倪康婷，于欽剛，高安潔

（北京國(guó)網(wǎng)富達(dá)科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 豐臺(tái) 100071）

輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是指安裝在線路設(shè)備上可實(shí)時(shí)記錄表征設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)特征量的測(cè)量系統(tǒng)及技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)檢修的重要手段，狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)與否很大程度取決于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)水平。

架空輸電線路監(jiān)測(cè)裝置共16種，根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的不同，可分為通道環(huán)境監(jiān)測(cè)及本體狀態(tài)監(jiān)測(cè)2類，其中通道環(huán)境類4種，本體狀態(tài)類12種。在線路本體狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置方面，又分為架空線路的基礎(chǔ)、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串4類。

1 發(fā)展歷程

美國(guó)、加拿大等國(guó)較早開展了輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和理論研究。我國(guó)從上世紀(jì)90年代起開始輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用，主要分為以下幾個(gè)階段：

表1 輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置分類

1990—2000年，中國(guó)電科院、清華大學(xué)等科研單位陸續(xù)開展在線監(jiān)測(cè)技術(shù)方面的理論研究工作，多處于實(shí)驗(yàn)研究階段，尚沒有大范圍應(yīng)用的商業(yè)化產(chǎn)品。

2001—2009年，隨著國(guó)家輸電線路運(yùn)行維護(hù)的需求以及通信技術(shù)、傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)科研院所和專業(yè)廠家陸續(xù)開發(fā)了輸電線路覆冰、導(dǎo)線舞動(dòng)、微風(fēng)振動(dòng)等在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，并逐步推廣應(yīng)用。但在實(shí)際運(yùn)行中，如各類產(chǎn)品系統(tǒng)架構(gòu)不規(guī)范、裝置接入不統(tǒng)一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不健全、裝置運(yùn)行不穩(wěn)定等問題也逐漸顯現(xiàn)。

2010—2018年，國(guó)家智能電網(wǎng)建設(shè)全面實(shí)施，國(guó)家電網(wǎng)公司頒布了《輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)頒布，輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置入網(wǎng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室建成。同時(shí)完成了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站程序開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息匯總、展示、統(tǒng)計(jì)分析等功能，為狀態(tài)檢修輔助決策提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[1]。

2019年至今，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、5G、北斗等新技術(shù)發(fā)展，在線監(jiān)測(cè)裝置朝著智能化、高精度、集成化、小型化等方向發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用范圍擴(kuò)大，并不斷涌現(xiàn)出新型在線監(jiān)測(cè)裝置。

2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系

2.1 輸電線路在線監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范是國(guó)網(wǎng)公司輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的綱領(lǐng)性規(guī)范，規(guī)定了除狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站以外的輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的分類與組成、功能要求、技術(shù)要求、數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約、供電電源、試驗(yàn)檢驗(yàn)等內(nèi)容，用以指導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、入網(wǎng)檢測(cè)和應(yīng)用。

在通用技術(shù)規(guī)范給出的要求基礎(chǔ)上，國(guó)網(wǎng)公司組織起草并發(fā)布了氣象、導(dǎo)線溫度、微風(fēng)振動(dòng)、等值覆冰厚度、導(dǎo)線舞動(dòng)、導(dǎo)線弧垂、風(fēng)偏、現(xiàn)場(chǎng)污穢度、桿塔傾斜、圖像、視頻監(jiān)測(cè)裝置的單項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，并且根據(jù)架空線路監(jiān)測(cè)技術(shù)面臨的電源、通信難點(diǎn)以及裝置質(zhì)量問題，強(qiáng)化提出了太陽能電源技術(shù)規(guī)范、試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及安裝調(diào)試與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等專項(xiàng)規(guī)范，加上輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則主站部分內(nèi)容，形成了相對(duì)完整的國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，如圖1所示。

圖1 國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

以上標(biāo)準(zhǔn)中，輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范在加入南方電網(wǎng)公司輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通信規(guī)約以后，已經(jīng)上升為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 35697—2017《架空輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范》，《輸電線路等值覆冰厚度監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)規(guī)范》已經(jīng)上升為電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1508—2016《架空輸電線路導(dǎo)地線覆冰監(jiān)測(cè)裝置》。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況

