应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术

王丹，王振锋，李志远，田涛，郭军慷，纪文涛，王静萍

（国网宁东供电公司，宁夏银川750411）

应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术

王丹，王振锋，李志远，田涛，郭军慷，纪文涛，王静萍

（国网宁东供电公司，宁夏银川750411）

对应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术进行简单的分析和研究，有效地促进了我国电力行业的发展与进步。

无线传感器网络；变电站；自动化系统

引言

在科学技术不断发展的今天，很多行业都在对“智能”这个词进行深入的探索，智能不仅可以提高工作效率，还能够在更大程度上解放人类。在这其中最重要的就是电力行业的智能化探索，智能电网能够大幅度的提高输电效率以及进行合理的电力分配，因此我国在这方面的技术研究和建设方面投入了大量的人力、物力和财力。从另外一个角度上来看，变电站趋于智能化可以说是社会发展到一定程度所必须要进行的，因为在日益发达的今天，人们对于电力的需求越来越大，传统的设备与技术在很多方面都不能够满足这个社会的需求，从而导致被淘汰。在变电站自动化系统中应用无线传感器网路能够有效提高它的智能化，并且在资金投入、安装调试、维修维护方面都非常低廉和方便，正因为这个原因我们才大力地研究并发展这项技术。

1 无线传感器应用于站内辅助系统

在变电站当中有非常关键的辅助系统，它可以辅助变电站完成一些日常的工作，该系统当中包括了消防安全系统、采暖通风系统、消防安全系统以及视频系统等，之所以变电站能够安全的运行，就是因为这些辅助系统发挥出了重要的作用。辅助系统虽然现在得到了重视，但是在过去是不会受到太多关注的，在纵向上缺乏科学合理的信息模型，在横向上也缺少一些必要的信息互通，这样该系统就成为了一个单独的工作个体［1］。

将无线传感网络技术应用到变电站当中就彻底辅助系统的工作模式。该技术的融入不仅实现了智能化，更让各部分的工作系统都相互的串联起来，并且智能化的系统具有自动化、信息化和互动化的优势，同时还能采集到标准的信息，使工作人员对变电站的控制更加的智能化。其中无限传感器网络应用于变电站站内的辅助系统的主要工作原理是，对当前的一些状态做出科学合理的改变，以此来对传统的辅助系统工作模式进行改善。除此之外，还对设备的管理模式做出了一定的改善，逐渐使用和重新构造变电站站内辅助系统的相关信息。最后就可以把传统变电站中所有独立的系统融合到一起，内部信息的互通和交流也变得更加完整化、系统化、智能化。

2 无线传感器网络应用于智能自动化化系统

变电站的自动化所依赖的技术是现代通信技术，在一定程度上可以说通信技术的发展成为了变电站实现自动化的关键要素。在近十几年当中，通讯技术在经历了几个发展阶段后最终成为了现在的以太网，而变电站自动化系统的发展历程同样也经历了很多阶段。主要经历了远动终端设备到通用的自动化的综合系统，以及发展到数字化系统的变电站，最后到当前在建设中的无线传感器应用于变电站的智能化系统。

变电站自动化系统包含了三个主要部分，分别是间隔层、过程层和变电站层。在无线传感器网络技术迅速发展的今天，很多相关标准中并没有对网络结构、物理接口以及网络通信做出详细的规定。无线传感器网络技术的应用使变电站系统实现自动化，首先要保证变电站层在系统运行当中足够稳定，然后再把该技术应用于整个变电站系统当中，以此来实现工作系统的自动化和智能化。需要注意的是在使用无线技术替换以太网来进行信息交流时要分阶段实施，以便于发现其中存在的问题并能够尽快排除。最后应用对这些设备无影响的是无线路由的功能，将其应用于智能终端中［2］。

3 无线传感器网络组网方案

前文提到变电站自动化系统包含了间隔层、过程层和变电站层，没有对通信拓扑做出详细的规定，也没有对物理接口做出任何的限制。在设计组网方案时可以选择部分层面使用无线传感器网络，也就是说只在过程层运用无线传感器网络技术，其他两个层面依然使用工业以太网，从而就可以构建出一个分簇路由的两层网络机构，传感网络也能够依托在无线网进而连入工业以太网。过程层的无线传感器网络在组成结构上有以下四个关键点需要注意：第一是传感器节点，变电站自动化系统的过程层中有很多设备都要参与到数据传输当中，它们也就是传感器节点，它们所发挥出的作用包括测量电压、电流、温度以及压力等参数，因此要格外注意；第二点是无线路由设备，目前在所有的传感器节点上都运用该功能是非常困难的，因此只能选取部分节点使其具备该功能，而剩下的节点只能采取逐步扩展的方式使其具备；第三点是簇头节点，传感器网络当中的节点会有一个或多个簇，并且它们都有一个对应的簇头节点，所有的数据传输或汇集都会在这些簇头中进行，为了避免信息传输出现错误，所以要认真分配；第四点是汇聚节点，这是一个比较特殊的网关设备，而且它没有检测功能，由此可知它的主要责任就是将变电站当中的工业以太网进行连接［3］。

4 结语

当前变电站自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上，这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。高集成化可以使装置通信、数据存储及处理能力更强，降低成本，减少故障率，有利于实现统一的运行管理。在变电站自动化系统中融入无线传感器网络技术的意义是非常重大的，不仅促进智能电网的发展与建设，还帮助了我国电力事业的进步。本文对应用于变电站自动化系统的无线传感器网络技术进行简单的分析和研究，从辅助系统中的应用、智能自动化系统应用以及网络组网方案这三个方面给出了一些建议，希望这些建议可以有效促进我国电力行业的发展与进步。

［1］高尚付.关于无线传感器网络应用于变电站的可行性研究［J］.科技与企业，2013（9）:118-119.

［2］王慧娟.无线传感器网络应用于变电站的可行性研究［J］.硅谷，2010（18）:87-88.

［3］周志勇.无源无线智能感应终端控制系统在智能变电站中的应用［J］.电工技术，2012（1）:134-135.

（编辑：苗运平）

Wireless Sensor Network Technology Applied in Substation Automation System

Wang Dan，Wang Zhenfeng，Li Zhiyuan，Tian Tao，Guo Junkang，Ji Wentao，Wang Jingping
（State Grid Ningdong Power Supply Company，Yinchuan Ningxia750411）

In this paper，a simple analysis and research of the wireless sensor network technology used in substation automation system，hope that it can effectively promote the development and progress of China's electric power industry.

wireless sensor networks；substation；automation system

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.14.42

TM63

A

2095-0748（2016）14-0091-02

2016-06-07

王丹（1985—），男，宁夏银川人，本科，毕业于三峡大学，技师，研究方向：电气工程及其自动化。