[发明专利]一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法

权利要求书

1.一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法，其特征在于：该方法为以下步骤：

步骤S1：确定智能配电网典型应用场景及无线传感器节点种类与数量；

S1.1确定配电网无线传感器网络的典型应用场景：

选取配电网中配电站房、柱上变压器、箱式变压器三种典型应用场景作为无线传感器网络的应用场景；

S1.2确定配电站房传感器节点种类及数量：

确定配电站房的监测因素为：温度、湿度、浸水、烟雾、SF6气体、火灾、声音；

S1.3确定柱上变压器传感器节点种类及数量：

柱上变压器一般安置在露天环境下，不需要监测环境温度、湿度、烟雾等信息，主要监测因素为：变压器油温、振动和局部放电；

S1.4确定箱式变压器传感器节点种类及数量：

对箱式变压器的监测分为变压器本身工况的监测和箱式变压器室内的环境监测；

确定箱式变压器的监测因素为：温度、空气湿度、室内水位、室内烟雾、开关及接头温度、绕组温度、变压器振动、声音、局部放电、油中气体浓度、变压器铁心接地电流；

步骤S2：确定配电网典型应用场景中各传感器重要等级；

对配电网中配电站房、柱上变压器、箱式变压器3个典型应用场景进行无线传感器监测的目的是准确有效评价各关键设备的健康状态及风险预警，并为配电网智能运维提供支撑；

S2.1、对各传感器监测信息重要程度进行分级：

根据传感器监测信息对监测对象的重要程度，对传感器进行重要等级划分，将其划分为一级、二级、三级、四级；其中，一级传感器监测信息重要程度最高，四级重要程度最低；

步骤S3：确定配电网典型应用场景中监测设备健康状态；

将配电站房、柱上变压器及箱式变压器健康状态分为不健康、亚健康、良好和健康4级，在远程监控中心获取传感器节点数据后，采用人工智能、大数据等方法对监测设备健康状态进行准确评估，并将设备健康状态下发给各监测传感器节点；

步骤S4：设计基于设备健康状态与传感器重要等级的差异化低功耗传感器唤醒模式；

根据S1中获取的传感器重要等级与S3中传感器所监测设备的健康状态，对传感器的工作与睡眠时间进行合理优化，设计出轮询周期内基于设备健康状态与传感器重要等级的差异化低功耗传感器唤醒模式，以降低无线传感器网络功耗，延长传感器寿命；

步骤S5：设计配电网典型应用场景中无线传感器节点类型更新策略；

传感器节点类型主要分为一般节点和簇头节点，簇头节点接收各终端节点的数据，融合后传输至网关节点；

步骤S6：设计配电网典型应用场景中无线传感器网络可调拓扑结构；

配电房、柱上变压器、箱式变压器无线传感器网络采用分簇网络拓扑结构形成一个大范围无线传感器网络，网络拓扑结构由传感器节点、簇头节点、网关节点等构成；

运行过程中，随着设备健康状态改变和传感器寿命的变化，簇头节点根据步骤S5中无线传感器节点类型调节策略，不断更新簇头节点；

通过不断更新簇内网络簇头节点、簇头间中继等过程，进而自动调节无线传感器网络拓扑结构，实现网络整体数据传输可靠性与无线网络节能降耗；

步骤S7：设计配电网典型应用场景中无线传感器网络组网方案；

在智能配电网典型应用场景中，无线传感网络组网方案需要与S2中的传感器重要等级划分、S3中的设备健康状态、S4中的唤醒模式、S5中的节点类型调整策略及S6中的无线网络拓扑结构相配合，最终建立智能配电网典型应用场景中无线传感网络；

该网络由现场设备层、通讯层、站控层三部分组成；

S7.1、网络现场设备层的组成和运行：

现场设备层由S1中确定的各个终端传感器节点及S5中确定的簇头节点以及S6中的网关节点构成，簇头节点轮询周期内的唤醒频次根据S4中的唤醒模式决定，簇头节点的更新根据S5中的节点类型更新策略决定；

S7.2、网络通讯：

智能配电网典型应用场景中无线传感网络智中，现场设备层和通讯层之间采用GPRS通讯技术作为通讯手段，通讯层和站控层使用Internet通讯。