“十三五”期间，我国电力系统规模仍在快速持续增长，其中 110 千伏及以上变电容量新增 24.7 亿千伏安以上，线路长度新增约 40.1 万公里，35 千伏及以下变电容量新增 2.93 亿千伏安以上，配电线路长度新增约 79.7 万公里。与此同时，我国新能源产业也取得了快速蓬勃发展，并网风电、光伏装机容量双双占据全球第一制高点，光伏领跑者示范基地、太阳能热发电、水力发电、新能源微电网、生物质能等多种形式的新能源发展精彩纷呈，新型能源已占到能源消费的 15%以上，且呈现出复杂化与智能化的发展趋势。面对我国电力系统规模的快速增长，以及电能生产模式的多样化、复杂化与智能化发展趋势，电力设备的运维工作将面临巨大的挑战。随着技术不断革新和升级，运维人员数量配置和人员素质无法得到快速提升，因此，积极探索智能电力运维技术，大力推广与发展智能电力运维装备产业，将是电力设备运维工作发展的必由之路。智能电力运维是以“大云物移智”现代信息技术为支撑，“互联网+”与电力运维检修等电力核心业务深度融合，以保障电力设备安全运行、提高运维效率为目标，具有本体及环境感知、主动预测预警、辅助诊断决策及集约运维管控功能，实现运维业务和管理信息化、自动化、智能化的技术、装备及平台的有机体。

　　近年中央经济工作会议明确提出要加强物联网等新型基础设施建设。电力设备智能运维体系建设是物联网技术在电力设备管理领域的融合应用，智能运维产业的发展和推广既是建设智能化电网的客观要求，也是建设泛在电力物联网的具体实践，其对实现我国电力领域“三型两网，世界一流”的战略目标具有非常重要的实际意义。

　　一、产业链的基本情况

　　截止 2020 年，我国已在不同电压等级的多条输电线路、多个厂站开展智能电力运维试点推广，其主要方向分为：二维互动感知，实现设备本体与传感器一体化技术、基于物联网的互联感知技术等两个维度的设备状态信息互动感知;四类融合分析，实现环境预警数据、立体巡检数据、不停电检测数据、设备评价大数据的深度融合分析;三层集约管控，实现指挥决策层、业务管理层、现场作业层的集约管控。截止目前各试点工作均取得了非常显著的成效。各省电力公司、电力设计院、高新技术企业均在智能电力运维领域投入了大量资源，从智能电力运维各细分领域的技术研究、装备研制、实施方案设计等多方面来支撑智能电力运维产业的发展。

　　从湖南省的发展情况来看，目前已基本形成了智能电力运维大数据分析决策平台、智能电力运维设备、智能电力运维整体解决方案设计的成套体系。近年我省在智能电力运维装备领域突破了一批新技术，研制了一批新装备，拥有了一批掌握核心技术的企业和科研院校，并重点在三个方面形成了自己的特点和优势：

　　一是完成了电力线路故障精确定位、智能保护测控、智能接地、环境检测、智能测温型绝缘直通接头、耐高温测温电缆等智能装备的研制;二是做优做强了智能电力运维服务云平台、智能分析决策平台、智能配电监控平台、综合能源管理平台等依托云计算、物联网、人工智能新技术打造的基础工业互联网平台;三是突破了基于神经网络和大数据分析的非侵入式负荷辨识、基于运行信息与缺陷数据的设备健康度评估、分表自动扩容、负载均衡智能调度等一批关键技术，研制了具有自主知识产权的 HPLC 通信芯片，以及以该芯片为基础的各类通信模块。四是我省电力设备智能运维产业链已汇聚了华自科技股份有限公司、威胜控股有限公司、长缆电工科技股份有限公司、湖南金龙电缆有限公司、长沙精科电力技术有限公司、湖南能创科技有限责任公司等一批装备制造主导企业，以及国网湖南省电力公司电力科学研究院、中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司、中南大学、湖南大学、长沙理工大学等一些科研院所，通过产业链和产业技术联盟形式，形成了湖南省智能电力运维装备产业链成套体系。

