一、团队基本信息
(一)智能输配电装备创新团队形成的背景
长期以来,平顶山学院利用平顶山市作为国家高压、超高压及特高压电器研发制造基地的行业和地域优势,和平高集团有限公司、国家高压电器质量监督检验中心(河南)等单位进行深度合作,结合学校在智能控制的优势,在输配电装备特别是输配电装备的智能化方面进行产品开发、技术改造和人才培养等方面取得了一系列的成绩,形成了高压智能开关河南省高校工程技术研究中心、高压智能电器河南省工程技术中心、高压电器河南省工程实验室等科研平台。在合作过程中,根据国家产业的发展和电力装备行业的转型升级的需求,其合作研究范围从高压智能开关延伸到高压智能电器,再从高压智能电器拓展到输配电专业领域。
同时平顶山学院根据《河南省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中建设现代能源支撑体系的要求,面向智能电网对智能输配电设备的需求,2016年整合原有高压智能开关、高压电气装备失效防护与安全服役2个校级创新团队的资源,在智能输配电装备和电能质量治理等方面进行研究,为智能电网系统提供智能设备支撑,形成了智能输配电设备的创新团队。
目前,团队成员有15人,其中河南省高校创新人才支持计划1人,博士5人,教授2人,副教授7人,平均年龄38岁。团队成员通力合作,在智能输配电研究方向上形成了一支结构合理、理论基础扎实、工程经验丰富、治学严谨、具有实干精神和较强创新能力的高水平人才队伍。
(二)智能输配电装备创新团队研究领域及方向
智能输配电装备创新团队针对河南省输配电装备制造企业产业升级中存在的问题,开展电力设备状态监测与控制、配电网电能质量分析与治理、新能源并网与控制、输配电装备设计与开发与用户用电信息采集等方面的应用研究。重点开展输配电装备中的通用智能化部件研发和智能控制,使输配电装备具有智能化,为支持智能电网、提高企业产业的附加值和竞争力。
(三)智能输配电装备创新团队标志性成果和创新型贡献
近年来,智能输配电装备创新团队围绕企业需求和国家电力行业的发展,开发了多个产品和技术,应用与输配电装备中,支援国家大型电力工程项目。
1.IST-701无线放电定位系统
提出一种基于振动信号对高压GIS内部放电点进行定位的方法,通过振动传感器采集内部放电引起的振动信号,经过无线传输进入上位机进行信号处理。通过比较不同位置的振动强弱来实现内部放电的精确定位,该系统本系统通过了国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心的实验认证,已广泛应用于GIS、母线等高压电器需要进行内部放电的定位场合。该系统配合平高集团有限公司的GIS,已经成功应用到多个输电项目中,服务于西电东输、皖电东送等国家重大电力工程。
2.基于定向天线的变电站局部放电三维定向系统
利用UHF(超高频)法进行变电站PD(局部放电)源定位,通过自行设计的Vivaldi天线作为UHF传感器搭建了天线阵列,提出基于首波互相关的时延估计方法,计算天线接收到UHF信号之间的时延建立方程组进行PD源的坐标计算和方向计算,针对噪声环境下多源分离准确率下降的问题,提出了基于时延序列分布特征的PD多源分离方法,在220kV试验变电站进行了PD的定位试验。该项技术为我国变电站局部放电检测定位提供了新的方法,目前已成功应用于广州电力公司。
3.高压开关机械状态评估系统
根据高压开关机械状态故障诊断的需要,该系统采集了高压开关分合过程中分合闸线圈的电流信号和开关的触头位移信号,通过对高压开关分合闸过程海量数据的分析建模,建立了以分合闸线圈电流特征、触头行程、分合速度、分合时间、触头超程为输入量的故障诊断模型,该模型可以对高压开关拒合、拒分、误动等常见故障进行在线分析评估,为智能电网提供数据基础。
4.高海拔大温差地区变电站母线形变监测系统
该项目为企业项目的子项目,在国内首次采用无线传感器网络+云平台的方式,获得了我国西北高海拔大温差地区GIS长母线形变量的实时数据,找到了GIS长母线的形变的原因和要素,使高海拔大温差地区GIS长母线运维技术达到了国际领先的水平。同时该技术可应用到内蒙古、甘肃、新疆等地区规划建设的超高压电网中,为俄罗斯、蒙古和中亚等国家的电能输入我国提供GIS长母线形变方面的技术保障,从而服务于国家的“一带一路”能源战略。
