基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

1、基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的輸變電設(shè)備基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)4智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)12智能電網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)智能電網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)3基于基于WSNWSN的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)挑戰(zhàn)與前景挑戰(zhàn)與前景智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)全球氣候變化，導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā)“高碳”經(jīng)濟(jì)，引發(fā)溫室效應(yīng)、冰川融化等污染嚴(yán)重、沙漠化,人類(lèi)面臨生態(tài)環(huán)境災(zāi)難環(huán)境：環(huán)境：應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇對(duì)電力的依賴(lài)增強(qiáng)，供電可靠性及電能質(zhì)量的要求日益提高金融危機(jī)，導(dǎo)致需求不振，各國(guó)拉動(dòng)需求信息、通信、自動(dòng)化和量測(cè)技術(shù)高速發(fā)展，各種技術(shù)高度融合成為趨勢(shì)傳統(tǒng)能源日益短缺，新能源、可再生能源發(fā)展

2、經(jīng)濟(jì)：經(jīng)濟(jì)：能源：能源：技術(shù)：技術(shù)：應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇遠(yuǎn)距離大容量輸電、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電網(wǎng)：電網(wǎng)：大規(guī)模清潔、可再生能源接入、調(diào)度、控制分布式電源有效接入、儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展降低大面積停電風(fēng)險(xiǎn)、避免系統(tǒng)崩潰、供電可靠性更高用戶(hù)更加靈活、便利、節(jié)能、環(huán)保的服務(wù)需求應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇 p 特征: 以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。p 目標(biāo): 在供電安全、可靠和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)清潔、高效、互動(dòng)的目標(biāo)。p 內(nèi)涵: 智能電網(wǎng)首先應(yīng)該是堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置，

3、保障安全可靠的電力供應(yīng)。 智能電網(wǎng)應(yīng)涵蓋發(fā)電、調(diào)度、輸變電、配電和用戶(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)（中國(guó)）堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)（中國(guó)）智能電網(wǎng)各部分的關(guān)系圖智能電網(wǎng)各部分的關(guān)系圖發(fā)電發(fā)電環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)調(diào)度調(diào)度環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)用電用電環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)配電配電環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)輸電輸電環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)變電變電環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)信息信息通信通信智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)“六個(gè)環(huán)節(jié)六個(gè)環(huán)節(jié)”和和“一個(gè)平臺(tái)一個(gè)平臺(tái)”智能電網(wǎng)各部分的關(guān)系圖智能電網(wǎng)各部分的關(guān)系圖 p 為使智能電網(wǎng)具有依據(jù)早期征兆進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力對(duì)擾動(dòng)做出實(shí)時(shí)響應(yīng)的能力用戶(hù)主動(dòng)參與的能力必須把大量的傳感器連接到一個(gè)安全的通信網(wǎng)絡(luò)必須把大量的傳感器連接到一個(gè)安全的通信網(wǎng)絡(luò)上，并實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信上

4、，并實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信智能電網(wǎng)核心問(wèn)題智能電網(wǎng)核心問(wèn)題智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施 堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 電網(wǎng)所及之處具有為其服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)集成的能量與通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(IECSA) 傳感與傳感與量測(cè)量測(cè)高級(jí)控制方法高級(jí)控制方法改進(jìn)的界面與改進(jìn)的界面與決策支持決策支持先進(jìn)的先進(jìn)的電網(wǎng)元件電網(wǎng)元件ICICICIC= 集成通信集成通信智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)智能電網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)智能電網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)p 傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)作為智能電網(wǎng)末梢信息感知不可或缺的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用空間。p 傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)將在電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)安全生產(chǎn)管理、運(yùn)行維護(hù)、信息采集、安全監(jiān)控、計(jì)量

5、幾應(yīng)用用戶(hù)交互等方面發(fā)揮巨大作用。p 傳感器傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)可以全方位提高智能電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息感知深度和廣度，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化以及信息流、業(yè)務(wù)量、電力流提供高可用支持。 Using the cloud for smart-grid applications通信技術(shù)通信技術(shù)BlueTooth(802.15.1)WiFi(802.11b)IrDAZigBee（802.15.4）系統(tǒng)成本系統(tǒng)成本較高高低低電池壽命電池壽命較短短長(zhǎng)最長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)7302255/65000+物理范圍物理范圍(有效有效)10m100m定向1m1-100+傳輸率傳輸率1Mbps11Mbps16Mbps20/250

6、kbps傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.4GHz2.4GHz射頻980nm紅外2.4GHz射頻無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)參數(shù)對(duì)比 智能電網(wǎng)的建設(shè)需要在電網(wǎng)監(jiān)控、智能輸電、智能變電站、智能配電、智能用電等自動(dòng)化系統(tǒng)接入大量的新的智能電子設(shè)備和終端設(shè)備，這需要與遠(yuǎn)程通訊技術(shù)的配合。 幾種無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的速度和距離比較幾種無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的速度和距離比較結(jié)論：結(jié)論：在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中，短距離、低成本、低功耗的ZigBee技術(shù)是無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用的首選技術(shù)之一。 基于基于WSN的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)自組網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸能力強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)容量大可靠性高有高度的靈活性低成本 基本特征ZigBee技術(shù)推動(dòng)智能電網(wǎng)應(yīng)