自2010年Q/GDW 242—2010《輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范》等輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來，歷經(jīng)幾次修訂，系列標(biāo)準(zhǔn)有效地指導(dǎo)了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，避免了“一廠家一孤島”系統(tǒng)的現(xiàn)狀。依據(jù)規(guī)范建立了中國(guó)電科院輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室輸電分部，并開展了標(biāo)準(zhǔn)化裝置的檢驗(yàn)工作，發(fā)現(xiàn)了部分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造問題，有效確保了輸電線路監(jiān)測(cè)裝置入網(wǎng)質(zhì)量。

目前依據(jù)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)通用技術(shù)規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約將近2萬臺(tái)套裝置分級(jí)接入到國(guó)網(wǎng)總部輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)輸電狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置信息的統(tǒng)一接入和管理。依據(jù)監(jiān)測(cè)裝置通用和專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維和預(yù)警分析工作，發(fā)現(xiàn)了大量的一次設(shè)備的隱患，對(duì)線路安全運(yùn)行起到了良好的監(jiān)控作用。

按照輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，經(jīng)過幾年的應(yīng)用實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其中一部分監(jiān)測(cè)裝置如覆冰、氣象、溫度、圖像等監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)相對(duì)成熟，應(yīng)用效果較好，一部分監(jiān)測(cè)裝置的質(zhì)量和應(yīng)用效果還有待提升。另一方面隨著電力物聯(lián)網(wǎng)工作的推進(jìn)，新型低功耗、小型化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)裝置不斷涌現(xiàn)，因而輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系還須要隨著在線路運(yùn)維檢修中的深化應(yīng)用和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而不斷補(bǔ)充和完善。

3 輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置部署原則

在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，建議按照如表2所示原則進(jìn)行監(jiān)測(cè)裝置部署。

表2 輸電線路在線監(jiān)測(cè)裝置部署原則

4 邊緣智能終端及邊緣計(jì)算App

4.1 邊緣智能終端需求

輸電邊緣智能終端安裝在架空線路桿塔上，所有監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)須經(jīng)過邊緣智能終端進(jìn)行統(tǒng)一回傳。輸電邊緣智能終具有端寬窄帶數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算等功能，使傳感器和邊緣終端做到“互聯(lián)互通”。主要須滿足以下4點(diǎn)要求：（1）傳感器標(biāo)準(zhǔn)化接入。傳感器統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)匯聚、邊緣計(jì)算、遠(yuǎn)程傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備管理。（2）圖像識(shí)別、視頻接入。具備線路本體和通道缺陷及隱患的智能圖像識(shí)別功能及視頻數(shù)據(jù)接入。（3）邊緣計(jì)算。邊緣智能終端宜搭載適用于輸電線路應(yīng)用場(chǎng)景面向嵌入式系統(tǒng)、可軟件定義的邊緣計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算和就地處理。（4）低功耗滿足桿塔使用。低功耗設(shè)計(jì)滿足設(shè)備在野外太陽能供電需求。

4.2 輸電邊緣智能終端裝置功能

輸電邊緣智能終端安裝在輸電桿塔上，用于各種傳感端設(shè)備管理與控制，適用接入不同類型、不同廠家的監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)測(cè)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化接入、安全接入和智能化接入，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)的接入代理功能。

基本功能：數(shù)據(jù)匯聚、邊緣計(jì)算、遠(yuǎn)程傳輸、網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備管理；

邊緣計(jì)算：邊緣智能終端宜搭載適用于輸電線路應(yīng)用場(chǎng)景面向嵌入式系統(tǒng)、可軟件定義的邊緣計(jì)算框架，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算和就地處理；

圖像識(shí)別：具備線路本體和通道缺陷及隱患的智能圖像識(shí)別功能；

網(wǎng)絡(luò)管理：支持進(jìn)行本地和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理，支持網(wǎng)絡(luò)故障后的自恢復(fù)等功能。

4.3 輸電邊緣智能終端裝置硬件架構(gòu)