(四)智能输配电装备创新团队所处的地位和成果推广情况
智能输配电装备创新团队充分利用平顶山市在我国输配电装备中的行业和地域优势,依托高压智能开关河南省高校工程技术研究中心、高压智能电器河南省工程技术中心、高压电器河南省工程实验室等科研平台,发挥自身的人才优势,和企业进行分工合作开展互补研究,目前该团队在智能输配电装备的基础研究、数据采集、智能控制方面处于河南省前列。
团队开发的WSL2-III型SF6露点仪、LJL3-4A SF6检漏仪、电力成套设备完整性记录仪等产品已经成功应用到平高集团有限公司的产品生产、产品检测和产品运输中,提高了企业的生产效率和产品质量。同时开发的IDXN1高压带电显示装置、PG-CK1100开关状态指示器、输电线路故障指示器等多个产品实现了量产,作为智能化重要部件配置到平高集团有限公司的成套产品中,提高了企业产品的附加值和竞争力,产生了良好的经济和社会效益。
(五)智能输配电装备创新团队未来目标和培养计划
智能输配电装备创新团队将紧密围绕河南省经济社会发展战略和科技发展规划及平顶山市“中原电气城”发展战略,特别是《河南省“十三五”战略性新兴产业发展规划》,面向新能源产业对智能电网和智能输配电装备的需求,进行智能输配电装备的基础研究、应用研究和开发应用,形成优秀人才的团队效应和人才资源的优势整合。
在团队培养方面,通过人才项目的方式,重点培养出勇于创新、敢于实践的学术技术带头人;通过内培外引、项目驱动的方式,引进和培养科技骨干人才;加强技术的孵化和产品产业化力度,在提高自主创新能力的同时逐步实现了科技产业化;加强制度建设和绩效管理,采取相对灵活的内部运行模式,发挥团队成员的积极性;鼓励创新团队积极开展国内外的开放合作和学术交流活动。
二、团队主要成员
姓名 |
性别 |
出生年月 |
学位 |
职称 (职务) |
所学专业 |
现研究方向 |
团队分工 |
现工作单位 |
代克杰 |
男 |
1980.8 |
博士 |
副教授 |
机械工程 |
电气设备状态检测与故障诊断 |
技术负责 |
平顶山学院 |
卞和营 |
男 |
1971.3 |
硕士 |
教授 |
电气工程 |
电气自动化 |
技术负责 |
平顶山学院 |
王化冰 |
男 |
1974.4 |
硕士 |
副教授 |
电气工程 |
电力电子技术 |
项目协调 |
平顶山学院 |
赵志敏 |
男 |
1976.9 |
硕士 |
副教授 |
电气工程 |
电力系统自动化 |
项目协调 |
平顶山学院 |
李鹏飞 |
男 |
1986.10 |
博士 |
讲师 |
电气工程 |
高电压绝缘技术 |
理论研究 |
平顶山学院 |
董刚 |
男 |
1983.11 |
博士 |
讲师 |
自动化 |
智能检测与控制 |
理论研究 |
平顶山学院 |
李阔湖 |
男 |
1977.11 |
博士 |
副教授 |
光学工程 |
光谱分析术 |
仿真研究 |
平顶山学院 |
曹森鹏 |
男 |
1978.8 |
博士 |
讲师 |
光学工程 |
光电检测 |
仿真研究 |
平顶山学院 |
宋晓燕 |
女 |
1976.7 |
硕士 |
副教授 |
电气工程 |
电力电子 |
硬件开发 |
平顶山学院 |
王艳辉 |
男 |
1974.6 |
硕士 |
副教授 |
电子技术 |
电子设计 |
硬件开发 |
平顶山学院 |
金艳涛 |
男 |
1987.6 |
硕士 |
助教 |
测控技术 |
嵌入式仪表设计 |
软件开发 |
平顶山学院 |
张桐 |
男 |
1990.5 |
硕士 |
助教 |
计算机 |
计算机技术 |
软件开发 |
平顶山学院 |
陈辉 |
男 |
1978.6 |
硕士 |
助教 |
电子技术 |
单片机设计 |
试验研究 |
平顶山学院 |
翟子楠 |
男 |
1975.2 |
硕士 |
副教授 |
电气工程 |
电气测量技术 |
试验研究 |
平顶山学院 |
三、近年来取得的具有国内领先水平的重大科研成果或重大突破性进展
(一)主持完成或在研的科研项目
1.项目类别:省部级项目,项目编号:162102210345,项目名称:高海拔大温差地区GIS长母线的形变在线监测系统的研制,研究起止年月:2016-2017,资助金额:10万元,主持人:赵志敏,立项部门:河南省科技厅,进展情况:在研。
