本刊記者 錢朝軍

盛戈皞：為應(yīng)用創(chuàng)新 引領(lǐng)行業(yè)需求

本刊記者 錢朝軍

專家簡介：

盛戈皞，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院副教授。在華中科技大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)完成了工學(xué)學(xué)士、碩士和博士學(xué)位，2005年上海交通大學(xué)電氣工程博士后出站。研究方向?yàn)檩斪冸娫O(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智能化技術(shù)。作為負(fù)責(zé)人主持和承擔(dān)國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、“973”計(jì)劃子課題1項(xiàng)、“863”計(jì)劃課題2項(xiàng)，上海市科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)、中國博士后科學(xué)基金1項(xiàng)；作為主要參加人員完成國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、國家科技攻關(guān)重大項(xiàng)目和國家科技部國際合作項(xiàng)目各1項(xiàng)；作為負(fù)責(zé)人完成國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目20余項(xiàng)。

獲省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)及上海交通大學(xué)晨星青年學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃優(yōu)秀青年教師后備人才一等獎(jiǎng)。2015年獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。已在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文100余篇，其中SCI收錄12篇，EI收錄80余篇，獲得授權(quán)發(fā)明專利22項(xiàng)。

如何讓高壓電力設(shè)備自己給自己“治病”？讓這些設(shè)備除了自我評(píng)估健康狀態(tài)，還能自我調(diào)整和控制？上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院副教授盛戈皞和其團(tuán)隊(duì)，在做的正是這樣的事情。這個(gè)平均年齡只有30多歲的年輕團(tuán)隊(duì)，不斷創(chuàng)造新的方法和技術(shù)，在研究領(lǐng)域取得了一個(gè)又一個(gè)可喜的成績。2016年4月，盛戈皞和團(tuán)隊(duì)的“高壓電力設(shè)備智能化關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目，成功獲得了上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

高壓電力設(shè)備：智能化要靠關(guān)鍵技術(shù)

智能電力設(shè)備是智能電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的智能感知和運(yùn)行控制的智能決策，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，增加設(shè)備和電網(wǎng)的利用效率。盛戈皞介紹說，電力設(shè)備智能化目前亟待突破的核心技術(shù)和難點(diǎn)是設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)估和缺陷故障的精確定位。

為了突破這些核心技術(shù)和難點(diǎn)，在上海市科委“科技創(chuàng)新行動(dòng)”以及“973”“863”、國家自然科學(xué)基金和國家電網(wǎng)公司多個(gè)科技項(xiàng)目的支持下，盛戈皞帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與思源電氣股份有限公司合作，通過理論分析、仿真試驗(yàn)測(cè)試、系統(tǒng)開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，研究了基于多物理量傳感器陣列實(shí)現(xiàn)變壓器、氣體絕緣組合電器（GIS）等高壓電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障定位和綜合評(píng)估診斷的方法，解決了電力設(shè)備局部放電精確定位、油中微量氣體高效可靠檢測(cè)、設(shè)備多參量融合分析以及智能評(píng)估診斷等關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。

為了提高局部放電信號(hào)監(jiān)測(cè)的可靠性和定位的準(zhǔn)確性，該項(xiàng)目提出了基于特高頻和超聲傳感陣列實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測(cè)和故障準(zhǔn)確定位的方法，利用聲電信號(hào)聯(lián)合分析和陣列信號(hào)處理技術(shù)有效排除變電站現(xiàn)場(chǎng)干擾；應(yīng)用高階累積量理論和雙譜估計(jì)算法保證多個(gè)局部放電傳感器信號(hào)時(shí)延計(jì)算的魯棒性，可完全抑制常見的高斯噪聲和窄帶周期性干擾的影響，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下局部放電信號(hào)時(shí)延序列的準(zhǔn)確提取；提出了基于信號(hào)重構(gòu)及時(shí)頻參數(shù)分析的多源局部放電分離方法，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)放電源和脈沖干擾源的準(zhǔn)確辨識(shí)和定位。

此外，基于曲流技術(shù)研制了適用于變壓器和GIS設(shè)備不同安裝方式的一系列多頻段、小型化、高靈敏度特高頻局部放電傳感器。傳感器的尺寸為目前常用的寬頻傳感器10%～50%，但是靈敏度優(yōu)于后者（大于10mm）；利用上述技術(shù)研制的聲電聯(lián)合局部放電監(jiān)測(cè)IED和帶電檢測(cè)裝置可有效地排除變電站現(xiàn)場(chǎng)干擾，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和用戶現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明：設(shè)備絕緣缺陷的定位誤差控制在厘米級(jí)。

盛戈皞介紹道，該項(xiàng)目還發(fā)明了自適應(yīng)高效真空脫氣技術(shù)，縮短了脫氣時(shí)間，提高了脫氣效率以及定量脫氣的準(zhǔn)確性，15min的脫氣效率大于95%，能及時(shí)反映變壓器油中的含氣量變化，確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。采用全過程定量測(cè)試技術(shù)，對(duì)油路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)都進(jìn)行定量測(cè)量，使在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不受外部環(huán)境的影響，同時(shí)提出了傳感器自動(dòng)標(biāo)定和油色譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性在線分析的方法，消除人工標(biāo)定帶來的誤差，通過故障特征模型庫和傳感陣列分布特征分析實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的在線自動(dòng)判斷，提高了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估診斷的個(gè)性化和差異化，提高設(shè)備狀態(tài)評(píng)估和故障診斷的及時(shí)性和準(zhǔn)確性？盛戈皞和團(tuán)隊(duì)從多個(gè)狀態(tài)參量變化的關(guān)聯(lián)關(guān)系出發(fā)，開發(fā)了“基于海量信息融合分析的多參量設(shè)備狀態(tài)評(píng)估診斷技術(shù)”。該技術(shù)體系提出采用半監(jiān)督學(xué)習(xí)、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、主成分分析、時(shí)間序列分析等大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)對(duì)各類設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行多參量、多維度融合分析的方法，實(shí)現(xiàn)了多維設(shè)備狀態(tài)異?？焖贆z測(cè)、設(shè)備健康狀態(tài)綜合評(píng)估和故障診斷。

