基于无线传感器网络的配电线路故障定位研究

摘要

由于中压配电网大多采用中性点非有效接地方式，当系统发生故障时，接地电流微弱，并且接线复杂、分支众多，造成故障信号难以判别提取，传统适用于高压输电网的故障测距方法不能很好的应用到配电网中，目前并没有很好的方案解决配电网故障定位问题。鉴于上述问题，本文提出了一种基于无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN)的配电线路故障定位方法。在研宄WSN及其定位算法的基础上，设计了一种基于WSN的配电线路故障定位方案，该方案主要分为两个过程，首先通过故障电流幅值变化实现线路故障类型检测，然后应用WSN定位算法进行故障位置节点定位。
　　本研究主要内容包括：⑴针对配电线路故障类型检测，对基于WSN的配电线路故障检测的相关原理进行了阐述分析，针对配电网中的常见故障类型，设计了对应的故障检测机制，同时制定了故障检测的流程和基本步骤。基于MATLAB Simulink仿真工具，建立模拟实验环境，对本文提出的故障类型检测方法进行了仿真测试。结果表明，本文提出的故障类型检测方法操作简单，适用于各类常见故障，并具有较高的准确性与可靠性。⑵针对配电线路故障位置节点定位，设计了配电网WSN节点拓扑模型，并基于MATLAB平台对该模型进行了仿真实例验证。针对传统DV-Hop算法应用到配电网中的缺陷，提出了一种改进的DV-Hop算法，并应用该算法进行故障位置节点定位。基于MATLAB平台对提出的改进算法进行仿真测试，结果表明，提出的改进算法能有效地抑制定位误差，具有较高的精确性和稳定性，并且改进的DV-Hop算法基于网络连通性，算法相对简单，无需额外硬件支持，符合配电网智能化的发展方向。

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第 1章绪论

1 .1研究背景及意义

1 .2国内外研究现状

1 .3论文组织结构

第2章 WSN及其定位技术研究

2 .1无线传感器网络概述

2 .2电力系统中的无线传感器网络

2 .3无线传感器网络定位的基本原理

2 .4本章小结

第3章基于WSN的配电线路故障定位方案设计

3 .1配电线路各类故障类型简介

3 .2基于WSN的配电线路故障定位总体框架设计

3 .3基于WSN的配电线路故障定位方案

3 .4本章小结

第4章基于WSN的配电线路故障检测方法研究

4 .1基于WSN的配电线路故障检测原理及分析

4 .2基于WSN的配电线路故障检测机制设计

4 .3仿真测试

4 .4本章小结

第5章 W SN定位算法在配电线路故障定位中的应用

5 .1配电网WSN节点拓扑模型设计

5 . 2改进DV-Hop算法的基本思想及优势

5 . 3基于改进DV-Hop算法的配电线路故障定位

5 .4仿真测试

5 .5本章小结

第6章总结与展望

6 .1总结

6.2 展望

参考文献

致谢

附录攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目