钟成—基于电力光纤多参量感知的输电线路安全防护技术研究及应用.pdf

1、基于电力光纤多参量感知的输电线路安全防护技术研究与思考国网雄安新区供电公司钟 成E P T C 电力技术协作平台2外 破雷 击覆 冰鸟害大 风部件故障据统计，电网大多数停电事故是由输电线路故障引起，因此对输电线路状态进行及时准确感知和风险防控，是保障电网安全运行的先决条件，也是迫切需要解决的行业重大难题。电力是国民经济和国家安全的保障，输电线路安全运行是保障电能可靠输送的基础。E P T C 电力技术协作平台OPGW技术的发展为基于多模物联的输电线路检测和风险管控提供了良好的物理条件和技术基础基于OPGW光纤的监测网监测全面覆盖风险有效防控电力行业2003年起研究输电线路监测技术单点、无线测量

2、方式线路亘长环境恶劣通信和电源问题大量无人区存在我国电力光纤总长500KV以上220KV以上95%+覆盖35KV以上150万公里100%覆盖100%覆盖E P T C 电力技术协作平台4应用问题挑战输电线路防控体系需要完善监测的物理量单一缺乏多模数据融合分析线路风险隐患定位不准打 造 了 国 产化的低成本、高精度、行之有效的实时监测及风险防控体系，保障了电网的安全可靠运行，并促进新一代电力系统的建设和发展。关键技术及创新“多模感知-联合分析-精准预判”的输电线路风险管控技术架构基于光纤复合架空地线的多参量感知技术与装置基于多模物联感知的输电线路数据融合模型多模数据的输电线路事件定位方法成果输电

3、线路风险防控体系系列多参量光纤传感装置多模物联感知数据治理系统多模物联数据融合服务组件国网河北公司组织产、学、研联合攻关团队，利用电力光纤资源，以低成本方式实现输电线路状态的多模物联感知，突破多模数据融合、事件定位、风险防控等核心关键技术，形成“多模感知-联合分析-精准预判技术体系，并实现工程化推广应用。E P T C 电力技术协作平台首创了基于电力OPGW的多参量感知技术，攻克了广域监测与高灵敏度相互制约的难题。提出布里渊、瑞利、拉曼三种散射信号的融合处理方法，建立了多传感信号交叉敏感模型；基于可调谐激光器在单根光纤实现了输电线路温度、应力、振动等的多参量感知。基于电力基于电力OPGW的多参

4、量感知技术的多参量感知技术为输电线路高性能监测提供了“感知神经”变电站杆塔OPGW输电线路约5km有接头盒的杆塔OPGWOPGW探测光光信号光信号电力光纤多参量分布式光纤传感装置光纤光栅分立式传感装置1.081.0851.091.0951.11.1051.111.1151.12x 101000.10.20.30.40.50.60.70.80.91散射/反射谱布里渊电频谱温度或应力布里渊频移相干瑞利散射谱温度或应力温度拉曼散射谱COTDR/FBGBOTDR/BOTDAROTDR1.081.0851.091.0951.11.1051.111.1151.12x 101000.10.20.30.40.

5、50.60.70.80.911.081.0851.091.0951.11.1051.111.1151.12x 101000.10.20.30.40.50.60.70.80.911.081.0851.091.0951.11.1051.111.1151.12x 101000.10.20.30.40.50.60.70.80.911.081.0851.091.0951.11.1051.111.1151.12x 101000.10.20.30.40.50.60.70.80.91/光谱滤波频率/波长变化反斯托克斯比拉曼斯托克斯建立了多传感信号交叉敏感模型基于单根光纤实现了输电线路的温度、应力、振动感知E

6、P T C 电力技术协作平台6输电线路监测产品自主创新和国产化输电线路监测产品自主创新和国产化 低成本的传感装置现场部署和应用多参量电力光纤传感装置时频特征分析模块数据采样与边缘计算激光器集成光学模块 研制了多参量相干光分布式传感装置及光纤光栅分立式传感装置 监测距离从传统的80km提升至105km，装置成本降低60%技术成果指标项目产品进口产品国产产品分布多参量光纤传感装置测量距离105km 80km80kmE P T C 电力技术协作平台多模物联感知的输电线路数据融合方法多模物联感知的输电线路数据融合方法构建了感知的”神经中枢“提出了基于多模物联感知的输电线路数据融合方法，攻克了多模态融合