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1、基于无线传感网的输变电设备 在线监测技术4智能电网12智能电网中的无线传感网3基于WSN的输变电设备在线监测技术挑战与前景智能电网全球气候变化，导致自然灾 害频发“高碳”经济，引发温室效应 、冰川融化等污染严重、沙漠化,人类面临 生态环境灾难环境：应对未来挑战的共同选择对电力的依赖增强，供电可靠 性及电能质量的要求日益提高金融危机，导致需求不振，各 国拉动需求信息、通信、自动化和量测技 术高速发展，各种技术高度融 合成为趋势传统能源日益短缺，新能源、可 再生能源发展经济：能源：技术：应对未来挑战的共同选择远距离大容量输电、优化经 济运行电网：大规模清洁、可再生能源 接入、调度、控制分布式电源有
2、效接入、储 能技术快速发展降低大面积停电风险、避免系 统崩溃、供电可靠性更高用户更加灵活、便利、节 能、环保的服务需求应对未来挑战的共同选择p 特征:以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为 基础，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。p 目标:在供电安全、可靠和优质的基础上，进一步实现清洁、高效 、互动的目标。p 内涵:智能电网首先应该是坚强的电网，能够实现能源资源的大范 围优化配置，保障安全可靠的电力供应。智能电网应涵盖发电、调度、输变电、配电和用户各个环节 ，是一个闭环系统。坚强的智能电网（中国）智能电网各部分的关系图发电 环节调度 环节用电 环节配电 环节输电 环节
3、变电 环节信息 通信智能电网“六个环节”和“一个平台 ”智能电网各部分的关系图p 为使智能电网具有依据早期征兆进行预测的能力对扰动做出实时响应的能力用户主动参与的能力必须把大量的传感器连接到一个安全的通信网络 上，并实现双向的数据通信智能电网核心问题智能电网的基础设施 坚强的电网结构 电网所及之处具有为其服务的通信网络集成的能量与通信系统体系结构(IECSA) 传感与 量测高级控制方法改进的界面与 决策支持先进的 电网元件ICICICIC= 集成通信智能电网关键技术智能电网中的无线传感网p 传感器网络作为智能电网末梢信息感知不可或缺的基 础环节，在电力系统中具有广阔的应用空间。p 传感器网络将
4、在电网建设、电网安全生产管理、运行 维护、信息采集、安全监控、计量几应用用户交互等 方面发挥巨大作用。p 传感器网络可以全方位提高智能电网各个环节的信息 感知深度和广度，为实现电力系统的智能化以及信息 流、业务量、电力流提供高可用支持。 Using the cloud for smart-grid applications通信技术BlueTooth (802.15.1)WiFi (802.11b)IrDAZigBee （802.15.4）系统成本较高高低低电池寿命较短短长最长网络节点7302255/65000+物理范围(有效 )10m100m定向1m1-100+传输率1Mbps11Mbps16
5、Mbps20/250kbps传输介质2.4GHz2.4GHz射频980nm红外2.4GHz射频无线传感网中常见无线通讯技术参数对比 智能电网的建设需要在电网监控、智能输电、智能变电站、智能配电 、智能用电等自动化系统接入大量的新的智能电子设备和终端设备， 这需要与远程通讯技术的配合。几种无线通讯技术的速度和距离比较结论：在无线传感器网络中，短距离、低成本、低功 耗的ZigBee技术是无线通信应用的首选技术之一。 基于WSN的输变电设备在线监测技术自组网数据的传输能力强网络容量大可靠性高有高度的灵活性低成本基本特征ZigBee技术推动智能电网应用成长输电线路在线监测技术：绝缘子在线监测 导/地线
6、在线监测 输电线路通道环境监测 杆塔在线监测 ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测可以避免长距离传输的信号衰减可以解决高压设备的电气绝缘问题，提高系统的可靠性和安全性，降低运维成本。ZigBee应用于输电线路在线监测的优势：ZigBee节点布置于输电线路中ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测节点可以部署于条件苛刻的环境中，如高空高压电网等。节点能 够长期高效采集有效数据，从而免去人工检查的繁琐工程和维护 次数，并且减少有线监控的高额成本。无线传感器节点ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测用于监测大跨据输电线路的应力、温度和震动等参数。每个传 感器节点部署在高压输电线上，而网关
7、固定在高压输电塔上无线传感器节点ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测基于GPRS和ZigBee无线技术的输电 线路覆冰预警系统ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测输电线路综合监测系统结构ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测监测主机硬件结构图传感器节点硬件结构图ZigBee应用于电力系统输电线路在线监测ZigBee应用于变电站设备在线监测ZigBee应用于变电站设备在线监测Analysis View变压器在线监测/光纤测温ZigBee应用于变电站设备在线监测采用ZigBee组网技术的无线测温系统
8、，实现了对电力系统的高压和 超高压母线、高压开关接点（以及人员无法接近的其他危险、恶劣 环境）的温度进行实时在线检测，在中心监控室内就可以监视运行 状态，真正做到了远距离遥测，当被测点温度超过预先设定的阀值 时，就发出报警信号及时提醒有关人员采取措施。 ZigBee应用于变电站设备在线监测挑战与前景p强电磁环境 在电力系统的环境中，布局以及无线网络的连 接性时常变化从而导致链接失败。更进一步来 说，传感器会受限于射频干扰，高度腐蚀的环 境，高湿度的环境，震动，灰尘，渣土或者其 他会造成影响其工作的环境 p可靠性和实时性 大量设想的在智能电网中的无线传感器网络的 应用在关于可靠性、延时以及网络吞
9、吐量等方 面有不同的服务质量需求和规范 面临的挑战p封包错误和不同的连接能力 无线连接在电力系统中对于障碍物以及环境噪 声展现出了在时间和空间上的各种特点。这样 ，每一条链路容量以及延迟的情况受到位置的 影响，是不断变化的，而且其本身具有突发性 使得服务质量的提供就成为了具有挑战性的任 务。 p资源限制 无线传感器网络的设计以及应用受到三种资源 的限制：1.电源供给，2.存储资源，3.处理能 力 面临的挑战1. 要保证系统的开放性。不仅对目前技术的开放， 同时对未来技术的开放。2. 要保证系统的互操作性。（数据模型建立，溯源 体系的建立，测试体系的建立）3. 建立一体化的系统信息平台，建立全网的信息模 型。Prepare for an electric system that is cleaner and more efficient, reliable, resilient and responsivea smarter grid.面临的挑战
