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清华大学联合研制的国际首套输电线路全景智能监测系统成功投运

6月10日,在云南香格里拉的500千伏建太甲线输电网上,技术人员完成了集成传感系统带电安装,并在云端平台上成功收集到导线电流、温度等监测数据。这标志着由清华大学电机系及清华四川能源互联网研究院与南方电网数字电网研究院联合研发国际首套输电线路全景智能监测系统成功投运。中央电视台新闻频道对整个安装过程进行了全程直播。





国际首套输电线路全景智能监测系统在香格里拉成功投运(来源:央视新闻)


随着智能电网建设推进和人工智能技术的发展,输电线路巡检已经由传统的“人巡”过渡到“人巡+机巡”主导的阶段。但运维活动仍然易受天气等因素限制,并且工作强度和技术难度都很大;局部线路配置的在线监测装置大多功能单一、信息孤立。以香格里拉为例,平均海拔超过3000米,气象复杂多变,地势崎岖起伏,人工和无人机的输电线路检修维护方式,都受制于客观条件,运维难度大,使输电线路安全运行存在隐患。

如何全方位、实时性地满足输电线路的在线监测需求,通过多集成传感器智能感知、远距离将线路全景信息数据回传至云端平台进行线路状态全面分析判断,成为科研人员亟待解决的重大课题。以清华大学电机系何金良教授、胡军副教授及清华四川能源互联网研究院科研人员组成的能源传感团队(以下简称能源传感团队),以先进的微传感器为基础,采用集成化、智能化、自供电的技术方案,构建输电线路全景智能监测系统,成功实现了输电线路运行状态、绝缘特性以及外部灾害气候的实时评估,以及缺陷与故障风险的及时预警及精确定位。

相比于目前的众多分立式、单一传感器的在线监测系统,输电线路全景智能监测系统能够在传感级别上实现有效集成和信息融合,实现输电线路状态的实时数字全景监测,充分满足了数字化智能电网的发展要求。

输电线路全景智能监测系统成功应用了清华大学电机系自主研制的微型宽频大量程电参量传感芯片,同时集成了微型化的力学、位移、振动、舞动、温度等多参数传感器,是集线路运行状态及周边环境监测、预警等多功能于一体的“全能管家”。该系统可以实时监测输电线路的运行温度、稳态及瞬态电流等数据,对各种线路故障等异常情况快速做出判断;记录线路振动频率、幅度、轨迹等数据,实时监测线路舞动及覆冰状态,判断强风、冰灾对输电线路的影响;实时感知周围环境的温度、湿度、气压等变化,动态掌握输电线路当前运行气象条件,并监视输电线路周边环境图像,第一时间对山火、滑坡等灾害发出预警。该系统将传感装置采集的数据信息实时无线传输到监控中心,替代传统人工巡线,可使输电线路运维频率从过去的每月一次人工巡线转变为24小时实时监测,显著降低线路运维成本、提高运行可靠性。

能源传感团队依托清华大学电机系10余年的技术积累,专注于研发微型传感芯片、智能传感器件及能源数字化等技术,先后攻克了环境微能量持续收集、非接触感知、边缘智能识别和装备共形共融等关键技术难题,并将相关成果成功应用于电网监测和智能电力装备。此次输电线路全景智能监测系统的成功投运将为输电线路的智能运维和安全运行提供可靠保障。未来,团队将面向数字化智慧电网建设需求,研发更为先进的电网及设备智能传感和感知技术,全面助力构建以新能源为主体的新型电力系统。