配电网作为连接电力用户、接入分布式电源以及提高电网服务的重要环节,其智能化建设将对提高供电可靠性和供电质量起着重要作用。随着我国配电网规模的日益扩大,现有配电网逐渐呈现出供电效率低、可靠性不高等问题,如何提升配电网综合服务质量,建设经济、高效、实用的智能配电网已成为电网重要的发展方向。无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)作为感知层的“神经末梢”,以其独有的组网快速灵活、可扩展性和自组织自恢复能力,在智能配电网中得到了广泛研究和应用。将WSNs应用于配电线路在线监测、配电线路故障定位以及变电站自动化等方面,可以全方位提高配电网环节的信息化和自动化程度。本文以智能配电网为应用背景,研究智能配电通信网络中WSNs路由算法问题。首先,分析了WSNs平面路由算法、分簇路由算法以及机会路由算法,并对不同种类路由算法进行了对比;根据配电网结构特点,给出了智能配电网WSNs整体与局部拓扑结构设计,并分析了智能配电网WSNs路由算法设计需要解决的主要问题。其次,针对智能配电网WSNs的大规模部署、节点能量受限,以及通信数据的实时传输需求,在现有分簇路由算法基础上,提出一种能耗均衡的非均匀分簇路由改进算法。在簇首选举阶段,以节点相对剩余能量和节点与汇聚节点间距离为权重,计算节点竞争簇首的等待时间,等待时间越小则成功竞选概率越大;在非均匀成簇阶段,综合考量了节点与汇聚节点间距离和节点的分布密度来设置节点竞争半径;在数据传输阶段,基于簇间转发代价,研究簇首与汇聚节点间最优多跳路径的构建。仿真结果表明,该算法能够有效均衡节点能耗和延长网络生存周期。再次,针对智能配电网通信数据的可靠传输需求,考虑到实际工程应用中节点无线通信链路质量较差,以致数据传输可靠性不高这一现状,为保障非均匀分簇路由算法簇间数据的可靠传输,提出一种基于最小生成树的长跳步可靠性保障机会路由算法,通过应用期望可靠性、源节点与汇聚节点间距离,以及节点通信链路质量,优化逐跳候选转发节点的数量,且在候选转发节点的选择和优先级设置方面,综合考虑了节点链路质量、节点相对剩余能量以及节点与汇聚节点间距离。仿真结果表明,该算法在满足期望可靠性的基础上有效降低了网络能耗。最后,对本文所提长跳步可靠性保障机会路由算法进行了实验研究,使用CC2530节点模块和IAR软件开发环境搭建实验平台,并在该实验平台上对算法的可行性和有效性进行了组网验证。图[45]表[6]参[60]