風(fēng)電場測風(fēng)系統(tǒng)的WSN可靠組網(wǎng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源的過度開采以及對環(huán)境破壞的加劇，使得人們越來越關(guān)注新能源的開發(fā)和利用。風(fēng)能以其對環(huán)境無污染、經(jīng)濟效益良好、儲量大等優(yōu)勢，已成為世界各國日益關(guān)注的焦點。其中，風(fēng)電場測風(fēng)是風(fēng)能開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，測風(fēng)的準(zhǔn)確性關(guān)系到風(fēng)電場建設(shè)的成敗。風(fēng)電場建場前期的資源評估、微觀選址和短期的風(fēng)力預(yù)測，以及建場后對風(fēng)力發(fā)電機組實時狀態(tài)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等，都需要長期、大量、完整、準(zhǔn)確的測風(fēng)數(shù)據(jù)資料。
　　在過去，測風(fēng)數(shù)據(jù)直接從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T獲得，很

2、難滿足建設(shè)風(fēng)電場對數(shù)據(jù)的特殊要求;后來發(fā)展到采用人工或半人工的方法獲得測風(fēng)塔儀器記錄的數(shù)據(jù)，不能保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性以及實時監(jiān)測的效果;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、可維護性差和成本高等缺點;基于GSM、GPRS等無線傳輸卻存在信號覆蓋盲點等問題。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的誕生以及飛速發(fā)展給風(fēng)電場測風(fēng)系統(tǒng)帶來了新的動力。
　　本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于風(fēng)電場測風(fēng)系統(tǒng)進行需求分析，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)議等方面進行。接下來對風(fēng)電場利用測風(fēng)塔測風(fēng)和風(fēng)力發(fā)電機測風(fēng)進行分析，分別提出了基于能耗均衡的中繼節(jié)點部署方法以及基于負(fù)載均衡的中繼節(jié)點部署方法，并給出網(wǎng)絡(luò)最佳節(jié)點部署方案。在此基礎(chǔ)上，重點研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分簇路由協(xié)議，結(jié)合風(fēng)電場應(yīng)用場景，對LEACH進行改進。優(yōu)化了簇頭選取過程，消除了極小簇，并設(shè)計多級分層網(wǎng)絡(luò)，使得數(shù)據(jù)通過多跳網(wǎng)絡(luò)傳送到匯聚節(jié)點。仿真實驗驗證了改進后的算法能夠平衡網(wǎng)