輸電邊緣智能終端裝置硬件架構(gòu)如圖2所示。

圖2 輸電邊緣智能終端裝置硬件架構(gòu)圖

4.3.1 北向接口數(shù)據(jù)回傳

公網(wǎng)信號(hào)覆蓋區(qū)，寬窄帶數(shù)據(jù)采用無線通信方式進(jìn)行融合傳輸，支持4G并可向5G演進(jìn)。

在無/弱信號(hào)區(qū)，寬帶數(shù)據(jù)采用無線網(wǎng)橋或微波形式進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸，數(shù)據(jù)發(fā)送至有信號(hào)區(qū)或光纖接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳；窄帶數(shù)據(jù)采用北斗短報(bào)文形式進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳，宜采用2次上報(bào)模式提高發(fā)送成功率。

在條件允許的情況下，寬窄帶融合數(shù)據(jù)可采用光纖方式進(jìn)行回傳通信。

4.3.2 邊緣計(jì)算

在《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算應(yīng)用軟件接口技術(shù)規(guī)范》基礎(chǔ)上，擴(kuò)展設(shè)備注冊(cè)、設(shè)備信息建模、任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、資源配置與編排等計(jì)算能力。

4.3.3 南向接口感知設(shè)備接入

遵循《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)微功率無線網(wǎng)通信協(xié)議》接入方法，并針對(duì)輸電物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景進(jìn)行軟硬件進(jìn)一步針對(duì)性優(yōu)化。

4.4 邊緣計(jì)算架構(gòu)

邊緣智能終端軟件基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)，整體設(shè)計(jì)基于輕量化邊緣計(jì)算框架，以Docker容器作為各種傳感器業(yè)務(wù)、通信接口等模塊的運(yùn)行方式。各業(yè)務(wù)App運(yùn)行于獨(dú)立的Docker容器內(nèi)，并與物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)獨(dú)立通信，實(shí)現(xiàn)不同終端、傳感器的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)、設(shè)備管理、遠(yuǎn)程升級(jí)，如圖3所示。邊緣計(jì)算框架由框架組件和App組件構(gòu)成。框架組件包括邊緣數(shù)據(jù)中心、MQTT消息總線、信息安全，提供運(yùn)行支撐。App組件包括基礎(chǔ)App和業(yè)務(wù)App兩類，App基于容器部署和運(yùn)行，一個(gè)容器可以承載多個(gè)App。

圖3 邊緣計(jì)算架構(gòu)

5 輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 技術(shù)短板與瓶頸問題

目前存在以下技術(shù)短板和瓶頸問題

5.1.1 新型材料、高端芯片、核心器件國(guó)外壟斷

核心器件、芯片的傳感器成本高，正向研發(fā)、自主可控的自主創(chuàng)新能力不足，特別是在新型材料、高端芯片、核心器件等方面的技術(shù)尚無法滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，關(guān)鍵和核心的技術(shù)及部件仍依賴進(jìn)口，并且在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)存在被國(guó)外限制的風(fēng)險(xiǎn)。因此迫切須要掌握先進(jìn)材料、核心器件的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核心器件的自主化和定制化。

5.1.2 長(zhǎng)期可靠性難以保證

我國(guó)在復(fù)雜電磁環(huán)境下的傳感技術(shù)發(fā)展較晚，缺乏針對(duì)電力應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)化設(shè)計(jì)，尤其是在電網(wǎng)復(fù)雜工況下的長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性問題突出。傳感器壽命與一次設(shè)備壽命不匹配。亟須從材料、器件、工藝、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、評(píng)估等方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，提高電力傳感器長(zhǎng)期可靠性和有效性。

5.1.3 新工藝和制備技術(shù)尚未掌握

缺乏對(duì)于器件本體的工藝、制備的設(shè)計(jì)能力和技術(shù)積累，尚未完全掌握先進(jìn)傳感材料、核心傳感器件的制備技術(shù)。迫切須要開展包括新型MEMS傳感器設(shè)計(jì)、可靠性和耐候性評(píng)價(jià)及試驗(yàn)等技術(shù)研究，補(bǔ)齊傳感器設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)短板，推進(jìn)器件設(shè)計(jì)與制造工藝的深度結(jié)合，提升產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本。

5.1.4 現(xiàn)有傳感器的功能、性能須要進(jìn)一步提升

現(xiàn)有的測(cè)量技術(shù)與設(shè)備無法滿足寬頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集需求，同時(shí)終端節(jié)點(diǎn)種類和數(shù)量呈幾何式的增長(zhǎng)，終端節(jié)點(diǎn)和傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入問題亟待解決。