　　根据湖南省智能电力设备产业技术创新战略联盟统计数据显示，目前我省已拥有近六十家智能电力运维成套设备(包含设备主要零部件)生产企业，智能电力运维装备产业链产值规模约一百亿元。

　　二、现有基础及主要企业

　　(一)现有基础

　　1、拥有相对完整的产业链

　　目前，湖南省已形成集智能电力运维关键共性技术研究、智能电力运维云服务平台建设、智能电力运维设备制造、实施方案设计于一体的产业链覆盖。其中智能电力运维关键共性技术研究相关单位包括：国网湖南省电力公司电力科学研究院、湖南电器科学研究院、中南大学、湖南大学、长沙理工大学等;云服务平台建设及关键设备生产企业包括：华自科技股份有限公司、威胜控股有限公司、长缆电工科技股份有限公司、湖南金龙电缆有限　　公司、长沙精科电力技术有限公司、湖南能创科技有限责任公司等;智能电力运维整体实施方案设计相关企业包括：中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司、国网湖南省电力公司电力科学研究院等。实现了从智能电力运维关键共性技术研究、智能电力运维大数据分析决策云服务平台建设、智能电力运维装备制造、智能电力运维整体解决方案设计、用户的完整产业链。

　　2、技术优势

　　湖南省拥有以中国工程院院士、长江学者、国家杰青等为核心的智能电力运维装备领域知名专家近三十人，从事智能电力运维技术研究、大数据云服务平台建设、装备制造开发、整体解决方案设计相关的技术人员五千余人。拥有中南大学、湖南大学、长沙理工大学、国网湖南省电力公司电力科学研究院、湖南电器科学研究院、中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司等从事智能电力运维技术研究的高校和科研机构。拥有“输变电设备　　防灾减灾”国家重点实验室、“机器人视觉感知与控制技术”国家工程实验室、“电力安全监控技术”教育部工程研究中心。拥有旨在通过建立资源共享、技术交流渠道，实现强强联合，共同致力于智能电力设备产业的共性、关键和前沿技术研究与装备水平升级，促进产业科学技术成果的迅速转化，不断延伸产业链、促进产业集约、集群和集聚发展的湖南省智能电力设备产业技术创新战略联盟。近年来，省内企业、高校及科研院所先后获得智能电力运维装备相关的各类专利两百多项，并多次荣获国家和省部级科技进步奖、发明奖，同时还参与制定了《输变电设备物联网建设方案》、《泛在电力物联网智慧变电站试点工程变电信息综合处理系统技术规范》、《变电运维班辅助设备全面监控系统建设技术规范》、《无人值班小水电站安全运行规范》等国家级行业标准，　　引领了智能电力运维装备领域的技术发展。

　　3、新兴产业市场需求

　　从 2019 开始，我国开展了湖南、湖北、山东、江苏、浙江等七个省份的以智能电力运维技术为核心的智慧站试点建设，后续将逐步扩大试点范围。到 2021 年，我国将完成所有运维调度终端延伸以及主设备监控系统、辅助设备监控子系统、电力运维服务云平台的建设，实现电力设备关键信息的全面监视及智能运检。这将为智能电力运维装备产业的发展提供广阔的市场空间。

　　(二)主要企业

　　目前湖南省智能电力设备产业技术创新战略联盟共有 50 余家企业，并在不断增加中。从事智能电力运维装备制造、大数据云服务平台建设及智能电力运维整体方案设计的企业有：华自科技股份有限公司、威胜控股有限公司、长缆电工科技股份有限公司、湖南金龙电缆有限公司、中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司、长沙精科电力技术有限公司等。

