预警关键技术

受清明、春耕等生产生活用火习俗影响，电网山火灾害频发，对电网的安全稳定运行构成了严重威胁。2013年，1000kV特高压交流线路发生的三次跳闸均由山火引起，最长一次停运达3天之久;在清明、春节等山火高发期时，输电通道附近1天的火点数量多达上千个，南方某省主网曾在元宵节当天发生山火跳闸27次，极易引发大电网崩溃。山火已成为危害电网安全的主要灾害。在输电线路山火初发期进行监测，能有效降低线路山火跳闸事故，减少社会财产经济损失，具有重大意义。目前，国内外开展了多种方式的山火监测研究，包括图像视频监测、卫星遥感识别、固定地点安装烟火探测装置等。但是，输电线路多为小面积山火，且实时性要求高，电网急需在山火初发期进行准确识别，为现场预留扑救时机;在输电线路山火隐患点点多面广，山火发生的时空不确定性大，山火监测装置的安装缺乏理论指导;在山火蔓延期，传感器探测方法无法实时评估火行为，难以实时跟踪火情蔓延预警杆塔。因此，迫切需要在现有的电网山火监测的基础上，进一步完善和提升对电网山火初发期的监测预警技术，开展电网山火发生规律及分布式监测装置的优化选址研究，促进电网山火监测预警技术向精细化和智能化提升。

本项目属于电气工程学科领域。电力系统是国家关键基础设施，其安全稳定运行不仅影响国民经济，而且直接关系国家安全。近年来，国内外先后发生了伊朗核电站、乌克兰电网、委内瑞拉电网遭受网络攻击导致大停电等多起电网安全事件。但是电力系统的高实时、高可靠、高业务连续性要求，使得现有信息安全监测技术难以适应我国大型互联电网安全的防护要求。 本项目在国家电网公司项目支持下，历经多年“产学研”联合攻关，攻克了电力系统网络安全实时监测与智能预警技术，自主研制了大规模企业级电力网络安全监测预警系列化装备，将我国电网网络安全防护提升为实时监测-事前预警防御水平，对保障电力系统的安全运行以及国家安全起到了重大作用. 项目获发明专利授权16项、软件著作权12项，发表SCI/EI论文32篇，出版专著1部，制定国家、企业标准5项，项目整体技术被院士专家鉴定为国际领先水平。项目开发了一系列自主可控的具有行业特点的监测工具和防护产品，项目成果通过国家公安部、国家软件测评中心等国家权威机构检测认证，已在湖南、江苏、浙江、天津、福建等省级电网推广应用，部分成果推广应用至能源、金融、石化、交通等16个行业193家单位.

本项目成果依托输电运维管理实际，坚持理论研究、系统开发和工程应用相结合，完成了输电通道防灾预警的技术创新。本项目研究多灾种动态风险评估及防灾预警技术，研究多要素气象数据的设备运行状态评估及防灾预警技术，实现覆冰、雷电、舞动、暴雨洪涝等灾害风险动态评估及预警。研究电网山火风险动态评估及预警技术，基于卫星遥感数据的输电走廊地表特征白动提取技术研究，提出基于MODIS数据和气象数据的综合干早指数计算方法，建立山火风险等级评估模型并绘制分布图，实现电网山火风险动态评估及预警。研究区域电力污秒评估及趋势预测技术，研究电力污秒分析的卫星遥感融合算法，构建不同类型污秒产生因素与绝缘子污秒参数关联关系模型，实现区域电力污秒评估及趋势预测。研究多系统集成的输电通道灾害预警及评估技术，研究多维信息集成融合技术和跨专业风险评估与预警技术，开发电网输电设备及通道环境管控平台，实现多系统集成的输电通道灾害预警及评估。该技术的应用为我国输电通道安全运行做出了贡献。负责编制的4项技术标准，为全国同行开展输电通道防灾预警提供了借鉴与指导，推动了我国在该领域的技术发展和进步。

本项目建立了基于物探探测规律的滑坡体分类标准，提出了基于权重和可信度的物探组合探测技术及综合解释方法，建立了一套基于3S和综合物探技术的滑坡体三维建模系统，实现了对滑坡体无扰动、快速准确、高效低成本的性状识别。提出了基于INSAR.三维激光扫描、无人机倾斜摄影等的滑坡体移动式变形监测方法及实时在线变形监测技术，实现了满足精度要求的滑坡体非接触式变形监测。提出了不同类型滑坡体安全综合评判方法及判据，并对相关判据指标赋权，构建了从监测点、监测项目、基本部位到滑坡体的分层分级安全评价及预警体系。研发了基于地形地质、监测探测信息、安全综合评判技术的具有多源数据融合、数据分析与信息发布等功能的一体化、可视化综合管理和安全预警应用平台，实现快速准确的数据处理和信息发布。 本项目获得发明专利6项，实用新型专利10项，主编行业技术标准1部，软件著作权11项，发表论文11篇。成功应用于红石岩堰塞湖滑坡、苗尾水电站滑坡、大华桥沧江桥滑坡、小扎局滑坡、大华滑坡、拉古滑坡等工程，并已在瑞丽江一级水电站进水口边坡（提前一天成功预警）、乌弄龙拉金神古滑坡应急抢险与处置中应用、推广，通用性强，实现了通过事先识别、过程监控、预测预警等方式预防或减少滑坡体地质灾害带来的危害，可在地灾、工程边坡及滑坡、矿山、道路边坡等多领域为土木工程勘察、性态监测与安全评价提供解决方案，在边坡应急抢险，反馈设计、指导施工、专家决策、稳定治理、安全评价及保障电站发电及工程安全等方面意义重大，经济和社会效益明显。初步估算，采用该套技术后滑坡体综合费用降低40％左右、工期节省50％，直接及间接经济效益上亿元，推广应用前景广阔。

