[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

说明书

本发明公开了一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法，属于智能配电技术领域。方法包括：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、确定配电网典型应用场景中各传感器重要等级、确定配电网典型应用场景中监测设备健康状态、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、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、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、设计配电网典型应用场景中无线传感器网络组网方案。本发明提升了无线传感器设备安全监测能力和网络数据传输可靠性，降低了无线传感器网络整体功耗，延长了网络整体寿命，为配电网无线传感器网络设计提供了重要参考。

技术领域

本发明属于智能配电技术领域，具体涉及一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法。

背景技术

无线传感器网络因具备建设成本低、自愈能力强、可无线组网和数据安全性高等优点，近年来被广泛应用于各个领域。在配电网中引入无线传感器网络技术，可以实现配电系统的状态精准感知与控制，是实现配网自动化、智能化的核心技术，更是实现智能配电网的关键。针对智能配电网的无线传感器网络研究，已取得了一定的研究成果，但是仍然存在一些问题需要解决。

传感器的主要作用是对配网设备进行有效监测，如对柱上变压器、箱式变压器、配电站房等典型配电网应用场景，通过各种传感器获取典型场景中配电网设备相关运行与环境信息，进而对配电网设备健康状态进行准确评估，为配网设备智能运维提供支持。为准确感知配网设备状态，一般在配网箱式变压器中将监测温度、湿度、气体、局部放电、电磁、烟雾、红外、振动、声音、泄漏电流等多种信息，投入传感器较多，其中局部放电、气体、红外等传感器相比其他传感器更加重要，承担着箱式变压器状态评价的重要指标。

但目前无线传感器网络轮询模式未对传感器进行重要程度的分级，这导致传感器唤醒频率一致，造成所有传感器功耗都较大，实际应用中，如果可以根据传感器重要程度来合理划分等级，优先保障重要等级更高的传感器更可靠地发送数据，即提高重要等级高的的传感器唤醒频次，降低重要等级低的传感器唤醒频次，以此进行传感器差异化唤醒设置，就能在提高设备安全监测能力的同时，降低无线传感器网络整体功耗。

此外，随着时间的运行，配电网设备健康状态逐渐变差，出现潜在风险故障的可能性增加，此时更应该增大传感器唤醒频率，优先确保非健康状态设备的数据传输可靠性，及时评估该设备康状态以发现潜在故障并进行及时预警。

关键的是，在无线传感器网络中节点类型不同，承担的功能不同，在分簇网络中，簇头担任分簇网络中信息发送与收集的任务，同时承担着与相邻分簇网络簇头或网关节点的联系，在无线传感器网络中功耗较大，寿命相对于其他传感器明显缩短，造成数据传输可靠性下降，且影响网络整体寿命。如果能及时调整簇头节点，根据分簇网络传感器重要等级、设备健康状态，实行簇头节点更新策略，选出传感器重要等级低、设备健康状态较好的相应传感器担任簇头节点，并根据设备健康老化状态及传感器寿命及时更新该簇头节点，当簇头节点在状态较好的传感器间轮换时，就能克服簇头节点功耗大，寿命短的问题，进而提升数据传输可靠性与无线网络整体寿命。

综上所述，配电网柱上变压器、箱式变压器、配电站房等典型无线传感器网络应用场景中无线传感器数目较多、类型多样、分布较广，无线传感器网络传输可靠性不足、功耗较大、寿命存在延长空间，如果可以合理考虑无线传感器重要等级、设备健康状态，提出新的无线传感器差异化唤醒模式、节点类型更新策略、网络拓扑调节策略，以克服以上技术问题，对于无线传感器网络在配电网中的广泛应用具有重要的工程意义。

基于以上背景技术中的问题，研发人员提出了一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法。

发明内容

本发明内容为提供一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法，本发明技术方案为：

一种配电网典型应用场景中无线传感器组网方法，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；