智能感知系统

文章针对监测装置现场取电难的问题,为智能电网盲区和多事态区监测提供解决方案。本研究设计并实现了一种可用于电网智能感知的光纤光栅传感系统,由多参量的光纤光栅传感器和解调仪组成,该解调仪采用可调谐激光器作激发光源,以20×70×90mm的微型体积,实现2W的低功耗。系统解调仪最多可容纳4通道光纤光栅传感器,重量小于500g,分辨率为0.5pm,精度±2pm,测量频率可达100Hz,光信息可通过电力通讯光缆传输,满足多数电网设备监测需求。该传感系统功耗低、体积小,可实现多参量监测,完全满足智能电网现场供电和通讯难、事态多发的监测需求。

传感器被誉为“万物互联之眼”，可以精确地测量出压力、温度、浓度，是数据采集的源头。传感器自诞生以来，大致经历了结构型、物性型和智能型三个发展阶段。结构型传感器利用结构参量变化或由它们引起某种场的变化来反应被测量的大小和变化。固体传感器利用某些材料自身的物理特性在被测量的作用下发生变化，从而将被测量转化为电信号或其他信号输出。智能传感器朝着具有感、知、联一体化功能的智能感知系统方向发展，有机结合了传感器、通信芯片、微处理器、驱动程序及软件算法等。

采用人工智能预测控制创建了电站煤粉的动态识别方法、实现了分级燃烧精细配风，研发了炉膛三维温度场在内的锅炉燃烧状态智能感知系统，开发了可实现智能运算闭环控制的模块化扩展控制平台，首次实现了锅炉燃烧状态感知、智能实时闭环控制、智能控制平台扩展的集成应用。该技术解决了传统控制无法对多变量、多目标、强耦合、大迟延系统进行有效控制的问题，实现了提高锅炉效率和降低氮氧化物生成量的多目标协同优化。能适用于不同炉型，在不进行大规模锅炉设备和DCS软硬件改造的前提下单纯采用此技术可提升锅炉效率0.3%-1%、降低供电煤耗约1g/kWh-3g/kWh，同时NOx生成量降低10%。

本项目通过光纤感知管道内部和周围出现的机械施工、人工动作、管道温度、地质变化等事件引起的扰动波形，从振动谱、音频谱、温度变化三个维度分析还原现场事件过程。抽取扰动波形特征值，匹配声音、事件特征库，通过大数据分析和神经网络算法，研判事件类型，划分事件等级，自动将隐患位置、事件信息、级别精准推送至相关人员，实现风险主动预警。对事件危险等级、隐患点位置、巡视人员位置、常规巡视计划进行综合分析，自动进行智能派单并实现最优路径规划。施工单位利用系统发布施工作业计划，标注施工地点，系统自动推送至相关运维单位。运维巡视人员可实时上传施工隐患信息，实现巡视结果多单位共享。

现在面向行业征集中关村智能电力产业技术联盟智能感知技术专业委员会委员，欢迎申报！