【摘要】 電視、電燈、電話、電腦、電飯鍋、電動車……如今,“電”已經成為人們衣、食、住、行高度依賴和經濟社會發展必不可少的重要能源。目前,設備狀態評估大數據挖掘分析算法已在國家電網公司330kV以上重要輸變電設備風險管控平臺上逐步應用實施。
電視、電燈、電話、電腦、電飯鍋、電動車……如今,“電”已經成為人們衣、食、住、行高度依賴和經濟社會發展必不可少的重要能源。電能的穩定供給取決于電力設備的安全穩定運行,而電力設備的狀態監測與評估則是電力供應的“安全衛士”。
上海交通大學智能輸配電研究所副所長盛戈皞致力于高壓電力設備狀態評估與智能化研究,先后主持國家自然科學基金、國家重點研發計劃子課題、973、863計劃子課題、上海市科技攻關項目等重要科研項目,與國家電網、南方電網等企業開展深入合作,授權發明二十余項專利,攻克了多個關鍵技術難題,為電力產業發展提供了安全穩定的設備保障。
讓檢測更可靠,讓定位更精確——探索跨學科技術創新
局部放電信號檢測和準確定位是電力設備檢修和維護的主要手段,對提高電力設備的可靠性具有重要意義。傳統的局部放電信號檢測和定位主要采用分散配置的特高頻傳感器或超聲傳感器檢測放電信號的統計圖譜和大小實現,檢測結果容易受到變電站現場強電磁信號或設備振動的干擾,檢測可靠性和定位準確性較差,這成為制約局部放電檢測技術發展,困擾電力公司多年的世界級難題。
“解決難題的方法不應僅僅局限于一個學科,從跨學科的角度去思考、去創新,一定會有新收獲。”針對局部放電信號檢測和定位的難題,盛戈皞與電子專業專家進行了深入探討,利用在雷達領域常用的陣列信號處理技術和多頻帶特高頻信號傳感技術,提出了利用多個特高頻和超聲傳感陣列聯合檢測和定位的方法,通過聲電信號聯合分析和高階累積量等信號處理方法,解決了強干擾環境下弱信號可靠檢測這一關鍵問題,大大提高了在變電站強電磁干擾環境下設備絕緣缺陷定位的準確性,實現了多源局部放電的準確辨識,定位準確度達到厘米級,為及時有效地完成電力設備檢修和維護提供了可靠的依據,研制開發的電力設備聲電聯合局部放電綜合檢測裝置關鍵技術指標達到了國際領先水平。
盛戈皞至今仍然對電力設備局部放電指紋庫的建立記憶猶新:為得到不同局部放電模型的試驗結果,他帶領團隊在近一年時間內,完成了近百次重復試驗,最終獲得了最為完整的電力設備局部放電指紋庫,成為最有特色的成果之一。
搭載“大數據”快車——引領電力設備狀態評估新方向
“科研工作應當關注新的方法和技術,科研不僅要服務于應用需求,更應當引領應用的發展方向。”盛戈皞對科研和應用的關系有著獨到的見解。
電力設備評估診斷是提高電力設備穩定性的關鍵技術。傳統的電力設備狀態評估缺乏多時空尺度、多維參數綜合分析方法。針對這一問題,盛戈皞以全新的思路和技術手段,在國際上首次將“大數據”分析引入輸變電設備狀態評估、診斷和預測,開發了基于海量信息融合分析的高壓電力設備狀態評估和故障診斷軟件,實現了設備狀態異常的快速檢測、設備健康狀態綜合評估和基于深度學習的故障診斷,實現了設備狀態、電網運行和環境氣象等多源信息的融合分析,有效提高了輸變電設備狀態評估診斷和預測的準確性,為設備智能運維和電網優化調度提供了強大的決策支撐,顯著提高電力設備運行的可靠性和設備的利用效率,提升了電網故障防御能力。目前,設備狀態評估大數據挖掘分析算法已在國家電網公司330kV以上重要輸變電設備風險管控平臺上逐步應用實施。
科研的生命力在于應用。盛戈皞團隊開發的關鍵技術的研究成果與思源電氣等企業進行產學研合作,研制了變壓器和GIS多參量狀態監測智能組件、設備帶電檢測裝置以及傳統組合開關設備升級改造的智能化GIS等一系列產品,已在包括6座1000kV特高壓變電站在內的全國1000多個變電站應用,在上海、山東等電網成功判別及定位了40余個絕緣缺陷和故障設備,避免了多起停電事故和設備損壞引起的重大經濟損失,提高了電網供電可靠性和設備利用效率,有力地推動了我國智能電網、能源互聯網的建設和相關產業的發展。
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