无线mesh网络在智能配电网中应用探究

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1、无线mesh网络在智能配电网中应用探究　　[摘要]利用无线mesh网络技术，建立一套智能配电网无线通信系统，实现对智能配电网中数据信息的全新通信管理模式，以提升配电网终端信息传输的高效性、可靠性和安全性。本文介绍了无线mesh网络的架构原理，以及在实际应用中的可行性。[关键词]无线mesh网络；智能配电网；多跳网络；点对点模式；用电信息采集；数据传输单元[abstract]Usingwirelessmeshnetworktechnology,theestablishmentofasmartdistributiongridwirelesscommunicationsystem,thereal

2、izationofsmartdistributiongridsinanewdatacommunicationmanagementmodeltoenhancethedistributionnetworkterminalinformationtransmissionefficiency,reliabilityandsecurity.Thispaperintroducestheprincipleofthewirelessmeshnetworkarchitecture,aswellasthefeasibilityofpracticalapplication.[keywords]WMN；Smartd

3、istributiongrid；Multi-hopnetworks；Ad-Hocmode；ElectricityInformationcollection；DTU7中图分类号：TM421文献标识码：A一、引言智能配电网作为智能电网的重要组成部分，对线损管理、供电质量、可靠性和安全性提出了新的需求，覆盖整个电网的信息通信系统是实现智能配电网数据传输和使用的基础。智能电网的监测、保护和控制需要一套坚强的信息通信系统作为支撑。在大多城市配网建设中，由于城区地势风貌等原因，给布网带来不便，有些居民区内箱式变电站不具备铺设光纤的条件。在现阶段采用的各类无线通信技术中，由于高大建筑物和较多的城市障碍物

4、对于无线信号容易产生阻挡和干扰，无线网络性能受到很大影响，同时基站天线的覆盖范围有限，在较大区域提供无线覆盖需要配置多个基站,无形中增加了建设成本。本文提出的蜂窝状网状（Mesh）拓扑结构就是针对这些问题做的进一步实用性分析。二、无线Mesh网络简介及原理7无线Mesh网络也称为“多跳（multi-hop）”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与接入点(AP)相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的AP，这种网络结构被称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时

5、作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这样，安装在箱式变电站或是小区变电所内的无线Mesh节点就可以自动组成网状网络。在Mesh网络中，每个终端变电站既是网上的用户，也作为网络基站为其他设备提供接入服务。当站点增多时，这种组网方式可以提供更多的容量和更大的覆盖范围。图1：Mesh组网结构示意图作为一种特殊的Ad-hoc（点对点）网络，无线Mesh网络（以下简称WMN）具有分层的网络结构，其传输骨干网具有多跳、拓扑稳定、无供电约束、业务流量相对汇聚等特性。提高WMN频谱空间复用度是增加网络容量有效的方法，而其设计的关键是有效

6、控制无线链路间的干扰范围。基于多信道的组网技术是WMN关键技术之一，其核心是信道的分配，通过合理的信道分配以获得最大信道利用率。WMN中路由度量的选取需要考虑多跳无线链路间的相互干扰，而通过采用负载均衡路由技术可以均衡网络资源的使用，从而提高网络容量和节点的吞吐率。其典型结构是7一种分级网络结构：Mesh路由器互联构成多跳无线骨干网，负责数据的中继；骨干网一般通过网关节点与其他网络互联，而Mesh客户节点通过Mesh路由器接入到WMN。三、无线Mesh网络特点WMN是一种多跳的，具有自形成、自愈和自组织能力的无线网络。虽然WMN具有上述无线Ad-hoc网络的特性，但是WMN与无线Ad-ho

7、c网络之间仍然存在许多重大差别。首先，Ad-hoc网络中节点是移动的，所以其网络拓扑结构具有动态变化特性；而在WMN中，负责中继的Mesh路由器一般是静止的，所以骨干网的拓扑结构保持相对稳定。由于节点的移动性使得设备供电受限，在Ad-hoc网络的组网协议设计中必须考虑功耗因素，而WMN的中继节点保持静止，便于实现外部供电，所以功耗的限制相对减弱。另外，Ad-Hoc网络的设计目标是为了实现移动节点间的对等网络通信，而WMN