诊断系统

辐射电场测量系统由电场传感器与光接收机组成。由棒状电小天线感应电场信号，利用宽带运放组成的调理电路来处理信号，并将该信号调制在激光器上输出到远端的光接收机，光接收机将光信号转换为电信号输出至示波器中。电场传感器采用金属外壳进行屏蔽，且测量系统间采用光纤连接，因而该系统不易受到电磁环境干扰。 提出了包含幅值、前沿、振荡主频及阻尼因子等在内的G引S开关暂态辐射场特征参量表征方法：提出了依据暂态辐射场电场脉冲裙的高频脉冲个数和电场脉冲特征频段的小波包分解能量来实现对开关早期绝缘缺陷故障诊断方法：研制出基于开关暂态辐射场测量的G1S绝缘故障诊断系统。

架空输电线路

直流电源系统

研究高压开关设备机械状态的识别和故障诊断技术，对提高高压断路器的可靠性，建设坚强的智能电网，保障电力系统的安全可靠运行具有重要的现实意义和工程应用价值。 项目采用真型实验的研究思路，在仿真分析断路器正常情况、单一典型故障以及多个典型故障同时作用情况下操动过程的机械特性以及GS母线三相共箱结构下受力情况的基础上，构建220kV高压断路器机械故障真型模拟实验平台以及550kV单相与126kV三相共体的G1S机械振动实验平台，研制了基于多传感器的高压断路器振动信号检测系统，基于加速度传感器和上位机的GS机械振动检测系统和基于拾音器阵列的G1S声学信号检测诊断系统。在实验平台上模拟出高压开关设备长期运行过程中出现的各类典型机械故障及缺陷，获得高压开关设备多种工况下的高压断路器多位置振动信号特征、GS外壳振动信号特征以及GS声学信号特征，研究各类典型机械缺陷对上述信号特征的影响和规律，开展智能故障诊断与辨识技术研究。

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。

《基于供电服务指挥平台的智能配网故障研判模块》经河北省科学技术情报研究院进行查新得出评价：国内已有配网故障诊断系统的文献报道，但是本课题开发的《基于供电服务指挥平台的智能配网故障研判模块》所引入的技术内容，在国内文献中未见相同报道，系自主知识产权。 本项目基于国网统推的供电服务指挥平台架构而实施，着重于系统内的算法开发，开发成本低，可操作性好，可复制性强。“主动研判”+“工单研判”+“弥补研判” 的综合故障研判方法、“可视化”+“网格化”的抢修指挥体系、“四类短信”+“客户可视化”的客户服务模式不仅实现了故障研判的全面智能化，并且进一步贴合了客户实际需求和切实感知，均处于全国领先水平。其中综合故障研判和将微信小程序作为客户服务+线上交互的渠道，在全国电网系统中尚属首例，填补了电力行业服务领域的空白，市场应用前景十分广阔。

智能变电站通信网络一旦发生故障，将大范围影响继电保护、监控系统的安全运行。例如，2018年西北某220kV变电站过程层通信故障导致母线保护退出运行；同年，河北牟庄220kV变电站站控层通信故障导致调度监控功能丧失。但现有技术无法有效监控网络故障，存在以下技术难点：①网络异常成环、多类型故障并发等现象可导致网络通信瘫痪，但信息表征错综复杂，存在偶发性，复杂故障实时侦测难度高。②网络风暴时链路流控易造成采样、跳闸等重要报文丢失，系统功能严重受损，异常报文精准隔离困难。③网络链路时延及抖动异常直接影响跨间隔保护速动性，但网络链路结点多、业务时间敏感度高、软件时戳精度低，导致无法实时精确监测网络链路质量。④变电站内网络级联关系复杂，现有交换机设备网络拓扑感知深度低，存在探测盲区，导致故障定位困难，影响运维检修效率。因此，亟需突破智能变电站通信网络实时管控关键技术。 在国网科技项目支持下，产学研团队攻克了复杂网络下故障实时侦测、异常流精准隔离、拓扑盲区动态探测等难题，研制出智能变电站通信网络监测与诊断系统。主要创新：①通信网络多级推演故障诊断技术。创建了覆盖多维信息的故障诊断专家库，提出了分层推演策略，实现了链路时延异常、拓扑连接异常等现有变电站网络故障100%实时监测。②网络精准靶向流控技术。构建了链路流量预测模型，提出了实时逐流分离监视控制策略，实现了网络风暴等异常流控时正常业务报文零丢失。③网络链路全路径质量监控技术。提出了变电站业务报文染色技术，创立了物理与逻辑路径合一的通信链路质量监测机制，链路时延、抖动等监测精度达到微秒级。④网络信息层级主动嗅探技术。提出了IED设备报文特征自主学习算法，创建了IED设备特征信息编码库，实现了全站网络拓扑实时动态感知。 该项目授权专利5项，发表论文7篇，获软件著作权2项，编写6项标准（国际标准1项、行标2项、企标3项）。中国电机工程学会组织的鉴定委员会认为项目成果整体达到国际领先水平。该项目实现了智能变电站通信网络全面监测零的突破，研发的智能变电站通信网络监测与诊断系统已成功应用于四川、浙江、江苏等27个省市自治区。根据应用反馈，项目成果可减少智能变电站网络调试、故障排查工作量50%以上，显著提升了通信网络运维管理效率，实现通信网络异常状态及时预警，提升电力系统运行可靠性。依托项目成果牵头编制了国际标准IEC61850-90-22，大幅提升了我国在电力系统通信网络技术领域的国际话语权和影响力。

