GMM-FBG电流传感器应变传递模型与胶结层优化研究

为了提升GMM-FBG电流传感器的应变传感耦合特性,通过优化GMM和FBG的胶结层几何参数,有效提升传感器输出幅值。首先建立GMM-FBG电流传感器光纤层-涂覆层-胶结层-基体四层结构的应变传递模型,得到了光纤层与基体层之间平均应变传递率与胶结层基本参数之间的关系。并且通过有限元仿真验证了应变传递模型的准确性。以优化提升传感器的平均应变传递率为目的,对胶结层的长度、宽度、上下半部厚度、弹性模量和泊松比等参数进行了优化。结果显示优化后传感器的应变传递率得到有效提高,可使电流传感器的输出幅值增大。

面向智能电网的配用电通信网络研究

结合国内外最新的智能电力通信网建设理论,研究了配用电通信网建设的具体规划和设计实现。首先分析了智能配用电网的相关业务、业务之间的关系、业务通信需求等,构建出对应各类业务的基础业务网络模型。然后从多业务融合网络发展角度,分析了构建4种业务融合通信网络涉及的关键技术要素(如可用的通信技术、通信协议结构、综合网管技术、网络安全技术等)。最后结合实际建设经验,提出一个支撑高级配电自动化、用电信息采集、视频监视及环境监测、用能服务、临时应急通信等业务的多技术组网的典型基础结构,并给了建设这种通信网的典型技术实现方案。

一种全光纤输电线覆冰及融冰监测方法

提出一种全光纤实现的输电线覆冰监测技术和分布式融冰温度监测技术,深入分析通过两种传感技术结合实现的覆冰状态评估和模拟导线连续覆冰监测技术。结合湖南220k V地线改造工程,研制了基于该传感技术的监测装置并投入应用。

电力架空光缆量子密钥分配同步技术研究

在深入分析量子密钥分配(QKD)系统的同步需求和电力架空光缆中信号延时变化因素之后,对电力架空光缆中同缆不同芯同步技术和同缆同芯同步两种同步技术展开研究。最后结合实际要求提出了具体设计方法,以满足电力环境下的QKD系统实际运行需求。

面向智能电网的传感器技术应用浅谈

传感器在电力系统的状态监测、电气量测量、安全防护及绿色环保等方面有着重要的作用。根据智能电网愿景中涉及的应用环节和信息监测需求,对智能电网可能应用的传感器技术进行了梳理,阐述这些传感器技术特点以及技术基本原理。然后从电力系统发电、输电、变电、配电和用电等应用场景出发,具体分析了智能电网的信息感知需求,各类传感器主要应用现状,以及智能电网下的各个环节传感器典型应用模式。根据电网中传感器技术应用现状,认为目前传感器技术应用中主要存在的问题是缺乏体系化、网络化、集成化、融合化、智能化等设计。最后对一些新型传感器技术在电力领域的应用前景进行了展望。

智能配用电通信网网架结构

从智能配用电一次网架结构和通信网需求入手,根据配用电网的网络特点和业务分布规律,提出了较为合理的通信网网络结构。文中详细分析了网络结构划分的依据和方法,各个部分的特点和通信上的业务类型。并结合配电网两种常见线路结构,给出以PON技术为例的组网实现方案。这种三层的网络结构能够很好地描述配用电业务的通信需求,简化通信网络的结构,可以指导建立起层次分明、重点突出、结构清晰,数据流畅,易于满足不同业务指标的通信网络系统。

电力光纤专网量子密钥分配系统实际安全性分析

结合现有主要攻击方法,从非理想光源、非理想编解码模块和非理想探测器三个方面分析了该量子密钥分配系统的实际安全性,同时提出了四相位调制、接收单元和探测器改造等增强实际安全性的具体要求。

感应通信技术及其电力物联网应用展望

感应通信技术具备穿透性强、能耗极低、适应多种恶劣环境等优点。文章分析了感应通信技术的机理,仿真了该技术的介质穿透性能。由于感应信号能量小、频率低等,文章提出基于数字信号处理的感应通信系统结构和关键技术。结合电力物联网信息采集环节的实际需求,通过基于感应通信技术的射频识别技术和无线传感网络技术的典型应用,表明该技术具有良好的应用前景。

