盛戈皞：為應用創新 引領行業需求

本刊記者 錢朝軍

盛戈皞：為應用創新 引領行業需求

本刊記者 錢朝軍

專家簡介：

盛戈皞，上海交通大學電子信息與電氣工程學院副教授。在華中科技大學電力系統及其自動化專業完成了工學學士、碩士和博士學位，2005年上海交通大學電氣工程博士后出站。研究方向為輸變電設備狀態監測與智能化技術。作為負責人主持和承擔國家自然科學基金2項、“973”計劃子課題1項、“863”計劃課題2項，上海市科技攻關重點項目2項、中國博士后科學基金1項；作為主要參加人員完成國家自然科學基金2項、國家科技攻關重大項目和國家科技部國際合作項目各1項；作為負責人完成國家電網公司和南方電網公司科技項目20余項。

獲省部級科技進步獎二等獎4項、三等獎2項及上海交通大學晨星青年學者獎勵計劃優秀青年教師后備人才一等獎。2015年獲上海市科技進步獎一等獎。已在國內外重要學術刊物上發表論文100余篇，其中SCI收錄12篇，EI收錄80余篇，獲得授權發明專利22項。

如何讓高壓電力設備自己給自己“治病”？讓這些設備除了自我評估健康狀態，還能自我調整和控制？上海交通大學電子信息與電氣工程學院副教授盛戈皞和其團隊，在做的正是這樣的事情。這個平均年齡只有30多歲的年輕團隊，不斷創造新的方法和技術，在研究領域取得了一個又一個可喜的成績。2016年4月，盛戈皞和團隊的“高壓電力設備智能化關鍵技術”項目，成功獲得了上海市科技進步獎一等獎。

高壓電力設備：智能化要靠關鍵技術

智能電力設備是智能電網建設和發展的基礎，其主要作用是實現設備狀態的智能感知和運行控制的智能決策，提高設備運行的可靠性，增加設備和電網的利用效率。盛戈皞介紹說，電力設備智能化目前亟待突破的核心技術和難點是設備狀態的準確評估和缺陷故障的精確定位。

為了突破這些核心技術和難點，在上海市科委“科技創新行動”以及“973”“863”、國家自然科學基金和國家電網公司多個科技項目的支持下，盛戈皞帶領團隊與思源電氣股份有限公司合作，通過理論分析、仿真試驗測試、系統開發和現場應用，研究了基于多物理量傳感器陣列實現變壓器、氣體絕緣組合電器（GIS）等高壓電力設備狀態監測、故障定位和綜合評估診斷的方法，解決了電力設備局部放電精確定位、油中微量氣體高效可靠檢測、設備多參量融合分析以及智能評估診斷等關鍵技術難題，取得了多項關鍵技術創新。

為了提高局部放電信號監測的可靠性和定位的準確性，該項目提出了基于特高頻和超聲傳感陣列實現局部放電監測和故障準確定位的方法，利用聲電信號聯合分析和陣列信號處理技術有效排除變電站現場干擾；應用高階累積量理論和雙譜估計算法保證多個局部放電傳感器信號時延計算的魯棒性，可完全抑制常見的高斯噪聲和窄帶周期性干擾的影響，實現了強電磁干擾環境下局部放電信號時延序列的準確提取；提出了基于信號重構及時頻參數分析的多源局部放電分離方法，實現了多個放電源和脈沖干擾源的準確辨識和定位。

此外，基于曲流技術研制了適用于變壓器和GIS設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%，但是靈敏度優于后者（大于10mm）；利用上述技術研制的聲電聯合局部放電監測IED和帶電檢測裝置可有效地排除變電站現場干擾，實驗室測試和用戶現場應用表明：設備絕緣缺陷的定位誤差控制在厘米級。

盛戈皞介紹道，該項目還發明了自適應高效真空脫氣技術，縮短了脫氣時間，提高了脫氣效率以及定量脫氣的準確性，15min的脫氣效率大于95%，能及時反映變壓器油中的含氣量變化，確保檢測的準確性。采用全過程定量測試技術，對油路系統和氣路系統都進行定量測量，使在線監測數據不受外部環境的影響，同時提出了傳感器自動標定和油色譜監測數據有效性在線分析的方法，消除人工標定帶來的誤差，通過故障特征模型庫和傳感陣列分布特征分析實現異常數據的在線自動判斷，提高了監測數據的穩定性和準確性。

