光纤传输

克尔效应和色散对相干光纤通信系统的传输距离和数据容量有极大限制。为了补偿光纤传输中的非线性损伤，结合卷积神经网络(convolutional neural network，CNN)、双向长短期记忆网络(bi-directional long short-term memory，BiLSTM)和注意力机制(attention)的特点，提出了一种基于CNN-BiLSTM-Attention模型的光纤非线性损伤补偿算法，并在DP-16QAM 30Gbaud的相干光通信系统中进行了仿真。仿真结果表明，与CNN-BiLSTM模型相比，在1200 km的传输距离下，该算法以降低0.03~0.23 dB的Q因子为代价，使复杂度降低了约31.6%；在相似复杂度下，该算法在最佳传输功率下的Q因子提高了0.43 dB。

针对传光式电流互感器高压侧现有的母线取能和激光供能方式存在供电死区、能量转换效率低、使用寿命不足等问题，提出一种基于四电平编码与弱光通信的极低功耗光电传输系统方案。首先，设计三态门电路将信号采集模块的采样时钟和数据信号叠加为一个四电平信号。然后，利用超高亮度且极低功耗的LED将四电平信号转换为光信号并通过光纤传输至低压侧。最后，在低压侧通过高灵敏度雪崩光电二极管探测器进行弱光检测后输入解码电路实现信号解码。将极低功耗光电传输系统应用于传光式电流互感器中进行实验验证，测量结果满足0.2级精度要求，系统高压侧的平均功耗可降低至3.91 mW，保证测量精度的同时大幅降低了功耗。由于高压侧的功耗极低，故可采用大容量电池或小功率光伏系统等可靠供能方案，从而解决了高压侧的供能问题，提高了系统的稳定性和可靠性。

随着继电保护技术的更新换代，智能变电站中变压器保护的组成、布置、传统变电站相比产生了较大的变化,对一.次设备(断路器、隔离开关等)进行控制的智能终端采用就地布置的方式，安装各个电压等级的设备区内，与主变保护装置本体则利用光纤进行数字化的信息交互,即主变三侧开关和母联开关的智能终端分别布置在三个电压等级的设备区内，而主变保护装置仍布置在保护室内(见图1)，这样的设计有利于提高信息处理的速度及可靠性，却给主表保护调试工作带来不小的麻烦。以往传统变电站中进行主变保护跳闸矩阵的试验工作时，只需在主变保护屏前即可完成加试验量-测量跳闸出口电位一记录试验结果的一- 系列工作，试验人员两人，试验时间较短。而智能站中，由于智能终端的就地布置方式，做跳闸矩阵试验时，只能1人在主变保护装置处加试验量，1 人在后台记录试验结果同时将每次跳开的开关重新合上，另3人分别在各电压等级设备区观察相应开关的动作情况，并且按复归按钮为下一次试验做准备，增加了人员配置，也增加了开关分合次数，同时大大降低了工作效率。因此智能变电站主变保护跳闸矩阵试验需要一种新的工具或试验方法能够避免开关实际动作，从而降低试验时间和减少试验人员数量。 该技术成果填补了智能变电站中分布式布置保护装置校验仪器的空白，已获得国家发明专利和国家实用新型专利授权证书，取得了巨大的经济效益和社会效益。基于光纤传输的分布式跳闸矩阵校验仪的成功研制，对智能变电站主变保护的稳定可靠运行起到了重要作用。缩短了保护校验时间，使主变保护能够更早地投运，从而缩短了停电时间，保障了社会用电需求。

电子式互感器以光纤传输数字信号，与断路器或全封闭组合电器集成，形成新一代智能化一次设备，为智能变电站设计方案实施提供技术保障。但由于现有国家标准不符合电子式互感器抗强电磁扰、振动、谐波和短路电流等性能检测的需求，前期我国电子式互感器产品在完成各项国标规定的型式试验且试验结果合格的情况下，在实际运行中仍大量出现故障，据统计国网公司电子式互感器故障率是传统互感器的百倍以上，严重制约了我国智能电网的快速发展。 项目授权专利23项，发表论文19篇，制定相关行业标准2项，形成了110kV、220kv和330kv电压等级集成式电子式互感器系列产品，研究成果已被国内电子式互感器检测机构和制造厂商广泛应用，并已成功应用于新一代智能变电站、交直流特高压和柔直工程等电力系统交直流输变电工程中。由王锡凡院士等业内专家鉴定，一致认为：“项目研究成果达到国际领先水平”。