基于无线传感器网络的配电网故障检测研究

发布时间：2017-08-14 15:11

  本文关键词：基于无线传感器网络的配电网故障检测研究

  更多相关文章： 配电网故障检测 无线传感器网络 路由算法 信任值 可靠性

【摘要】：配电网直接面向用户,是保证供电质量、提高电网运行效率、创新用户服务的关键环节。由于智能配电网存在复杂网架结构和大规模终端信息采集问题,运用先进的无线传感器网络技术构建电力无线通信网逐渐成为配电网智能化领域的重要研究方向。配电网故障检测是电力系统安全、经济、可靠运行的基础,针对配电网故障检测问题,本论文研究以基于无线传感器网络为基础的配电网故障检测方案,通过对无线传感器网络路由算法的改进,实现配电网系统中数据传输安全可信性及可靠性的提高。首先针对配电网故障检测的问题,论文从配电网架结构和配电网故障检测需求出发,结合无线传感器网络的自组织网络特点,提出一种基于无线传感器网络的配电网故障检测总体方案。为了提高配电网故障检测数据传输的可信性,论文提出一种面向配电网故障检测的wSN可信路由算法。算法提出一种防范针对信任模型攻击的轻量级信任值计算方法,并在簇头选举与簇间多跳路由中引入信任值,避免恶意节点降低网络安全；簇间多跳阶段中,对邻居节点的位置因子、距离因子、信任值及剩余能量等参数进行融合判决,构建最优数据传输路径。仿真结果表明,提出的算法能够自适应剔除网络恶意节点,防范恶意攻击,最大化网络生存时间。针对配电网故障检测系统对无线传感器网络路由可靠性要求较高的问题,设计了一种面向配电网故障检测的无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)拓扑结构,并提出了一种面向配电网故障检测的wSN可靠路由方法(RRFD)。其首先根据最小跳数路由方法为每一个节点分配值,之后在节点选择下一跳最优节点时考虑路径损耗以及能量损耗,并可以根据配电网故障检测业务合理调节权值来分配可靠性与能耗性的比重。仿真及实验结果表明,RRFD路由方法与传统路由方法相比,可靠性显著提高的同时有效降低了能耗,适用于配电网故障检测场景。
【关键词】：配电网故障检测 无线传感器网络 路由算法 信任值 可靠性
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732;TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 选题背景和意义10-11
• 1.2 无线传感器网络路由算法应用于配电网故障检测的国内外研究动态11-12
• 1.3 本课题主要研究内容及组织结构12-14
• 第2章 配电网故障检测技术与无线传感器网络14-20
• 2.1 引言14
• 2.2 配电网故障检测技术14-15
• 2.2.1 阻抗法14
• 2.2.2 行波法14-15
• 2.2.3 零序电流增量法15
• 2.3 无线传感器网络概述15-17
• 2.4 无线传感器网络路由算法概述17-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 基于无线传感器网络的配电网故障检测总体方案20-24
• 3.1 引言20
• 3.2 配电网故障检测总体方案20-22
• 3.2.1 基于无线传感器的故障检测方案20-21
• 3.2.2 基于无线传感器网络的配电网故障检测组网方案21-22
• 3.3 基于无线传感器网络的配电网检测方案特色分析22
• 3.4 本章小结22-24
• 第4章 面向配电网故障检测的可信路由方法24-33
• 4.1 引言24
• 4.2 网络模型与信任值的定义与计算24-26
• 4.2.1 网络模型24
• 4.2.2 信任值的定义与计算24-26
• 4.3 算法描述26-29
• 4.3.1 簇头选择阶段26-27
• 4.3.2 簇间多跳数据传输阶段27-29
• 4.4 实验与仿真29-32
• 4.4.1 网络生命周期对比30
• 4.4.2 网络安全性对比30-32
• 4.5 本章小结32-33
• 第5章 面向配电网故障检测的可靠无线传感器网络路由方法33-40
• 5.1 引言33
• 5.2 WSN可靠路由算法系统模型设计33-35
• 5.2.1 基于最小跳数路由方法的网络模型33-34
• 5.2.2 无线传输能量消耗模型34-35
• 5.3 路由方法设计35-36
• 5.3.1 可靠路径建立阶段35-36
• 5.3.2 数据传输阶段36
• 5.4 实验与仿真36-39
• 5.4.1 λ_(weight)取值对路由方法的影响验证37
• 5.4.2 路由方法可靠性对比37-38
• 5.4.3 路由方法能耗性对比38-39
• 5.5 本章小结39-40
• 第6章 结论与展望40-42
• 6.1 结论40
• 6.2 展望40-42
• 参考文献42-46
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果46-47
• 致谢47

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本文编号：673290