项目的实施可为电网电缆输电线跆故障智能诊断系统的工程化应用草定基础，也为进一步研究和全面实现电力电缆线路的故厚预警预报提供重要技术支荐，主要应用优势体现在以下几个方面： (1)构建电力电缆多源测试数据、运行状况、电缆基础参数与电力电缆运行状态的关联体系，以单条电力电缆为最小单元的电力电缆风险评估软件的应用可获得相关电缆运行状态的科学评估结果，为电缆线路运维部门主动规避故障风险提供辅助决策信息。同时，以电力电缆有限元分析软件为辅助，提出了有选择、有差别、有针对、有偏重的电力电缆运维检修工作策略，以达到电力电缆运维检修工作的经济最优。 (2)提出了基于有限元法的电缆三维立体电场分析方法，揭示了电缆本体及附件从缺陷产生到故障的电场分布演化机理，发现了其故障下的电势梯度和电场强度变化特征，实现了从电缆故障表象到原因的逆推。在实用性、先进性等各方面部达到了新的技术高度。 (3)提出丁工频、振荡波、超低频不同激励源下局部放电的等效评估方法，揭示丁三种不同激励源输入参数与电缆局部放电响应特性的关联关系，确定丁振荡波、超低频电压试验在电缆绝缘缺陷诊断中的最优应用场景。提出丁基于改进BP神经网络算法的电缆放电模式识别方法，从三维放电谱图中提取了正负半波的偏斜度、峰值个数等七个权值最优的特征量，准确辨识电缆产品质量不良、施工工艺不当的典型缺陷，解决了电缆局部放电类型识别率低的难题。本项目具备非常广阔的推广应用前景。

上世纪末至本世纪初我国开始配电自动化建设，由于技术不成熟、缺乏有效的检测手段和工具，其实用化水平较低，在故障处理等核心功能上未能取得应有成效，制约配电自动化的推广应用及供电可靠性的提升。“十三五”期间配电自动化迎来更大规模建设浪潮，伴随大规模分布式新能源的接入和主动控制需求的增长，如何对大规模配电终端、馈线故障处理及主动配电网运行控制逻辑进行全方位、系统级的测试与评估成为影响配电自动化实用化水平提升的难点和关键。 项目团队针对上述难点开展攻关，历时 7 年发明可扩展闭环同步的多类型配电终端检测技术，研制了多间隔同步输出的配电终端检测平台；提出无静差反馈控制与分段插值校正方法，研制了 1kA 大电流动态相位偏移不大于 0.05度的故障指示器检测平台，解决了配电终端与故障指示器的全自动闭环规模化检测难题。发明了配电终端现场一体化自动闭环故障诊断方法，研制了诊断系统和装置，实现了配电自动化现场测量准确性校验与故障诊断一体化，自动进行配电终端各模块的故障诊断，单个终端的故障诊断时间不超过半小时，解决了配电自动化终端设备现场运维的难题；首创配电网馈线自动化形式化描述和验证方法，研制了主站与二次协同注入馈线自动化测试系统，验证场景覆盖率从不足 50%提高到 100%，解决了馈线自动化控制算法逻辑正确性验证以及系统性现场测试的难题，实现全部接线方式与运行方式下馈线自动化的测试验证和性能评价；发明并研制了基于信息物理融合的主动配电网实际场景硬件在环仿真控制测试平台，打通数字仿真模型与实际测控终端高速通道，仿真规模从常规 50 条馈线提高到 1000 条馈线，解决了多类型新能源接入规模化配电网协同交互控制策略的测试与验证难题。 项目授权发明专利 28 项、实用新型专利 15 项、软著 12 项；发布国标 1 项、行标 4 项；发表论文 65 篇；出版专著 5 部。中国电机工程学会组织的鉴定认为：项目成功解决了配电自动化系统与设备的检测试验及主动配电网运行可靠性提升等技术难题，研究成果整体达到国际领先水平。应用项目成果完成数十万台配电终端的性能检测和万余条馈线自动化测试，馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升 0.08%。项目成果获得国网公司设备管理部、中国电科院的高度认可，在北京等 100 余市获得推广应用，有力支撑我国配电自动化及主动配电网检测试验与验收工作，极大提升了我国配电自动化实用化水平、应用地区配网供电可靠性和分布式能源消纳能力。

锥度配合六通切换阀的压损、切换时压力波动完全满足油系统运行要求，而且结构简单，阀座一体、阀芯一体，杜绝了旧六通阀阀芯脱落导致油系统断油风险，采用一体锥度配合，密封面配合严密，杜绝了旧六通阀的软密封圈易脱落风险，一旦冷油器出现问题，可实现单侧隔离，可避免因六通阀故障导致的非停事故。锥度切换六通阀与国内外其他六通阀相比较：结构简单、易用，极大提高了设备运行的可靠性。该成果经过与国内外同类型六通阀比较和实践验证，锥度配合六通切换阀的压损、切换时压力波动完全满足油系统运行要求，而且结构简单，阀座一体、阀芯一体，杜绝了旧六通阀阀芯脱落导致油系统断油风险，采用一体锥度配合，密封面配合严密，杜绝了旧六通阀的软密封圈易脱落风险，一旦冷油器出现问题，可实现单侧隔离，可避免因六通阀故障导致的非停事故。锥度配合六通切换阀结构简单、易用，极大提高了设备可靠性。投资少，效果佳，产生的经济效益与社会效益十分非常明显，值得大力推广运用。