如何實現設備狀態評估診斷的個性化和差異化，提高設備狀態評估和故障診斷的及時性和準確性？盛戈皞和團隊從多個狀態參量變化的關聯關系出發，開發了“基于海量信息融合分析的多參量設備狀態評估診斷技術”。該技術體系提出采用半監督學習、關聯規則挖掘、主成分分析、時間序列分析等大數據挖掘分析技術對各類設備狀態數據進行多參量、多維度融合分析的方法，實現了多維設備狀態異常快速檢測、設備健康狀態綜合評估和故障診斷。

該項目共申請專利51項，其中發明專利授權12項，實用新型專利授權18項；獲得軟件著作權5項；發表SCI/EI學術論文42篇，其中SCI收錄12篇。研究成果整體達到國際先進水平，在應用多物理量傳感器陣列提高設備狀態評估和缺陷定位準確性、真空脫氣技術、全過程定量測試技術、傳感器自動標定技術等方面達到國際領先水平。

創新的意義在于推廣應用

“電力行業比較傳統，不能為了創新而創新。要有應用性的創新，要經常跟電網公司探討跟企業交流，要根據需求創新。”盛戈皞表達出了創新的真正意義——推廣應用。

在“高壓電力設備智能化關鍵技術”項目中，盛戈皞團隊利用多項關鍵技術的研究成果研制了局部放電監測IED、油色譜監測IED、氣體狀態監測IED等關鍵智能組件裝置，開發出多參數協同分析的高壓電力設備狀態評估和故障診斷軟件,形成了變壓器和GIS多參量狀態監測智能組件、局部放電檢測傳感器、帶電檢測裝置以及傳統組合開關設備升級改造的智能化GIS等一系列產品，在智能變電站建設和傳統變電站改造中獲得大量應用。

經第三方權威檢驗機構測試和用戶現場應用表明，與國內外主流的技術和產品比較，該項目主要優勢是局部放電檢測定位結果不受現場干擾的影響，定位精度達到厘米級；油中氣體在線監測數據的準確性和穩定性更高，監測數據的重復性相對標準偏差小于3%，并且可以實現系統的自動標定；設備狀態評估診斷采用了多參量融合分析技術提高了設備狀態評估準確性，評估診斷準確率超過90%。

盛戈皞介紹說，項目的技術成果及產品已在電網公司和發電企業1000多個智能變電站和常規變電站改造中應用，遍布全國31個省區市，同時出口印度、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施。

同時，項目也帶來了巨大的經濟與社會效益。項目研制的相關產品近三年新增產值20.32億元，新增利潤6.25億元。項目技術和產品的推廣應用在上海、山東、安徽等電網檢測定位出30余個電力設備故障隱患，避免了停電事故和設備損壞引起的經濟損失，提高了電網供電可靠性和設備利用效率，有力地推動了智能電網的建設和傳統電力設備產業的升級。

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，盛戈皞和每一個團隊成員都會到現場采集數據，在實驗室做大量反復實驗，面對這樣量大又相對比較枯燥的工作，盛戈皞說：“一定要有責任心和動力。”

談到做科研，盛戈皞也表達了自己多年的心得和體會：“首先要找準方向，應花大量時間去發現應用趨勢；二是要堅持，半途而廢不可取；三是要踏實，不能一知半解，要有刨根問底的精神；四是要多關注和注重新的方法和新的技術。”

談到下一步計劃，盛戈皞說：“將繼續設備智能化方向和技術的推廣應用，更重要的是要提高檢測和評估的經濟性和可靠性。大量應用要控制成本還有可靠性，做到這些才能更好地推廣。”而談到未來目標，盛戈皞則充滿信心地回答到：“我們要從順應國家電力公司的需要，到引領整個行業的需求”。相信這個年輕的團隊，在不斷努力和創新中，定會如愿！

盛戈皞（前排右一）獲得上海市科技進步獎一等獎