7、用成長(zhǎng)技術(shù)推動(dòng)智能電網(wǎng)應(yīng)用成長(zhǎng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)：輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)： 絕緣子在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 導(dǎo)/地線(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 輸電線(xiàn)路通道環(huán)境監(jiān)測(cè)桿塔在線(xiàn)監(jiān)測(cè) ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 可以避免長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)衰減 可以解決高壓設(shè)備的電氣絕緣問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，降低運(yùn)維成本。ZigBeeZigBee應(yīng)用于輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)：應(yīng)用于輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)：ZigBee節(jié)點(diǎn)布置于輸電線(xiàn)路中ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)可以部署于條件苛刻的環(huán)境中，如高空高壓電網(wǎng)等。節(jié)點(diǎn)能節(jié)點(diǎn)可以部署于條件苛刻的環(huán)境中，如高

8、空高壓電網(wǎng)等。節(jié)點(diǎn)能夠長(zhǎng)期高效采集有效數(shù)據(jù)，從而免去人工檢查的繁瑣工程和維護(hù)夠長(zhǎng)期高效采集有效數(shù)據(jù)，從而免去人工檢查的繁瑣工程和維護(hù)次數(shù)，并且減少有線(xiàn)監(jiān)控的高額成本。次數(shù)，并且減少有線(xiàn)監(jiān)控的高額成本。無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)用于監(jiān)測(cè)大跨據(jù)輸電線(xiàn)路的應(yīng)力、溫度和震動(dòng)等參數(shù)。每個(gè)傳用于監(jiān)測(cè)大跨據(jù)輸電線(xiàn)路的應(yīng)力、溫度和震動(dòng)等參數(shù)。每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)部署在高壓輸電線(xiàn)上，而網(wǎng)關(guān)固定在高壓輸電塔上感器節(jié)點(diǎn)部署在高壓輸電線(xiàn)上，而網(wǎng)關(guān)固定在高壓輸電塔上無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)ZigBee應(yīng)用

9、于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)基于GPRS和ZigBee無(wú)線(xiàn)技術(shù)的輸電線(xiàn)路覆冰預(yù)警系統(tǒng)ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 輸電線(xiàn)路綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)主機(jī)硬件結(jié)構(gòu)圖傳感器節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖ZigBee應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于電力系統(tǒng)輸電線(xiàn)路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)ZigBee應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)ZigBee應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)Analysis

10、 View變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)變壓器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)/ /光纖測(cè)溫光纖測(cè)溫ZigBee應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 采用ZigBee組網(wǎng)技術(shù)的無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)的高壓和超高壓母線(xiàn)、高壓開(kāi)關(guān)接點(diǎn)（以及人員無(wú)法接近的其他危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境）的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)，在中心監(jiān)控室內(nèi)就可以監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，真正做到了遠(yuǎn)距離遙測(cè)，當(dāng)被測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閥值時(shí)，就發(fā)出報(bào)警信號(hào)及時(shí)提醒有關(guān)人員采取措施。 ZigBee應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用于變電站設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)挑戰(zhàn)與前景挑戰(zhàn)與前景p強(qiáng)電磁環(huán)境 在電力系統(tǒng)的環(huán)境中，布局以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接性時(shí)常變化從而導(dǎo)致鏈接失敗。更進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，傳感器會(huì)受限于射

11、頻干擾，高度腐蝕的環(huán)境，高濕度的環(huán)境，震動(dòng)，灰塵，渣土或者其他會(huì)造成影響其工作的環(huán)境 p可靠性和實(shí)時(shí)性 大量設(shè)想的在智能電網(wǎng)中的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用在關(guān)于可靠性、延時(shí)以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量等方面有不同的服務(wù)質(zhì)量需求和規(guī)范 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)p封包錯(cuò)誤和不同的連接能力 無(wú)線(xiàn)連接在電力系統(tǒng)中對(duì)于障礙物以及環(huán)境噪聲展現(xiàn)出了在時(shí)間和空間上的各種特點(diǎn)。這樣，每一條鏈路容量以及延遲的情況受到位置的影響，是不斷變化的，而且其本身具有突發(fā)性使得服務(wù)質(zhì)量的提供就成為了具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 p資源限制 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用受到三種資源的限制：1.電源供給，2.存儲(chǔ)資源，3.處理能力 面臨的挑戰(zhàn)面臨的挑戰(zhàn)要保證系統(tǒng)的開(kāi)放性開(kāi)放性。不僅對(duì)目前技術(shù)的開(kāi)放，同時(shí)對(duì)未來(lái)技術(shù)的開(kāi)放。要保證系統(tǒng)的互操作性互操作性。（數(shù)據(jù)模型建立