風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)的WSN可靠組網(wǎng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的過(guò)度開(kāi)采以及對(duì)環(huán)境破壞的加劇，使得人們?cè)絹?lái)越關(guān)注新能源的開(kāi)發(fā)和利用。風(fēng)能以其對(duì)環(huán)境無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)效益良好、儲(chǔ)量大等優(yōu)勢(shì)，已成為世界各國(guó)日益關(guān)注的焦點(diǎn)。其中，風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)是風(fēng)能開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，測(cè)風(fēng)的準(zhǔn)確性關(guān)系到風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的成敗。風(fēng)電場(chǎng)建場(chǎng)前期的資源評(píng)估、微觀選址和短期的風(fēng)力預(yù)測(cè)，以及建場(chǎng)后對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等，都需要長(zhǎng)期、大量、完整、準(zhǔn)確的測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)資料。
　　在過(guò)去，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)直接從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)獲得，很

2、難滿足建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的特殊要求;后來(lái)發(fā)展到采用人工或半人工的方法獲得測(cè)風(fēng)塔儀器記錄的數(shù)據(jù)，不能保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的效果;之后出現(xiàn)基于CAN總線、光纖、以太網(wǎng)等有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式，存在線纜鋪設(shè)復(fù)雜、可維護(hù)性差和成本高等缺點(diǎn);基于GSM、GPRS等無(wú)線傳輸卻存在信號(hào)覆蓋盲點(diǎn)等問(wèn)題。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的誕生以及飛速發(fā)展給風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)帶來(lái)了新的動(dòng)力。
　　本文首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，明確WSN的可

3、靠性研究主要從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、自適應(yīng)分簇路由協(xié)議等方面進(jìn)行。接下來(lái)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)利用測(cè)風(fēng)塔測(cè)風(fēng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)測(cè)風(fēng)進(jìn)行分析，分別提出了基于能耗均衡的中繼節(jié)點(diǎn)部署方法以及基于負(fù)載均衡的中繼節(jié)點(diǎn)部署方法，并給出網(wǎng)絡(luò)最佳節(jié)點(diǎn)部署方案。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分簇路由協(xié)議，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)LEACH進(jìn)行改進(jìn)。優(yōu)化了簇頭選取過(guò)程，消除了極小簇，并設(shè)計(jì)多級(jí)分層網(wǎng)絡(luò)，使得數(shù)據(jù)通過(guò)多跳網(wǎng)絡(luò)傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)后的算法能夠平衡網(wǎng)