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WSN技术在电力系统自动抄表中的应用

发布时间:2020-07-21 18:45:14 阅读: 来源:采暖炉厂家

一、 当前供电部门碰到的问题随着国家电网公司的两网改造工作逐渐推进,“一户一表,管电到户”政策的贯彻,用电网络急剧膨胀,抄表的工作量越来越大,使得供电企业对用电网络的管理任务日益加剧。如何把庞大且分散用户的用电量及其它数据及时有效而且准确无误地收集、统计及分析,成为供电企业一个迫切需要解决的问题。如何贯彻国家新能源政策,为下一步对居民用户进行峰、平、谷计价作好准备工作,需要管理部门完善抄表过程中的自动化水平。目前自动抄表系统中,远距离传输借用现有的各种通讯网络,如PSTN、Internet、GPRS/CDMA或电力企业自身的光纤以太网等,实现稳定可靠的数据传输,而技术瓶颈正在于所谓的“最后一公里”。二、当前解决问题的方案及存在的困难1、人工抄表存在的问题:工作量大,效率低,而且由人工抄表所带来的漏抄、误抄、估抄,甚至抄表人员同用电户合伙作弊,给供电企业带来不可估量的损失。2、低压载波在自动化抄表的应用存在的困难:低压电力载波的自动抄表,因国内低压电网噪音污染大、负载多变,尤其是变频电器和中小功率电机,对电网负荷的影响,直接影响到通信可靠性和数据传输速率及实时性。3、点对点、点对多点的无线自动抄表(如无线掌机和无线抄表车)存在的困难:在工作效率及数据实时性方面尚不能满足供电部门的实际需要,而数据的实时性是计算线损的重要依据。以上存在的困难,主要体现在如何解决“最后一公里”自动化抄表的问题上,随着通信技术的快速发展,最新的WSN(无线传感器网络)技术通过在北京顺义区(三万户)的应用很好解决上述困难。三、WSN(无线传感器网络)技术简介1、基本概念无线传感器网络(WSN,wireless sensor networks)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对像的信息,这些信息通过无线方式被发送,并以自组织多跳的网络方式传送到用户终端,从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。无线传感器网络(WSN)是由许许多多功能相同或不同的无线传感器节点组成,每一个传感器节点由数据采集模块(传感器、A/D转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/AC能量转换器)等组成。2、WSN的优势2.1、节点硬件成本低。WSN节点采用嵌入式处理器和存储器,计算能力和存储能力十分有限,网络在有限计算能力的条件下进行协作分布式信息处理。所以就单个节点而言,硬件成本是较低的。2.2、对等网络多冗余高可靠性。WSN没有严格的控制中心,所有节点地位平等,是一个对等式网络。节点可以随时加入或离开网络,任何节点的故障不会影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。2.3、自组织。网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施,节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为,节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。2.4、多跳(Multi-hop)路由。WSN节点通信能力有限,覆盖范围只有几十米到几百米,节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要通过中间节点进行路由。WSN中的多跳路由是由普通网络节点完成的。2.5、动态拓扑。WSN是一个动态的网络,节点可以随处移动;一个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障,退出网络运行;也可能由于工作的需要而被添加到网络中。这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化,因此网络应该具有动态拓扑组织功能。四、基于WSN技术的电力系统自动抄表解决方案通过对自动抄表系统的实际需求分析,结合WSN技术特点和优势,认为采用WSN技术来实现“最后一公里”自动抄表是一个非常理想的解决方案。基于WSN技术的自动抄表系统结构图如下:

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