电力系统通信安全措施研究

电力通信安全是智能电网建设中的重要内容,基本要求是机密性、完整性、有效性和不可抵赖性。在基于IEC62351标准电力通信安全防护基础上,文章总结了电网常用电力通信安全防护技术与措施,以及实现电网通信安全的主要体系与关键技术,如PKI基础设施、IEC62351技术规范等。结合IEC62351标准下的风电场应用场景示例,提出IEC62351下的监控系统通信安全方案存在的问题。通过对电力通信安全的关键技术与应用分析,指出IEC62351下的电力通信安全依然存在潜在威胁,将是今后研究解决的重点。

一种结合OPPC光缆实现布里渊应变分离技术的研究

基于布里渊散射原理实现的光纤传感系统实现环境温度/应变物理量独立测量技术是该技术实用化研究的热点。结合电力光缆研究提出一种利用拉曼分布式测温与布里渊分布式应变测量实现的、在线实时计算待测环境应变信息的实用化应变分离技术。该技术中,光纤传感器测量通道是OPPC电力光缆,光单元敷设了测量温度的多模光纤和测量应变的单模光纤。在系统组网实现上,以布里渊数据处理器为主处理器,利用以太网接口连接辅处理器拉曼数据处理器,组网完成测量温度数据上传与应变数据的实时分离计算。在数据处理上,通过插值、滤波、特征点对齐和奇异点预测等算法实现高采样率、高精度温度数据与应变数据的联合解耦计算。研制的温度应变同时测量系统在试验室测量与试点线路运行中,均验证了系统的有效性与可靠性,在电力系统中具有较大的应用价值。

一种结合新型OPGW的融冰技术及温度特性分析

对一种结合新型OPGW光缆的融冰方案及融冰监测实现原理进行分析,研究了OPGW融冰地线的结构及通流后的截面热量分布规律,根据这种特点提出一种利用直流电源、分布式光纤测温技术实现的应用于OPGW地线的融冰方案,分析了利用分布式测温技术实现的融冰过程的导线超温和脱冰状态的监测原理,并在试验线路上获取了OPGW光缆的覆冰与融冰温度变化数据。通过数据分析进一步验证了融冰过程监测的有效性。该融冰技术可以提高融冰效率,节省能耗,保护光缆的安全。

量子密钥技术提升电力系统二次防护安全性研究

为增强电力二次系统抵御高性能计算攻击的能力,提出一种采用量子密钥对电力通信数据进行实时加解密处理的方法。首先,从技术成熟度和实用化角度,分析论证了量子密钥技术与电力二次防护系统结合的可行性;然后,提出一种量子密钥分配(quantum key distribution,QKD)系统与电力纵向加密认证装置的具体结合方式,并设计实现了用于QKD与纵向加密设备的信息交互和密钥管理方法;最后,探讨了在电力系统组建广域电力量子数据网络的实现方案和组网思路,无需调整现有网络结构,便可以实现规模化的应用部署。

RuBee技术简介及其在电力物联网中的应用

标识技术是电力物联网的关键技术之一,是实现物品可视化管理的重要技术手段。RuBee(IEEEStd1902.1—2009)定义了一种采用电感耦合方式传输信号的特殊的标识技术,具有功耗低、体积小、穿透力强等优点。从电感耦合传输原理、信号传输衰减特性方面入手,对RuBee技术原理进行了理论分析与仿真,证明RuBee技术具有高可靠、高保密、易操作、适应性强的特性,并且信号能够穿透金属、水、混凝土等介质而可靠传输,具有很强的抗干扰能力,非常适合于电力系统高压、高温、潮湿等恶劣环境的应用,可以解决复杂、恶劣、强干扰工业环境下电力设施的标识识别与信息通信问题。探讨了RuBee技术在地埋电力电缆位置标识、路径辨识,及高压设备运行管理、维修记录、安全跟踪等全寿命周期管理方面的应用,展望了该技术在电力物联网中的应用前景。

