特高压输电通道上的光学敏感探测新技术实现智能感知

　　记者获悉，在科技部、中科院、上海市和国家电网的重点支持下，“特高压输电通道上的光学敏感探测新技术”项目团队围绕特高压输电通道上的光学敏感探测新技术，突破性地发展了OPGW光传感监测系统，取得了集技术、装备、应用于一体的系列成果，尤其是提出了基于特/超高压输电线路上的OPGW(光纤架空地线)实现了特/超高压输电通道本质安全的智能感知。 

　　“西电东送”的特/超高压交直流输电线路是中国电力供应的大动脉，其安全运行直接关系到人民群众的生产生活和正常的社会秩序。 

　　然而，在保障特/超高压交直流输电线路运维可靠性时，电力行业遇到了诸多难题。 

　　“特高压输电通道上的光学敏感探测新技术”项目由中国科学院上海微系统与信息技术研究所、国网上海市电力公司、华东交通大学、复旦大学、中光华研电子科技有限公司共同完成。

　　据项目负责人，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、电力智能感知与应用技术联合实验室(筹)主任李伟介绍，特/超高压交直流输电线路所处环境复杂，输电通道跨越距离长达数百至数千公里，运维工作量极大，且容易造成巡检盲区，运维效率低;采用传统传感技术，即使安装巨量传感器也无法覆盖整条输电通道，监测盲区问题依然存在;在特/超高压交直流输电通道实际监测过程中，会受到外界复杂环境的影响和多种极端状况，单一监测量的监测效果远远满足不了运维工作的需求，而安装多种传感器的施工建设难度高和后期运维量巨大;且高压输电线路电磁环境和自然环境都相对恶劣，传统传感技术的可靠性和稳定性无法达到实用要求。 

　　针对以上难题，鉴于光纤具有信息传输量大、抗电磁干扰能力强、不受供电条件限制、以及环境适应性强等诸多优势，项目团队提出基于特/超高压输电线路上的OPGW(光纤架空地线)实现特/超高压输电通道本质安全的智能感知。 

　　李伟介绍，项目团队首先提出了倏逝波提升探测敏感度的新原理。研究人员研究了光纤中光学倏逝波的特征量与外界环境之间的变化规律，突破传统方法，提出倏逝波提升探测敏感度的新原理，通过分析倏逝波携带的相位变化提升敏感测量，将探测灵敏度提高2个数量级以上。该项研究成果作为封面文章发表在《应用物理学快报》。

　　与此同时，项目团队研制了一系列高性能光子器件，实现了高性能OPGW监测系统设备。基于倏逝波提升探测敏感度新原理，研究人员建立了倏逝波提升OPGW监测灵敏度的系统架构。不同于传统的光纤传感系统，该架构可获取反射光深层次的细节特征，更敏感的感知光纤外界环境的变化，可提高光纤探测灵敏度1-2个数量级。该项目基于灵敏度提升的光纤传感系统架构，设计研制了高性能光纤传感系统设备。

　　除此以外，项目团队解决了“西电东送”的特/超高压交直流输电通道本质安全的智能感知关键难题。“团队提出了基于光纤探测的物理量数据转化为运检状态量的‘翻译’算法，形成了输电通道运行状态智能诊断技术，解决了传统监测与运检联动效率低的难题。利用‘翻译’算法模型，并结合多源数据和专家库先验知识，通过输电通道中OPGW、OPPC自有光纤或电缆表面的敷设光纤对周围温度和应变进行监测。”李伟说。

　　据悉，该项目成果不仅大幅提升了输电通道敏感探测能力，并且显著减少了输电通道智能感知系统建设和维护成本，促进了规模化推广应用。截至目前，项目成果在多省市特/超高压输电线路试点应用成功后进行了推广。上海、江西等地已经建成了多个特/超高压输电通道智能感知建设工程。项目成果的应用加强了特/超高压输电通道智能感知能力，提高了电网运维效率和异常状况应急处置能力，有力保障了电力大动脉的运行安全，获得了显著的经济效益和社会效益。