該項(xiàng)目共申請(qǐng)專利51項(xiàng)，其中發(fā)明專利授權(quán)12項(xiàng)，實(shí)用新型專利授權(quán)18項(xiàng)；獲得軟件著作權(quán)5項(xiàng)；發(fā)表SCI/EI學(xué)術(shù)論文42篇，其中SCI收錄12篇。研究成果整體達(dá)到國際先進(jìn)水平，在應(yīng)用多物理量傳感器陣列提高設(shè)備狀態(tài)評(píng)估和缺陷定位準(zhǔn)確性、真空脫氣技術(shù)、全過程定量測(cè)試技術(shù)、傳感器自動(dòng)標(biāo)定技術(shù)等方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

創(chuàng)新的意義在于推廣應(yīng)用

“電力行業(yè)比較傳統(tǒng)，不能為了創(chuàng)新而創(chuàng)新。要有應(yīng)用性的創(chuàng)新，要經(jīng)常跟電網(wǎng)公司探討跟企業(yè)交流，要根據(jù)需求創(chuàng)新?！笔⒏臧偙磉_(dá)出了創(chuàng)新的真正意義——推廣應(yīng)用。

在“高壓電力設(shè)備智能化關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目中，盛戈皞團(tuán)隊(duì)利用多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的研究成果研制了局部放電監(jiān)測(cè)IED、油色譜監(jiān)測(cè)IED、氣體狀態(tài)監(jiān)測(cè)IED等關(guān)鍵智能組件裝置，開發(fā)出多參數(shù)協(xié)同分析的高壓電力設(shè)備狀態(tài)評(píng)估和故障診斷軟件,形成了變壓器和GIS多參量狀態(tài)監(jiān)測(cè)智能組件、局部放電檢測(cè)傳感器、帶電檢測(cè)裝置以及傳統(tǒng)組合開關(guān)設(shè)備升級(jí)改造的智能化GIS等一系列產(chǎn)品，在智能變電站建設(shè)和傳統(tǒng)變電站改造中獲得大量應(yīng)用。

經(jīng)第三方權(quán)威檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)測(cè)試和用戶現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，與國內(nèi)外主流的技術(shù)和產(chǎn)品比較，該項(xiàng)目主要優(yōu)勢(shì)是局部放電檢測(cè)定位結(jié)果不受現(xiàn)場(chǎng)干擾的影響，定位精度達(dá)到厘米級(jí)；油中氣體在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性更高，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的重復(fù)性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3%，并且可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)標(biāo)定；設(shè)備狀態(tài)評(píng)估診斷采用了多參量融合分析技術(shù)提高了設(shè)備狀態(tài)評(píng)估準(zhǔn)確性，評(píng)估診斷準(zhǔn)確率超過90%。

盛戈皞介紹說，項(xiàng)目的技術(shù)成果及產(chǎn)品已在電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)1000多個(gè)智能變電站和常規(guī)變電站改造中應(yīng)用，遍布全國31個(gè)省區(qū)市，同時(shí)出口印度、韓國、菲律賓等國家，包括1000kV特高壓變電站等國家重大工程以及上海軌道交通牽引變電站等重要設(shè)施。

同時(shí)，項(xiàng)目也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。項(xiàng)目研制的相關(guān)產(chǎn)品近三年新增產(chǎn)值20.32億元，新增利潤6.25億元。項(xiàng)目技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用在上海、山東、安徽等電網(wǎng)檢測(cè)定位出30余個(gè)電力設(shè)備故障隱患，避免了停電事故和設(shè)備損壞引起的經(jīng)濟(jì)損失，提高了電網(wǎng)供電可靠性和設(shè)備利用效率，有力地推動(dòng)了智能電網(wǎng)的建設(shè)和傳統(tǒng)電力設(shè)備產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

任何成績的取得，背后都有不為人知的汗水和付出。不論是寒冬還是酷暑，盛戈皞和每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都會(huì)到現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)室做大量反復(fù)實(shí)驗(yàn)，面對(duì)這樣量大又相對(duì)比較枯燥的工作，盛戈皞說：“一定要有責(zé)任心和動(dòng)力?！?/p>

談到做科研，盛戈皞也表達(dá)了自己多年的心得和體會(huì)：“首先要找準(zhǔn)方向，應(yīng)花大量時(shí)間去發(fā)現(xiàn)應(yīng)用趨勢(shì)；二是要堅(jiān)持，半途而廢不可?。蝗且?shí)，不能一知半解，要有刨根問底的精神；四是要多關(guān)注和注重新的方法和新的技術(shù)?！?/p>

談到下一步計(jì)劃，盛戈皞說：“將繼續(xù)設(shè)備智能化方向和技術(shù)的推廣應(yīng)用，更重要的是要提高檢測(cè)和評(píng)估的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。大量應(yīng)用要控制成本還有可靠性，做到這些才能更好地推廣?！倍劦轿磥砟繕?biāo)，盛戈皞則充滿信心地回答到：“我們要從順應(yīng)國家電力公司的需要，到引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)的需求”。相信這個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)，在不斷努力和創(chuàng)新中，定會(huì)如愿！

盛戈皞（前排右一）獲得上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)