基于LDPC编码的OFDM无线专网通信在输电线路在线监测的应用研究

作为智能电网输电环节必不可少的一部分,输电线路在线监测系统是实现输电线路状态实时管控、提高运行管理精益化水平的重要技术手段。系统通过部署在输电线路上的终端监测设备来采集信息,但是信息回传时通信方式的选取需结合线路情况提出最佳的解决方案。对比分析目前输电线路在线监测系统的通信方式,利用OFDM和LDPC编码的特点,提出基于LDPC编码的OFDM无线专网通信系统,选取AWGN和瑞利衰弱这两个典型情景仿真验证系统的可靠性,并在山西进行实际应用。该研究为输电网的建设提供了重要的理论依据。

电力架空光缆环境下的QKD系统实现技术研究

探索电力系统中应用量子技术的可行性,针对电力行业的特殊性,尤其是电力架空光缆对其传输光子偏振态的影响,提出了一种新颖的快速偏振反馈补偿技术方案。该方案能够快速补偿信道中的偏振变化量,有望拓宽QKD系统在电力领域的应用范围。

具有融冰功能的光纤复合架空地线应用研究

对于光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)线路实施融冰,目前多采用直流融冰技术,主要是对OPGW架设方式进行绝缘化改造,但在实际应用中仍有许多无法避免的缺陷。为了进一步解决OPGW融冰的技术性问题,文章介绍了一种具有可通流融冰功能的光纤复合架空地线设计方案和应用方法,并在实验室及现场覆冰试验站进行了实际融冰试验,在实际覆冰条件下,试验验证了全绝缘和内嵌式融冰的实际融冰电流、融冰时间和融冰时对缆中光纤的温度影响。结果表明,该结构可融冰OPGW融冰效果良好,满足线路融冰要求。

智能电网下的电力终端通信接入架构研究

我国配电自动化和用电信息采集的应用程度不高,主要原因是落后的配电网通信制约其发展。低性能、低可靠性的通信系统限制了配电网功能的发展。智能电网下的配用电业务极大增加,大部分业务需求高速实时可靠的通信作为支撑。文章通过对配电通信业务的研究,对以往配电通信网架构存在的问题进行了分析,提出了适用于智能配电网的新型通信网架构。

OPPC表面温度场与流场的数值模拟研究

架空导线的负荷大、发热量高,其温度能较真实地反映线路实际运行情况。基于温度信息对线路进行在线运行的实时监测,是实现电缆日常检修与维护、电缆故障预警与诊断、线路事故排查等的重要手段。通过电缆温度精确分析,计算电缆的最大允许载流量,可为合理配置负荷提供科学依据。然而,导线通电时很难确知导线内部的发热情况和相互之间的传热情况。文章以大型流体力学和传热学软件FLUENT为平台,建立了导线(OPPC-240/40)表面温度场的分析模型,进行了不同环境条件下,OPPC表面温度场与流场的数值模拟,并通过实验验证了数值模拟的准确性,为进一步研究导线截面温度分布提供了借鉴。

中压通信接入网EPON系统带宽分配算法分析与仿真

简要分析了电力配电网通信的特点和其中配用电业务的通信需求,针对EPON技术在中压通信接入网中的应用及多种配用电业务复用带来的服务质量问题,着重研究了在高负载情况下,保证配电类业务实时性的带宽分配方案,通过对不同带宽分配算法的仿真研究,指出IPACT算法在带宽利用率、时延性能方面的优越性。同时,进一步验证了IPACT算法在1∶16和1∶32的EPON网络中,其延时和丢包率性能能够很好地满足配电网通信的要求。

一种电力光传送网传输质量函数评估方法

为满足电力系统应用中对未来光传送网(Optical Transmission Networks,OTN)灵活透明的传输需求,需对传输链路进行性能评估。文章采用传输质量函数评估方法,仿真验证了在一个基于OTN的通信系统中残余色散和偏振模色散对光信号质量的影响。通过线性拟合的方法得到光信噪比代价与光信噪比、链路残余色散和偏振模色散的关系,测得3个参量后即可得到光传输链路质量因子Q,该研究可为今后光网络的具体部署提供参考。