　　1、华自科技股份有限公司

　　华自科技股份有限公司专注于自动化与信息化技术，为水利水电、智能变配电、环保水处理、工业控制等领域的用户提供核心软硬件产品与系统解决方案。近年来，华自科技先后投入大量资源进入到电力设备智能巡检共性技术、电力设备故障在线诊断关键技术、电力智能终端信息安全防护关键技术及电力运维服务云平台等关键共性技术的研究和产业化。公司利用大数据、互联网技术，基于专网或互联网平台的 HZNET 无人值守远程监控智　　能运维系统，可通过互联网有线或者无线 GPRS/4G/3G 无缝联接至 Web 远程或移动 APP 客户端，实现对厂站现场工况的实时监控、故障告警、在线远程诊断、产品远程升级、历史数据追溯、设备管理等服务，该成果填补了水电站无人值班运行模式技术研究的空白，达到国内领先水平。公司近年还开展了全面系统的储能技术研究，自主研发了能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)等储能系统核心部件，并研制开发了覆盖风力发电、光伏发电、水力发电、充电桩和电力系统等储能领域的全套储能系统解决方案。

　　2、威胜控股有限公司

　　威胜控股有限公司作为中国领先的能源智能计量、智能配用电与能效管理整体解决方案供应商，积极响应“泛在电力物联网”和“能源互联网”三型二网的重大决策，开展了基于神经网络和大数据分析的非侵入式负荷辨识关键技术研究，以及基于该技术的用户用电状态深度感知的智能电能表研发，并及时推出了泛在应用的“能源互联网插座及系统”和带“负荷辨识、漏电监测”功能的智能电能表，在电能表中引入负荷识别技术，实现各个负荷用电情况的在线监测和分类计量，细化了用户的用电信息，可促进优化用电模式，改善用电习惯，为智能用电提供科学参考。

　　公司通过与其它国内企业合作的方式，研发了具有威胜自主知识产权的 HPLC 通信芯片以及以该芯片为基础的各类通信模块，各类通信模块已经形成产业化规模，年度模块类产品出库高达 5000万元。

　　3、长缆电工科技股份有限公司

　　长缆电工科技股份有限公司作为国内专业生产电缆附件历史最长、品种规格最齐全的骨干企业之一，集研发、生产、销售和服务于一体，具备 500kV 及以下各电压等级交、直流全规格电缆附件及其配套产品的生产能力，具有完善的检测手段，拥有完整的产品线。公司研制的智能在线监测系统，通过实时监测电力电缆接地环流、感应电压、终端液位、接头线芯温度、局部放电等参数来辨识线路的运行状况，环境监测系统通过对电缆系统敷设环境温湿度、水位、烟雾、火灾、气体等参量监测，构建了电缆系统从本体到环境的全方位、多维度在线监测，并通过基于物联网的边缘计算和大数据分析手段，建立了专家数据库和案例库，对电缆系统运行状态、绝缘水平、故障类型、故障位置等进行分析和预判，辅助运维人员决策判断，为整个电力系统安全稳定运行保驾护航。

　　4、湖南金龙电缆有限公司

　　湖南金龙电缆有限公司作为集电线电缆制造、有 {MOD}金属新材料研发、铜铝产品精深加工、再生资源循环经济于一体的国家高新技术企业，在输电线路状态实时感知与智能诊断方向上取得了突破，研发的基于分布式光纤测温技术的耐高温测温电缆，主要用于主干电缆线路全域实时温度监控，根据耐高温测温电缆反馈的光信号来确定主干线路的故障点和故障原因，有力的保障了电网的安全稳定运行。

　　5、中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司

　　中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司具有电力行业甲级设计资质、工程勘察综合甲级资质、工程造价咨询甲级资质及工程咨询甲级资质，主要业务涵盖了电力系统规划、调度通信工程、超特高压电网工程、核电常规岛、大型火力发电、压力管道、压力容器、新能源、分布式能源工程等领域的勘测、设计、咨询、工程总承包，以及开展售电及综合能源等业务。2019 年整体规划设计了我省唯一的智慧变电站试点工程——衡阳 110 千伏狮子山智慧变电站，该智慧站集全息感知、自主巡检、远程监控、主动预警、智能决策于一体，已于 2019 年 11 月完成投运，大幅提升了我国智能电力运维水平，具有示范性作用。

