数据排队问题。以通信延时和误码率作为约束条件、网络带宽利用率最大化为系统目标函数,建立了多优先级别数据带宽资源的预测模型。通信网络根据带宽预测结果进行下一时刻不同优先级别数据带宽资源分配。最后,对基于40个智能配电网无线传感器节点的通信网络性能进行方案测试,验证了所提带宽资源分配方案的有效性。     

智能电网可靠性需求约束下无线发射功率模型预测控制

在基于无线传感器网络(WSN)的智能电网数据采集与通信的应用中,通信可靠性是WSN的关键技术指标。提高发射功率会增加通信的信号强度和可靠性,但同时会导致节点间相互干扰增加。针对这一矛盾,基于自适应模型预测控制的方法,研究智能电网中WSN发射功率优化问题。依据无线通信链路路径损耗模型分析了影响智能电网无线通信信噪比的主要因素,并构建了系统状态空间模型;通过实时估计信噪比随机波动置信区间下界对系统期望信噪比给定进行补偿,并基于模型预测控制的算法,优化求解节点发射功率;最后,通过仿真软件将所提算法与自适应传输功率控制(ATPC)算法及势反馈控制(PFC)算法进行对比分析,并采用WSN硬件平台对算法进行测试。结果表明,所提出的自适应模型预测控制算法可以在保证智能电网无线通信可靠性条件下,降低由节点发射功率较大导致的相互干扰。     

基于IEC 61850的智能配电通信网络仿真平台设计

可靠性、实时性、双向性是智能配电网通信系统必须满足的要求。在当前智能配电网通信系统分析的基础上,基于最新的IEC 61850标准,对智能配电网业务流量以及通信需求进行建模。在开源的多协议网络仿真软件 OMNeT++平台上建立了智能配电网通信网络仿真模型。仿真研究了在加入大量的分布式能源以及电动汽车等数据流量业务的背景下,过程层IED和站控层配电子站之间的通信交互过程,对比分析了在不同带宽、不同业务流量背景下IED和配电子站进行信息交互过程的传输时延。     

浅析智能电网信息及通信技术关键问题

信息及通信技术是提高电网的供电可靠性和资产的利用率,繁荣电力市场,抵御电网受到的攻击的强有力保证。在引出信息及通信技术在智能电网中的重要性的基础上,分析了智能电网的概念及参考模型,而后介绍了智能电网的通信网络技术架构和分布式传感器网络,最后对通信技术在智能电网中的应用进行了展望。