电力光纤

本项目的总体思路是：依托电力光纤网、物联网技术，提出基于电力光纤网的光纤式架空线路微气象监测架构，推动电力光纤传感与电力光纤通信深度融合，在架空线路微气象光感知技术及监测模型算法、无源免维护型装置等方面取得了突破。本成果创新点：1、提出了基于光纤光栅传感技术的架空线路微气象监测方案；2、提出了覆冰、风速、风向、光照、雨量、湿度、气压等微气象参量转化成光纤光栅波长参量的测量技术及监测模型算法；3、研发了8类微气象参量的光纤传感监测装置。本成果实现了线路微气象的高可靠、免维护的集成监测，解决了架空线路微气象传统监测的四大技术难题。累计获得国内授权发明专利9项，实用新型专利12项，软件著作权1项，发表SCI、EI论文8篇。本成果具有：①无源监测长期可靠易维护；②测量与通信融合抗干扰；③光复用技术便于监测集成。装置及系统可用时间从1年左右提升为4年，提高了电网防灾减灾能力和运行维护水平，推动了电网监测和通信技术的进步。

输电线路雷击、大风、覆冰可能造成线路闪络、断股和金具疲劳损坏等故障，严重影响电力系统的安全稳定运行，准确和实时地监测线路的运行情况对灾害预警、故障排除和状态评估意义重大。为了解决传统监测手段维护困难、可靠性低、成本高等缺点，提出了一种基于多参量分布式光纤传感的输电线路安全风险监测装置。

本项目构建了电力设备“天空地”自然灾害感知和评价体系，攻克了电力设备状态监测设备低功耗状态下边缘计算、无信号区信号稳定传输、野外输电线路状态监测在线取能、地表滑移卫星SAR监测、地震纵横波分离监测等关键技术，研制了带边缘计算功能覆冰拉力监测装置、无人机高清视频远程传输装置、电容式互感器内部绝缘缺陷在线监测系统、山火“卫星-无人机-视频”联合监测系统，建立了自组网、卫星通信、电力光纤网等多网络融通组网的电力物联感知网络，实现了输电线路覆冰、山火、地质滑移和地震状态监测。攻克了山火路径动态推演、雷电风险杆塔级评估、线路通道树障自动预警、导线覆冰杆塔级增长预报、杆塔地质滑移厘米级风险评估、电网地震快速评估以及输电线路故障自动诊断等技术，并自主研发了电力设备智能运检管控系统，实现对电力设备运行阶段全景高精度状态监测、全过程动态预警、全方位故障和缺陷精确识别。本项目通过构建能源网络的自主智能健康诊断系统和架空输电线路通道状态智能分析和动态预测系统，输电线路状态实时监测、精确预警、风险智能预警，将有效保障我省能源输送通道安全稳定运行，提升供电可靠性。项目成果的应用，使全川输电线路安全运行水平大幅提升，保障了可靠供电，从而最终实现“坚强智能电网”的建设，不仅为水电、光能、风能等清洁能源可靠送出提供了保障，也为东部发达省份安全、可靠供电和提供了支撑，具有深远的社会效益。

目前，电力系统中光缆故障定位定位主要采用的是OTDR（Optical Time Domain Reflectometer,光时域反射仪）技术。但当光缆发生故障时，该技术只能检测出OTDR测量点与故障点的光纤距离。同时，OTDR器件本身就存在测量误差，更加加大了故障点精确定位的准确度。本文针对OTDR测量缺陷问题，提出一种基于SVM多分类的OTDR曲线数据分析方法，实现对OTDR曲线特征的分类。实验分析表明，该分类方法能准确地分析出OTDR曲线中的各个故障点，分类速度相比于BP神经网络方法提高了139.23%，分类精度高达98.56%。有效地解决了分类精度低，分类速度慢的问题。

电力光纤通信网络脆弱节点受到外界影响或系统干扰时,会导致线路元件的相继故障,缩减网络的使用寿命,为此提出基于数据驱动的电力光纤通信网络脆弱节点动态挖掘方法。首先在大数据环境下剔除网络中的冗余节点,并根据剔除结果交换节点信息,确定通信网络脆弱节点位置连接后,获取通信网络的异常范围;再依据划分出的通信异常范围提取该区域中的节点脆弱性能特征,建立脆弱节点挖掘模型;最后依据该模型挖掘出通信网络中的脆弱节点,实现电力光纤通信网络脆弱节点动态挖掘。实验结果表明,利用该方法开展通信网络脆弱节点挖掘时,节点挖掘精度平均值为98%,网络传输时延最小值为19 ms,节点挖掘消耗时间为0.42 s,节点覆盖程度为96.88%,通信网络脆弱节点挖掘性能较好。