5.2 技術(shù)發(fā)展

5.2.1 先進(jìn)感知技術(shù)

高可靠先進(jìn)傳感器是智慧電網(wǎng)的信息獲取基礎(chǔ)。傳感技術(shù)是指能夠感知和檢測(cè)某一形態(tài)的信息、并將之轉(zhuǎn)換為另一形態(tài)信息的技術(shù)。從本質(zhì)來講，傳感技術(shù)是一種量測(cè)手段，利用信號(hào)與信號(hào)之間明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以一定精度進(jìn)行信號(hào)的傳輸、轉(zhuǎn)換及處理，從而滿足系統(tǒng)信息傳輸、存儲(chǔ)、顯示、記錄及控制等要求[2]。智能傳感器作為與外界環(huán)境交互的重要手段和感知信息的主要來源，已成為智慧電網(wǎng)發(fā)展的核心與基礎(chǔ)之一。

現(xiàn)有傳感器在物理尺寸、感知能力、供電方式、強(qiáng)電磁防護(hù)等方面存在局限性，同時(shí)對(duì)于海外具有高度依賴性。主要存在以下不足：多特征參量微弱信號(hào)的高靈敏感知機(jī)理研究不足，電氣設(shè)備多參量融合感知技術(shù)不能滿足設(shè)備缺陷診斷需求；復(fù)雜電磁工況下傳感器抗干擾能力、高可靠性不夠，壽命短；低功耗、芯片化微型傳感器件研究落后國(guó)外先進(jìn)水平等問題普遍存在[3]。

因此須加強(qiáng)以下技術(shù)方向研究與投入：

多參量融合感知技術(shù)。加強(qiáng)基于液態(tài)金屬等新型復(fù)合材料及光纖傳感、電場(chǎng)傳感、磁阻效應(yīng)、聲表面波、電化學(xué)等感知原理與技術(shù)研究，探索復(fù)雜電磁環(huán)境下測(cè)量交直流電場(chǎng)、極微弱電流、空間電磁場(chǎng)等對(duì)象參數(shù)感知，實(shí)現(xiàn)多特征參量微弱信號(hào)的融合感知，豐富監(jiān)測(cè)對(duì)象與參數(shù)，提高對(duì)電網(wǎng)缺陷和故障的識(shí)別精度、可靠性和系統(tǒng)可應(yīng)用性。

復(fù)雜工況下的高可靠性技術(shù)。由于輸電線路傳感器長(zhǎng)期在復(fù)雜電磁環(huán)境下工作，須加強(qiáng)復(fù)雜電磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)傳感器的干擾、損傷機(jī)理，以及傳感器有效屏蔽、封裝、抗擾能力主動(dòng)提升等技術(shù)研究，探索傳感器長(zhǎng)期運(yùn)行老化特性及其壽命評(píng)估方法，提升傳感器抗干擾能力和可靠性，評(píng)估傳感器壽命。

低功耗、芯片化微型傳感器件集成技術(shù)。海量設(shè)備接入要求傳感器必須具有小型化、低成本等特點(diǎn)，因此須加強(qiáng)微型傳感器件與數(shù)據(jù)處理、通信等功能模塊的芯片化融合集成及其低功耗實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究，完善傳感器自配置（即插即用）、自評(píng)估、自校準(zhǔn)功能，實(shí)現(xiàn)微傳感器件的融合集成和邊緣智能。

5.2.2 傳感器取能技術(shù)

取能問題已成為影響電力傳感器可靠性的主要因素之一?，F(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)往往安裝在高壓桿塔上，對(duì)輸電設(shè)備狀態(tài)信息和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行常年24 h不間斷監(jiān)測(cè)，一般情況下安裝在輸電線路野外現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)裝置沒有可供使用的交流電源，為此必須要借助能量收集技術(shù)開發(fā)獨(dú)立的供電裝置。

目前，已在電力傳感器領(lǐng)域應(yīng)用的能量收集技術(shù)主要包括太陽能取能、磁場(chǎng)區(qū)能和電場(chǎng)取能3種方式[4]。近年來雖然已有關(guān)于電磁場(chǎng)供能/取能、激光供能、微波供能以及振動(dòng)取能、溫差取能等多種新技術(shù)出現(xiàn)，但成熟應(yīng)用案例較少，取能功率、可靠性、電力適應(yīng)性、應(yīng)用成熟度均有待提高。

