研究目的
提出并发展一种新型"智能电网+"数字能源网络概念,该概念包含基于无源光纤传感器网络的诊断监测层,采用可寻址光纤布拉格光栅以提高可靠性和效率。
研究成果
“智能电网+”概念成功利用基于AFBG的光纤传感网络将诊断监测层集成到数字能源电网中,在多路复用、成本效益和可靠性方面具有优势。未来的工作应聚焦于更广泛的应用以及对各类能源设备的优化。
研究不足
该系统依赖特定的光纤组件,在电磁干扰环境中可能面临挑战;大规模实施的可扩展性和成本问题尚未得到充分解决。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及设计采用混合TWDM结构和PON架构的光纤传感器网络(FOSN),利用可寻址光纤布拉格光栅(AFBG)实现多路复用与信号检测。理论模型包含微波频段处理的拍频信号分析。
2:样本选择与数据来源:
包括能源电网中完整开关柜触点与母线的温度监测案例,传感器集成于设备内部。
3:实验设备与材料清单:
包含AFBG、光分路器、光纤电缆、光电转换器、光电探测器及3M DP490等粘合剂。
4:实验流程与操作步骤:
光源辐射通过AFBG后,信号经光学滤波器和光电探测器处理,数据由微控制器及基于FFT的软件分析。完成开关柜内传感器的物理原型制作与安装。
5:数据分析方法:
采用拍频频率分析处理微波频段信号,归一化至激光功率后与存储的校准值比对。
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获取完整内容-
Addressable Fiber Bragg Grating
AFBG with two symmetrical phase π-shifts
Not specified
Sensing element and multiplexing tool for fiber optic sensor networks, used for temperature monitoring in energy grids.
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Photodetector
Bandwidth of 20 GHz
Not specified
Detects optical signals and converts them to electrical signals for processing in the microwave range.
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Optical Splitter
1:N (e.g., PLC 1:4)
Not specified
Splits optical signals for distribution to multiple sensors or channels in the network.
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Fiber Optic Cable
With fiberglass armor bars
Not specified
Transmits optical signals between components, resistant to electromagnetic influences.
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Adhesive
DP490
3M
Used to mount sensors on busbars for thermal conductivity and stability.
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Optoelectronic Converter
Not specified
Not specified
Converts optical signals from AFBGs to electrical signals for further processing and analysis.
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