日前，南方电网云南电网公司（云南电力科学研究院）开展的《基于数字孪生技术的变压器运行典型问题安全预警关键技术及实时监测平台》成功地开发了“基于机器学习的电力设备物理场仿真计算平台”获得了第三届中国工业互联网大赛·工业互联网+数字仿真专业赛企业组一等奖，标志着南方电网云南电网公司在电力设备数字孪生的核心技术方面取得重大突破，对实现南方电网数字化转型，助力数字电网推动构建新型电力系统具有重大战略意义。

本项目属于电气工程输变电检测技术领域。 安全生产是企业的生命线，安全距离不足所导致的触电是电力作业人员面临的最大风险之一准确可靠的安全预警可以降低触电风险。长期以来，国内外多关注特定场景和电压等级的安全预警技术研究，而对于不同电压等级和场景的自适应预警技术研究相对较少，无法满足多电压等级复杂作业现场防触电安全预警的要求。项目团队历时五年，基于多电压等级复杂场景电场分布研究，建立了电压等级及作业安全裕度识别模型，发明了多参量协同检测识别方法，研制了安全预警系列化产品并实现产业化，解决了电力现场作业安全预警共性难题。

本项目成果依托输电运维管理实际，坚持理论研究、系统开发和工程应用相结合，完成了输电通道防灾预警的技术创新。本项目研究多灾种动态风险评估及防灾预警技术，研究多要素气象数据的设备运行状态评估及防灾预警技术，实现覆冰、雷电、舞动、暴雨洪涝等灾害风险动态评估及预警。研究电网山火风险动态评估及预警技术，基于卫星遥感数据的输电走廊地表特征白动提取技术研究，提出基于MODIS数据和气象数据的综合干早指数计算方法，建立山火风险等级评估模型并绘制分布图，实现电网山火风险动态评估及预警。研究区域电力污秒评估及趋势预测技术，研究电力污秒分析的卫星遥感融合算法，构建不同类型污秒产生因素与绝缘子污秒参数关联关系模型，实现区域电力污秒评估及趋势预测。研究多系统集成的输电通道灾害预警及评估技术，研究多维信息集成融合技术和跨专业风险评估与预警技术，开发电网输电设备及通道环境管控平台，实现多系统集成的输电通道灾害预警及评估。该技术的应用为我国输电通道安全运行做出了贡献。负责编制的4项技术标准，为全国同行开展输电通道防灾预警提供了借鉴与指导，推动了我国在该领域的技术发展和进步。

近日，由中国电力科学研究院牵头，上海交通大学、广西大学等高校及单位共同参与攻关的创新成果“大型油浸式变电设备故障监测与主动预警关键技术、装置研制及工程应用”通过中国电机工程学会组织的科学技术成果鉴定。鉴定专家一致认为，该项目成果在高稳定性和高精度气相色谱法油中溶解气体在线监测、多通道分布式局部放电监测的纳秒级同步及抗干扰技术、油浸式变电设备分级预警准则与判据等方面处于国际领先水平。

近日，由中国电力科学研究院牵头，上海交通大学、广西大学等高校及单位共同参与攻关的创新成果“大型油浸式变电设备故障监测与主动预警关键技术、装置研制及工程应用”通过中国电机工程学会组织的科学技术成果鉴定。鉴定专家一致认为，该项目成果在高稳定性和高精度气相色谱法油中溶解气体在线监测、多通道分布式局部放电监测的纳秒级同步及抗干扰技术、油浸式变电设备分级预警准则与判据等方面处于国际领先水平。

日前，南方电网云南电网公司（云南电力科学研究院）开展的《基于数字孪生技术的变压器运行典型问题安全预警关键技术及实时监测平台》成功地开发了“基于机器学习的电力设备物理场仿真计算平台”获得了第三届中国工业互联网大赛·工业互联网+数字仿真专业赛企业组一等奖，标志着南方电网云南电网公司在电力设备数字孪生的核心技术方面取得重大突破，对实现南方电网数字化转型，助力数字电网推动构建新型电力系统具有重大战略意义。