因此須加強(qiáng)以下技術(shù)方向研究與投入：

多樣化微源取能方式技術(shù)。結(jié)合電力應(yīng)用場(chǎng)景開展傳感器的基于微能量收集的取能技術(shù)研究，包括電磁場(chǎng)取能、振動(dòng)取能、微風(fēng)取能、溫差取能等關(guān)鍵技術(shù)研究，及核心器件、取能器模塊研發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

取能器件小型化技術(shù)。目前電力領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的金具溫度、桿塔傾斜等傳感器均已實(shí)現(xiàn)了小型化，尺寸為厘米級(jí)，電力傳感器的供電單元需與傳感器做到結(jié)構(gòu)與尺寸匹配?，F(xiàn)有環(huán)境能量收集器件中，光能、振動(dòng)和溫差在小型化方面可滿足厘米級(jí)應(yīng)用需求，但風(fēng)能、電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量收集器件仍存在較大的結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間，須進(jìn)一步向小型化趨勢(shì)發(fā)展。

5.2.3 低功耗安全網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)

低功耗安全無線傳感網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)電力傳感器接入、電力設(shè)備與環(huán)境狀態(tài)全面感知的關(guān)鍵。現(xiàn)階段電力無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)議差異大、接口不統(tǒng)一，并且節(jié)點(diǎn)功耗、組網(wǎng)開銷、通信距離、安全防護(hù)等方面難以滿足設(shè)備側(cè)電力物聯(lián)網(wǎng)差異化應(yīng)用需求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加密及用戶身份認(rèn)證機(jī)制無法滿足電力無線傳感節(jié)點(diǎn)計(jì)算/存儲(chǔ)資源受限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化下的安全需求，無線傳感網(wǎng)絡(luò)中各類終端與節(jié)點(diǎn)受功耗、電源等影響，使安全性成為一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題。

超低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)物理層與通信協(xié)議融合技術(shù)。針對(duì)感知層微功率無線傳感器接入場(chǎng)景，重點(diǎn)突破無線傳感網(wǎng)絡(luò)超低功耗通信速率、功耗等關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)超低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)物理層與通信協(xié)議融合，以低功耗通信模塊、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備等硬件裝置解決微功率無線傳感器現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行、信息高效采集與匯聚難題。

寬窄帶融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。針對(duì)輸電線路結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸需求，需加強(qiáng)輸電線路感知層大帶寬的寬窄融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)及輕量級(jí)安全連接技術(shù)研究，探索無/弱信號(hào)區(qū)微波通信等寬窄帶融合通信技術(shù)及應(yīng)用，建立健全電力低功耗寬窄融合無線傳感網(wǎng)絡(luò)安全性、通信性能評(píng)測(cè)方法。

5.2.4 其他關(guān)鍵技術(shù)

同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)其他關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)研發(fā)，例如掌握核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，突破芯片級(jí)傳感等“卡脖子”技術(shù)，大力發(fā)展面向新應(yīng)用場(chǎng)景的交直流電流、弱磁場(chǎng)、空間電場(chǎng)、振動(dòng)聲紋等智能傳感器，構(gòu)建先進(jìn)傳感研發(fā)試驗(yàn)基地，建設(shè)面向壓電材料、磁性材料等敏感材料研究、系統(tǒng)級(jí)封裝（SIP）和個(gè)性化測(cè)試等實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，加快基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備狀態(tài)智能感知理論與評(píng)價(jià)方法研究，形成智能傳感應(yīng)用閉環(huán)，助力能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級(jí)。

6 總結(jié)與展望

我國(guó)輸電線路在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展30余年，是涉及電氣、材料、微電子、光學(xué)、人工智能、信息通信等多個(gè)領(lǐng)域的綜合學(xué)科，通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、芯片技術(shù)、材料技術(shù)都發(fā)生了翻天覆地的變化，輸電線路在線監(jiān)測(cè)也迎來了巨大的發(fā)展契機(jī)。

傳感技術(shù)正向微型化、智能化、集成化、無源化方向演進(jìn)，物理感知范圍更加廣闊，信息采集手段更加便捷，數(shù)據(jù)獲取類型更加多樣，加速在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究將成為能源互聯(lián)網(wǎng)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。