　　6、长沙精科电力技术有限公司

　　长沙精科电力技术有限公司作为专注电网故障监测、故障预警、故障定位、故障消弧、故障自愈控制等智能电力运维技术与装备的高新技术企业，集研发、生产、销售、技术服务于一体，为电网输配电自动化领域提供整体解决方案。成功研发了配电网接地故障保护控制成套技术和装备，实现高达 16 千欧初始故障的灵敏检测、选线保护、消弧和故障精确定位，有效预防接地故障“伤人、起火、烧设备和停电”。公司研发的电网故障电压行波定位技术与产品、接地故障相主动降压消弧技术与产品多次被鉴定为国际领先水平。目前公司拥有多项发明专利和软件著作权，其中“电网故障行波定位方法”获得中国专利优秀奖，“基于广域电压行波的复杂电网故障精确定位技术及应用”获得了国家技术发明奖二等奖，“配电系统故障自愈控制关键技术及成套装备”获得湖南省科学技术进步一等奖。

　　三、产业链技术创新总体目标及主要任务

　　(一)主要目标

　　智能电力运维装备产业链主要目标在于智能电力运维的关键共性技术、云平台、分布式能源监控、输配电线路智能运维、变电站设备智能运维等相关领域的研究，以实现技术研究成果的产业化，创造良好的经济效益和社会效益。

　　1、技术目标

　　(1)研究智能电力运维的关键共性技术。智能电力运维装备的研制，涉及多项共性技术的研究，其中包括芯片的研究，采用国产芯片研制满足智能电力运维设备应用开发的新型硬件平台，设计开发出与新型硬件平台兼容的自主嵌入式操作系统，并深入研究传感器技术、信息挖掘算法，研发智能电力运维系列装备，主要技术指标达到行业先进水平。

　　(2)创建智能电力运维服务云平台。基于物联网、大数据等技术，实现电力运维技术与信息化、智能化技术的深度融合，利用大数据技术提升监管部门、电力生产企业、设备制造商和用电企业之间的协调、服务和决策能力，建设电力运维服务云平台，研究数据深度挖掘，创建新的自动运维体系，并有效结合电力监控系统数据中心的独有特点，合理配置电力系统资源，实现自动运维管理和电力监控系统的智能运维。

　　(3)研发分布式能源监控关键技术。分布式能源可有效缓解电力供应紧张的问题，但分布式能源具有波动性大、随机性强等特点，使得分布式能源大规模并网时可能对公共电网产生较大的冲击。因此需要研究如何有效的对分布式能源状态进行监控，研制出符合各类分布式能源特点的监控系统，并通过对监控数据的挖掘，形成有效的分布式能源管理策略，促进分布式能源的就地消纳。

　　(4)研发输配电线路运维关键技术。深入研究电力线路故障高灵敏度感知与预警技术、故障精确定位技术、故障保护与控制技术，研究基于机器人的全息电网检测技术、智能电缆附件、电缆系统综合监控终端、配电网接地故障智能处置等输配电线路关键技术，研发用于输配电线路的智能电力运维装备，提供输配电线路监控的全系列解决方案。

　　(5)研发变电站设备运维关键技术。深入研究 GIS 绝缘状态监测、容性设备状态监测、电力变压器状态监测、移动机器人巡检等变电站内设备运维技术，研制出对应的智能电力运维装备，并开展工程应用推广。

　　2、经济目标

　　到 2023 年，力争使全省智能电力运维装备总产值达到三百五十亿元，年均增长 20%以上。力争湖南智能电力运维装备相关核心技术及装备制造跨入全国前列，成为全国智能电力运维装备及数据平台建设强省和技术推广强省。

　　(二)主要任务

　　1、重点突破国产芯片和嵌入式操作系统等相关核心技术，对信息挖掘算法、传感器技术等进行深入研究，并完成基于自主芯片及操作系统的智能电力运维装备相关软硬件平台的研发。

　　2、大力开展电力运维服务云平台的建设，完成工业互联网云平台的构建，最终达到基于工业大数据互联网云平台实现故障预警、设备预测性维护，有针对性的提供检修的目的，为智能电力运维提供有力支撑。

