传感器

如何将繁杂的配网自动化系统实现成简单而实用，是大量电力科技人员从未放弃的努力。设备可靠性决定电网的坚强度，传统配网自动化是在配网原有的基础上增加必须的辅助设备，让系统更加复杂，二十年来全国大量的配网自动化试点验证这种模式发展是艰难的。 随着配网交流传感器的发展与成熟，用交流传感器完全取代传统互感器的一二次深度融合智能开关，将开创配网自动化建设新模式，交流传感器具有高精度、无源化、小型化等特点，尤其对故障信息的感知灵敏度将大大提高开关设备对配网线路故障研判准确性，特别是对单相接地故障的快速隔离发挥重要作用。

阐述了无人机图像智能算法在电力巡检的开发及应用，带来AI人工智能和多传感器融合的全栈式电力运维解决方案。在普宙无人机自主巡检中，深度学习算法被两次应用，实现可见光对杆塔本体精细化巡检的拍照点自动化精准选定以及精确识别存在缺陷隐患的照片及缺陷位置。其采用的RTK载波相位差分技术，可通过基站采集的载波相位数据发送给移动站（无人机）进行求差计算定位坐标，不受限于通信链路和网络覆盖，使得定位精度提高到了厘米级。

为缩小配网线路停电影响范围，大幅缩短停电时户数，提升配网自动化水平，宏力达研发了一二次融合12kv支柱式智能真空断路器。在2019年中国电力企业联合会组织召开的“一二次融合12kv支柱式智能真空断路器HLD-ZW3212JG/630-20”产品鉴定会上，鉴定委员会一致认为，该产品综合性能达到国际先进水平，其中超低功耗控制终端、集交流传感器/电容取电/真空灭弧室一体化固封极柱达到国际领先水平。 该产品将交流传感器及取电模块与一次本体深度融合，支持电量采集、就地型馈线自动化、单相接地故障就地检测和隔离等功能。其产品特点有：具有远方/就地工作方式的自动切换；集高精度交流采样、短路/接地故障处置、线损测量、无线通信等于一体的超低功耗控制终端；集交流传感器、电容取电、真空灭弧室 于一体的固封极柱；基于接地电流基准突变暂态判据，结合三相电压电流、故障电流方向、零序电流和零序电压的稳态判据，进行小电流单相接地故障区域研判及其就地隔离。该类型智能开关具有自适应综合型就地馈线自动化功能，不依赖主站和通信通过短路/接地故障检测和级差保护等技术，自适应多分支、多联络配电网架，实现线路故障选择性保护，短路和单相接地故障就地隔离，不影响非故障区域供电，可以大幅提升供电可靠性。自2017年起在浙江省、福建省、陕西省等地区挂网运行，设备运行状况良好。

变压器等电力设备运行时产生的声学信号体现大量的状态信息，就像人的指纹一样具有辨识特征。当设备出现异常时，声纹会随之改变。据此，国网安徽电力等单位研发了声纹检测装置，能够“听”出变压器内部异常。

氢储能作为推动全球绿色低碳转型和实现我国“碳中和”目标的重要支撑，在“双碳”目标提出后，成为社会普遍关注的热点。氢储能的安全问题是必须重点关注和首要解决的问题之一。综述了在制氢、储氢、输氢和用氢4个阶段中存在的安全问题，主要包括氢泄漏扩散、氢燃烧爆炸、氢与金属相容性等。同时，对氢泄漏检测传感器技术的现状和发展进行了分析，指出了氢泄漏检测技术急需解决的问题和未来的发展方向。

针对目前高可靠性地区大量站房运维难题，他提出综合智能巡检管理解决方案，以智能机器人、自组网传感器和联合控制系统，满足高可靠性地区站房运维巡检难题，有效的提升配电运维管理和可靠供电能力。

报告中介绍道：以电网为核心的能源互联网和泛在电力物联网正在加速发展，因而研究了结合人工智能的抗电磁干扰微纳传感技术。

我国能源安全的新战略为我国能源转型发展、构建“清洁低碳、安全高效”的国家能源体系提出了新要求。以电网为核心的能源互联网和泛在电力物联网正在加速发展。但是，由于高电压等级电网中（尤其是特/超高压电力设备）通常伴随强电磁场，而强电磁场对传统无线传感器的可靠性造成了严重影响，导致高电压等级电网缺乏可靠的传感器。这一瓶颈制约了电力物联网的发展。针对以上问题，我们研究了抗电磁干扰微纳传感器及无线通信技术。基于新材料和器件的温湿度、电磁场、压力、声学等多参量微型传感芯片和封装技术，实现能够适应高电压等级电网复杂工况的微型传感器；研究了多层超表面微结构，实现抗电磁干扰的功能表面并与传感器集成；研究基于抗电磁干扰的功能表面的无线传感通信技术，解决微型传感器在强电磁干扰环境下的通信问题；研究了基于人工智能的故障诊断算法，解决了传感器的智能化问题。

MEMS经过三十多年的发展，正在利用集成手段向智能微系统发展。本报告，首先对MEMS技术重要的标志性成果和发展规律进行了总结，指出其绝大多数核心技术都是在需求驱动下提出并发展起来的。在此基础上，提出了MEMS技术的发展思路，指出加强共性技术开发，发挥本土优势，实现传感器的应用。最后报告对传感器的应用进行了介绍。

该成果彻底解决了输电线路长期无法全线路实时在线覆冰监测的问题，并实现了监测范围由点到面的突破。提出了基于光纤传感的分布式覆冰监测技术，利用电力通信光缆内部一芯冗余光纤做传感器，解析装置安装在变电站内，有效规避传统技术“电源、通信、环境”问题，实现了全线路覆冰监测，且装置安装无需登杆或停电。提出了多路复用技术，使用一台解析装置同时监测多条线路的覆冰状态，实现监测装置利用效率最大化。搭建了北京电网覆冰监测系统，实时获取电网覆冰监测数据，在北京电网尚属首次。该成果获得奖励情况该项目成果获得国网北京市电力公司2016年科技进步二等奖。