1.创新基金(技术开发类)-面向输变电设施状态监测的新型光纤传感及中短距无线通信技术研究解读.docVIP

中国电力科学研究院科技创新 基金项目 可行性研究报告 （技术开发类） 项目名称： 面向输变电设施状态监测的新型光纤传感及中短距无线通信技术研究 申请单位： 信息通信研究所 起止时间： 2013 年 01 月 至 2013 年 12月 项 目 负 责 人 ： 仝杰 联系电话： 010 电子邮箱： tongjie1@ 申请日期： 2012年 07月 需求分析 目标市场和潜在客户分析 输变电设施状态监测是对狭义的输变电设备状态监测概念的进一步扩展，主要包括输电线路及杆塔在线监测、环境信息综合监测、变电站一二次设备监测、站域智能化辅助监控、电力现场巡检管理等细分领域，主要实现重要输变电设施状态和关键运行环境的实时监测、预警、分析、诊断、评估、预测等，并向其它相关系统提供标准化状态监测数据，为实现输变电状态运行管理、提高生产管理精益化水平提供支撑。 作为国家电网公司生产运行状态检修的重要信息采集和监测手段，输变电设施状态监测具有如下技术特点与挑战：(1) 性能要求苛刻。输变电监测经常运行在高寒冷、高海拔、强电磁等恶劣环境下，对传感设备和网络传输设备在实时性、安全性、可靠性、精确度等方面要求极为严格，且不同监测业务对性能的要求差异较大。(2) 涉及业务重要。监测数据将用于线路状态预警与诊断、导线动态增容、变压器状态估计、站域网络备灾、无人值守防入侵检测等，各类业务影响电网安全稳定生产和企业正常运转。(3) 组网要求特殊：网络接入设备和传感网须沿输电线路铺设，需要对功率控制、路由冗余等协议针对链状拓扑进行改进和优化；无线网关需具备安全必威体育官网网址功能并与电力光纤无缝衔接；站内通信网络需支持移动设备灵活接入等。(4) 标准规范严格：设备选型、技术指标，接口方式等必须符合已有的输电线路状态监测系列标准规范和变电设备状态监测系列标准规范，涵盖传感装置和通信系统的多个方面。 输变电设施监测各个应用场景下具有相同的技术架构：即感知层的信息获取，网络层的信息传输和应用层的信息处理。在应用层，目前公司已形成较为完善的体系架构和覆盖全国的主站系统（总部和省两级部署），但在感知层和网络层多采用现有技术，以及对通用技术的迁移应用，对行业差异性考虑不够深入，无法满足如上描述的需求与挑战。本项目即研究感知层的光纤传感技术和网络层的中短距无线通信技术，促进已有技术的改进与创新，解决行业适用性和工程实用性问题。相较于普通传感器，光纤传感在技术上具有先进性，多应用于对性能要求较高的场合，其本质安全，抗电磁干扰，可做到微型化、低功耗甚至无源，耐恶劣环境，同时，在与电力通信网特种光缆的无缝衔接与集成方面具有天然优势。中短距无线网主要包括无线传感网和无线接入网等光纤接续落地前的现场网络段，其网络结构与输电线路网架高度相关，需解决通用组网协议效率不高及轻量级设计问题；传感器一侧的无线通信数据格式较为混乱，厂家各自为政，需建立统一的数据传输模型标准，同时，与传感器一侧的通信尚无一致的安全协议和标准接口，信息必威体育官网网址存在隐患。 随着智能电网建设的推进和电力物联网理念的深入，输变电状态监测将发挥愈加重要的作用，对传感和网络传输技术也有了更高层次的要求，因而，面向输变电设施状态监测，研究具有电力行业特点的新型光纤传感和中短距无线通信技术，将满足工程实际应用需求，具有潜在的市场价值和重要的战略意义。 任务来源 项目来源于由国家电网公司科技部（智能电网部）组织申报的国家发展改革委员会2012年物联网技术研发及产业化专项——《面向智能电网的物联网光纤传感及中短距无线通信技术研发及产业化》项目，项目依托“国家智能电网物联网应用示范工程”开展研究和开发，相关研究成果将在示范工程中得到应用（具备相关证明）。同时，本项目涵盖了院“十二五”科技规划中的多个重点研究课题，或是某些课题的组成部分，构成了对院“十二五”科技规划的衔接与响应。 目的和意义 输电线路是电网的大动脉，变电站是电网的关节点，输变电设施是电网运行的重要载体和安全保障，是电网资产的核心组成部分，同时，输变电设施一般处于复杂天气地理环境，如高温、高辐射、高湿、高寒、高海拔、强风、强电磁、山区、近水（海、河）等。一方面，特殊的物理条件对设备、设施性能的可靠性、容错性、安全性提出了特殊的高要求，掌握其状态信息至关重要；而另一方面，物理条件又限制了人工巡检的可达性和可操作性，因而，利用先进传感、通信、计算技术对输变电设施状态进行实时、在线、远程、全景全息的监测具有重要的实际意义，更是目前电网智能化升级的主要内容之一，是智能电网建设的重要组成部分。进一步的，随着我国特高压工程的全面开展，对核心设备设施的监测需求将更加广泛和迫切，对监测技术的要求也提升到前所未有的高度。 我院在