2.项目类别:省部级项目,项目编号:152102210019,项目名称:成套开关设备运输振动监测系统的研制,研究起止年月:2015-2016,资助金额:10万元,主持人:翟子楠,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
3.项目类别:省部级项目,项目编号:132300410303,项目名称:断路器机械状态评估用特征信号的提取与应用,研究起止年月:2013-2015,资助金额:0万元,主持人:代克杰,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
4.项目类别:省部级项目,项目编号:102102210421,项目名称:基于PLC与比例阀的位置闭环采样控制系统研究,研究起止年月:2010-2013,资助金额:0万元,主持人:卞和营,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
5.项目类别:省部级项目,项目编号:132102110173,项目名称:基于Profibus-DP网络的温室大棚模糊控制与监控系统的研制,研究起止年月:2013-2016,资助金额:0万元,主持人:卞和营,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
6.项目类别:省部级项目,项目编号:142102210227,项目名称:新型矿用便携式综合气体报警器,研究起止年月:2014-2016,资助金额:0万元,主持人:宋晓燕,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
7.项目类别:省部级项目,项目编号:072102240017,项目名称:基于级联多电平逆变电路的电子电力变压器研究,研究起止年月:2007-2016,资助金额:10万元,主持人:王化冰,立项部门:河南省科技厅,进展情况:结题。
8.项目类别:市厅级,项目编号:2013088,项目名称:断路器在线监测与故障诊断系统研究,研究起止年月:2013-2015,资助金额:10万元,主持人:代克杰,立项部门:平顶山市创新人才,进展情况:结题。
9.项目类别:企事业单位委托项目,项目编号:PXY-HX-2014001,项目名称:基于振动的高压开关无线放电定位系统,研究起止年月:2014-2016,资助金额:13万元,主持人:代克杰,立项部门:平高集团有限公司,进展情况:结题。
10.项目类别:企事业单位委托项目,项目编号:PXY-HX-2016002,项目名称:基于双光红外的SF6检漏仪,研究起止年月:2016-2017,资助金额:15万元,主持人:代克杰,立项部门:平高集团有限公司,进展情况:在研。
11.项目类别:企事业单位委托项目,项目编号:PXY-HX-2016001,项目名称:基于阻抗法的SF6漏点仪,研究起止年月:2016-2017,资助金额:20万元,主持人:代克杰,立项部门:平高集团有限公司,进展情况:在研。
(二)近年来取得的具有国内领先水平的重大科研成果或突破性进展情况
1.项目“基于PLC模糊PID控制在电液位置控制系统中的应用研究”在油缸位置控制系统研究方面达到国内领先水平;
2.项目“基于级联多电平你变电路的电子电力变压器技术研究”达到国内领先水平;
3.论文“基于PLC的模糊PID在热压机控制系统中的应用研究”获河南省自然科学优秀学术论文三等奖,发证单位:河南省人力资源和社会保障厅、河南省科学技术协会;
4.论文“Preparation of electroless Ni-P coating on ZnS substrate by strike nickel activation process”SCI检索,刊物名称:MATERIALS TECHNOLOGY,ISSN:1066-7857,检索号:000344714300010;
5.论文“Electroless Ni-P coating on Cu substrate with strike nickel activation and its corrosion resistance”SCI检索,刊物名称:MATERIALWISSENSCHAFT UND WERKSTOFFTECHNIK,ISSN:0933-5137,检索号:000330244100005;