　　3、加快对风力发电机监控、储能监控、分布式发电系统运维以及分布式发电系统远程监控关键技术的研究，研制开发出各类分布式能源相应的综合监控管理系统，形成完善的分布式发电系运维检修方案，并加大力度开展工程应用推广。

　　4、重点突破基于机器人的全息电网检测、智能电缆附件、电缆系统综合监控终端、电缆系统监控综合平台系列技术与装备等输配电线路关键技术，攻克配电网绝缘状态在线监测、故障预警、故障精确定位、故障消弧、故障选线保护、故障不停电转供等配电网接地故障处置成套技术，研发用于输配电线路运维的智能电力运维装备。

　　5、对 GIS 绝缘状态监测、容性设备状态监测、电力变压器状态监测、移动机器人巡检等变电站内设备运维技术开展深入全面的研究，研制出对应的变电站站内设备智能电力运维装备，并开展工程应用推广。

　　四、亟待解决的关键技术

　　(一)智能电力运维共性技术

　　关键核心技术内容：1、基于芯片的硬件研究及设计开发;2、嵌入式软件的研究及设计开发;3、信息挖掘算法的应用研究;4、传感器技术应用研究。

　　技术指标：1、通过国家权威机构鉴定;2、采用专用服务器硬件和代码可控的安全操作系统;3、采用国家密码管理局批准的电力专用密码算法对传输的数据进行保护，保证数据的真实性、机密性和完整性;4、表计图像识别准确率≥90%，读数误差<±2%。

　　(二)智能电力运维云平台关键技术

　　关键核心技术内容：1、大数据处理技术研究;2、运维的高级应用;3、APP 监控平台研发;4、边缘计算与容器技术的应用研究。

　　技术指标：1、系统在接入 200 个站点情况下不卡顿，运转情 况 良 好 ; 2 、 APP 监控 平 台 支 持 接 入 方 式 ： 有 线 或 无 线GPRS/5G/4G/3G;3、通过专业巡检、安全指标评估、故障预警使故障率下降 80%;4、通过能效分析、需量管理等方法优化电价，节省约 15%;5、通过电能智能控制和优化、提高设备寿命　　20%。

　　(三)分布式能源监控关键技术

　　关键核心技术内容：1、风力发电机监控关键技术研究;2、储能监控关键技术研究;3、分布式发电系统运维关键技术研究;4、分布式发电系统远程监控关键技术研究。

　　技术指标：1、监控系统平均无故障时间 MTBF：站控层不小于 20000 小时，间隔层不小于 30000 小时;2、遥控操作正确率不小于 99.99%;3、遥调操作正确率不小于 99.9%;4、事件正确记录率 100%。

　　(四)输配电线路运维关键技术

　　关键核心技术内容：1、基于机器人的全息电网检测;2、智能电缆附件;3、电缆系统综合监控终端;4、配电网绝缘状态在线监测、故障预警、故障精确定位、故障消弧、故障选线保护、故障不停电转供等配电网接地故障处置成套技术。技术指标：1、防护等级 IP68;2、局部放电检测范围：2pC～10000pC;3、局部放电监测频带：1MHz-100MHz;4、局部放电监测灵敏度：2pC;5、接地电流监测范围：0～200A(AC)、±0.5%FS;6、感应电压监测范围：0～2000V(AC)、±0.7%FS;7、光纤震动防外破采集设备防区个数：2/4/8/16;8、防区标称长度：最大单个防区探测距离 1000 米;9、接地线防盗传感器监测范围：±16g;10、配电网接地故障选线保护灵敏度：20 千欧，故障定位精度：100m，故障消弧延时小于：100ms，实现接地故障的不停电处置。

　　(五)变电站设备运维关键技术

　　关键核心技术内容：1、GIS 绝缘状态监测;2、容性设备状态监测;3、电力变压器状态监测;4、移动机器人巡检技术。

　　技术指标：1、单系统监测点位不少于 128 个，监测周期可自由调节，最小监测周期不大于 2h;2、外壳防护等级不低于 IP55;

　　3、内置传感器与主设备使用寿命一致，外置设备主体部件使用寿命达到 20 年;4、重复导航定位误差不大于±10mm。