【中国南方电网】2024电力微型智能传感器(南网极目)研究与应用研究报告_36页_8mb
报告摘要
电力微型智能传感器(南网极目)研究与应用总结
核心内容
电力微型智能传感器是数字电网建设的重要组成部分,作为感知层和神经末梢,它们通过微型化、低功耗、自取能、高精度等关键技术,实现对电力系统各环节的全面监测。南方电网提出“以数字电网推动构建新型电力系统”的发展方向,推动电力系统向智能化、数字化转型,助力“双碳”目标的实现。
主要观点
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数字电网的重要性
数字电网通过新一代数字技术,实现对物理电网运行数据、设备状态、运行环境等的实时采集,推动电网运行从基于物理规律向基于数据关系转变。 -
微型智能传感器的必要性
为实现数字电网的“全观、全测、全控”,需要在发输变配用各环节广泛部署微型智能传感器,以满足海量数据采集需求。 -
技术研究进展
传感器技术涵盖敏感元件、测量方法、高效取能、可靠通信、智能传感系列产品等多个方面,形成了完整的研发体系。- 敏感元件:包括磁场传感芯片(TMR)、电场传感芯片、气敏芯片等,显著提升了传感器的灵敏度和可靠性。
- 测量方法:非侵入式电流和电压测量技术,采用磁电阻芯片阵列、异频信号注入等方法,提高了测量精度和抗干扰能力。
- 高效取能:CT取能方法实现了自适应能量收集,降低了功耗并提升了系统稳定性。
- 可靠通信:光电协同通信技术确保了低丢包率和低时延,适用于近距离通信场景。
- 智能传感系列产品:如电流、电压、电气量集成传感器,非电气量集成传感器等,满足不同场景的监测需求。
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产品应用与影响
- 极目系列传感器已实现规模化部署,覆盖配电、输电等多个领域,提升电网运行透明度和智能化水平。
- 在输电领域,数百套多物理量集成传感器用于500kV线路监测,实现了对施工外破、山火等异常事件的实时识别与告警。
- 在配电领域,数千套传感器部署,支持中低压设备运行状态及环境监测,推动电网数字化。
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行业影响与标准化
- 电力微型智能传感器在南网国际技术论坛、博鳌新型电力系统国际论坛等场合获得广泛关注,被央视新闻直播报道。
- 参与法国巴黎CIGRE大会展示,推动了技术的国际交流与合作。
- 已纳入国资委《中央企业科技创新成果推荐目录(2022年版)》、南网典型设计等目录,实现标准化发展。
关键信息
传感器关键特征
- 微化:体积厘米级,即贴即用
- 低功耗:微瓦级
- 自取能:无源,空间取能
- 自组网:无线双向通信,地址唯一
- 高精度:0.5级、0.2级、0.1级或以上
- 宽频域:稳态和暂态均可测
- 宽量程:通用性强
- 低成本:满足按需配置要求
- 高可靠:自补偿、自校准、抗干扰
技术研究进展
- 磁场传感芯片:TMR技术指标提升显著,线性度从1%提升至0.2%,量程从200Oe提升至1000Oe。
- 电场传感芯片:实现100kV/m量程,精度1%,频域DC-1kHz。
- 气敏芯片:MEMS钯金合金气敏芯片,实现氢气、一氧化碳等气体的ppm级检测。
- 非侵入式电流测量:基于三个TMR芯片的测量方法,提升抗干扰能力。
- 非侵入式电压测量:异频信号注入+分布电容分压方法,实现高精度电压测量。
- 高效取能技术:CT取能方法,支持0.5A~2400A范围内的稳定工作。
- 可靠通信技术:光电协同通信技术,丢包率极低,实现百纳秒级对时。
- 智能传感产品:如“南网极目”系列传感器,涵盖电流、电压、电气量、非电气量等,支持多种应用场景。
应用成果
- 极目系列传感器通过第三方检测和权威机构鉴定,达到国际领先水平。
- 配电领域应用广泛,覆盖数万套,实现中低压设备运行状态及环境的透明化。
- 输电领域部署多物理量集成传感器,实现对线路状态的全景监测,提升安全性和效率。
行业影响
- 参与多项国际会议和论坛,获得广泛媒体报道。
- 推动新型电力系统建设,助力实现“双碳”目标。
- 促进电力行业标准化发展,提升行业整体技术水平。
趋势展望
未来,电力微型智能传感器将更加聚焦于电力行业生产需求,突破强磁场、高电压等复杂环境下的传感难题。同时,瞄准前沿传感技术,如宽温域高精度量子电流传感器等,推动传感器向更小体积、更高精度、更可靠的方向发展。
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