6.论文“Fourier transform profilometry of a single-field fringe for dynamic objects using an interlaced scanning camera. Optics Communications” SCI检索,刊物名称:Optics Communications,ISSN:0030-4018,检索号:000370127300019;
7.论文“3D shape measurement for moving scenes using an interlaced scanning colour camera”
SCI检索,刊物名称:Journal of Optics,ISSN:2040-8978,检索号:000352007400013;
8.论文“A Novel Method for Separating and Locating Multiple Partial Discharge Sources in a Substation” SCI检索,刊物名称:Sensors,ISSN:1424-8220,检索号:000395482700031;
9.论文“Characteristics of spectral lines with crater development during laser-induced breakdown spectroscopy” SCI检索,刊物名称:Applied Optics,ISSN:1559-128X,检索号:000383996000033;
10.论文“Study on prediction model for boiler thermal efficiency based on support vector regression and particle swarm optimization” EI检索,刊物名称:Open Automation & Control Systems Journal,ISSN:18744443,检索号:20151900830840;
四、团队未来的研究方向和奋斗目标及依托单位提供的支持
(一)团队未来的研究方向和奋斗目标
1.团队未来的研究方向
团队目前在输配电系统方向的研究内容集中在高压电器的状态监测和故障诊断,针对气体绝缘组合电器的形变监测、故障放电源定位、运输过程中的振动检测、SF6气体泄漏检测等方面,研究成果目前已在平高集团的产品中得到应用,同时开展了变电站全站高压设备故障放电的检测和定位研究及配电网中新型电力电子变压器的研究。
基于当前研究内容,团队拟在以下几个方向开展下一步的研究工作:
①电力设备状态监测与控制技术;
②配电网电能质量分析与治理技术;
③新能源并网与控制技术;
④高压电器周边智能化组件开发。
2.团队的奋斗目标
利用平顶山市作为国家高压、超高压及特高压电器研发制造基地的优势,依托“高压智能电器河南省工程技术研究中心”、“高压智能电器河南省工程实验室”等省级科研平台,围绕智能输配电装备研究方向,重点开展对电力设备状态监测与控制、配电网电能质量分析与治理、新能源并网与控制、输配电装备进行设计与开发、高压电器周边智能化组件开发、高压电器智能化组件电磁兼容技术。建设河南省电气工程学科相关的特色实验室,成立服务地方企业的培训基地。为服务于“中原电气城”建设提供人力资源和技术服务支持,达到服务河南省经济社会转型需要的目的。
(二)依托单位提供的支持
1.政策方面的支持
“十三五”期间,平顶山学院实施“优势特色重点学科建设工程”,强力打造电气工程等三个学科的优势和特色,提升在相关行业的服务能力;目前,电气工程已成为校内优势较大并予以重点支持的学科;学校大力支持申报“高电压与绝缘技术”河南省重点学科,学校已申报工报工程专业硕士(电气工程方向)学位授权点;同时建立了完善的科研成果转化政策,成立了国有资产管理公司,协助团队进行创新创业和成果孵化。
2.经费方面的支持
学校设立校级重点学科建设专项经费,对高电压与绝缘技术校级重点学科每年支持经费40万元;学校对高压电器河南省工程技术中心每年支持专项经费20万元,对于高压智能开关校级科研创新团队每年支持专项经费10万元。另外,学校对对纵向项目的申报实施按照到账经费进行1:1的比例配套,对横向项目到账经费进行1:0.1比例配套。