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安裝智能傳感器 讀懂電力大數據

2022-09-21 17:37:48 來源:南方電網報

安裝智能傳感器 讀懂電力大數據

北極星智能電網在線??來源:南方電網報??作者:田兵??2022/9/21 17:37:48??我要投稿?? 關鍵詞: 新型電力系統電力傳感器南網新型電力系統研究

在新型電力系統建設中,高比例大規模的風電、光伏等可再生能源以及電力電子設備的廣泛接入,對電力系統的運行安全提出巨大挑戰。為解決系統中海量新能源的可靠接入與消納問題,需要通過應用新一代數字技術,對電力系統全環節進行數字化改造,加快建設數字電網,實現電力系統的“可觀、可測、可控”是關鍵。

數據是確保電力系統“可觀、可測、可控”的要素,也是電力系統調度中樞開展指揮控制的關鍵基礎。通過在電力系統中加裝海量傳感器,可以精準掌控系統各環節的物理架構,進而掌握系統電力設備及配套裝備的運行方式、實時狀態、運行效率和健康狀態?;谶@些數據,再運用強大的算力,在電力系統運行邊界內,可以實現新能源接入和消納的最優化。

近年來,隨著新型敏感材料和微機電(MEMS)工藝快速發展,涌現出了磁阻、壓電、光電、磁光等先進傳感技術和元器件,其具備微納體積、高精度、高信噪比、寬頻帶、超低功耗等優勢,為新一代電力微型智能傳感器發展提供了新的技術路徑。

賽迪研究院、前瞻產業研究院等相關報告統計數據顯示,2021年中國傳感器市場規模約2850億元,市場容量巨大。但高端傳感器領域的研發、設計、制造加工企業較少,我國從事傳感器的研制、生產和應用的企事業單位共2000多家,從事高端傳感器產品MEMS工藝研發、制造的企業僅50多家。在MEMS傳感器方面,工業控制、消費電子、汽車電子等領域應用十分廣泛,早在2019年國內MEMS傳感器市場規模就達到了597.8億元。需求量龐大,市場自主供給能力不足,MEMS領域市場集中度較高,以愛默生、西門子、博世、意法半導體、霍尼韋爾等為主的跨國公司占據60%以上市場份額,國內產品幾乎全靠進口,尤其是芯片的進口率達80%。

在南方電網,南網數字集團技術研發中心智能傳感團隊將MEMS傳感器引入電力量測領域,將磁電阻芯片、電場芯片作為核心敏感元件,研制出了“極目”智能電流、電壓、電氣量集成傳感器以及非電氣量集成傳感器等多個產品序列,敏感器件與國內自主研發企業和科研單位合作設計開發,實現了核心MEMS傳感元件的全國產化。團隊先后攻克了微型電流、電壓和電氣量集成傳感技術,實現了非侵入式電流電壓測量、高效自取能、微功率無線對時、高精度頻率相位測量等核心技術,攻關成果經多家行業機構鑒定,整體達到國際領先水平。

目前,“極目”系列智能傳感器已在粵港澳大灣區、海南自貿港等地應用數萬套,對電力“發、輸、變、配、用”各環節的設備狀態、運行情況實現了實時感知和全景監測,結合智能網關、數字化平臺,為電力運維、調度、規劃等提供了及時、精確和完善的數據來源,有力支撐了新型電力系統中大規模新能源的有序接入和高效消納。

好在國家加大對傳感器產業發展的支持力度,在國家重點科技轉型、產業規劃中列為重點支持、優先發展的內容,將相關資源的匹配度和調配度大大提升,為傳感器產業發展營造了良好的政策及市場環境。同時,在國內物聯網和數字化產業蓬勃發展的背景下,電力傳感器也迎來了重要的發展窗口期,尤其在電力企業數字化轉型的熱潮下,國產電力傳感器機遇空前,大有可為。

接下來,電力行業企業要緊緊抓住MEMS傳感器等高端傳感領域技術工藝自主創新、人才培養與引進、產業聚集有序發展等關鍵工作,重點突破核心產品設計、制造工藝和集成應用等關鍵技術,做好電力領域的本地化定制適配,取得與國外競爭的關鍵優勢,擺脫核心高端傳感器的進口依賴,實現新型電力系統智能傳感器的真正自主可控。

(作者:田兵 單位:南網數字集團技術研發中心)

原標題:安裝智能傳感器 讀懂電力大數據

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