輸電線路監(jiān)測項目評估報告

PAGEPAGE19“高壓輸電線路光纖傳感監(jiān)測系統(tǒng)”研發(fā)立項評估分析報告許繼—電子科大聯(lián)合實驗室前言輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，保證輸電線路的正常運行是整個電網(wǎng)安全運行的前提和保障。隨著輸電容量的不斷擴大，對輸電線路的檢測越來越困難，需要大量的人力，這種情況下，輸電線路的運行狀態(tài)和故障隱患的不可知性與大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的矛盾日趨突出。通過使用先進的測量傳感器技術(shù)，研制線路運行環(huán)境和運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)，在各網(wǎng)省公司統(tǒng)一建設(shè)線路狀態(tài)檢測中心，為生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）提供基礎(chǔ)信息。采用在線監(jiān)測方法對輸電線路進行監(jiān)測可以及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少停電次數(shù)，提高供電可靠性，降低供電成本，達到提高生產(chǎn)效率的目的。在總部匯集各網(wǎng)省線路狀態(tài)信息，對特高壓線路、跨區(qū)電網(wǎng)、大跨越等重要線路設(shè)施運行狀態(tài)和覆冰、大風(fēng)等線路微氣象環(huán)境進行綜合檢測。實現(xiàn)狀態(tài)評估、故障診斷、狀態(tài)檢修和風(fēng)險預(yù)警，提高輸電網(wǎng)安全運行水平，建設(shè)輸電線路監(jiān)測中心是電網(wǎng)安全運行現(xiàn)實的迫切需要，也是發(fā)展智能電網(wǎng)的需要。2.市場分析和產(chǎn)品策略2.1市場分析電力產(chǎn)品市場的發(fā)展源自其自身內(nèi)在發(fā)展需求的演變和外部環(huán)境、政策變化的相互作用。高壓輸電線路監(jiān)測技術(shù)和產(chǎn)品市場的發(fā)展遵循著這種需求演變過程的規(guī)律，順應(yīng)其發(fā)展規(guī)律，預(yù)判發(fā)展方向和多層次需求，有利于指導(dǎo)我們的產(chǎn)品研發(fā)方向和深度、生產(chǎn)規(guī)模和資源配置以及市場營銷策略。政策市場分析發(fā)展輸電線路監(jiān)測應(yīng)用的政策背景對電力行業(yè)政策背景的分析有助于建立企業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)的更新?lián)Q代和研發(fā)規(guī)劃，分析新產(chǎn)品生命周期，論證區(qū)域市場和細分市場情況，從而做出科學(xué)的產(chǎn)品開發(fā)決策。電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的提出和應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，由于歷史原因，這種技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用一直是不夠完善的，又由于輸電線路監(jiān)測的難度大，應(yīng)用經(jīng)驗少，未能列入電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的熱點或者重點之一。在經(jīng)歷了幾次大規(guī)模的電網(wǎng)改造后，電網(wǎng)的發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻的變化，對在線監(jiān)測技術(shù)的需求成為電網(wǎng)建設(shè)的熱點之一。電網(wǎng)改造的新特點：經(jīng)歷了幾次大規(guī)模電網(wǎng)改造，扭轉(zhuǎn)了電網(wǎng)發(fā)展對經(jīng)濟發(fā)展的不適應(yīng)局面，截至2008年底，全國220kV以上高壓輸電線路約30多萬公里。未來5年，城市電網(wǎng)改造轉(zhuǎn)為正常狀態(tài)，熱點轉(zhuǎn)向骨干網(wǎng)架建設(shè)，建設(shè)一體化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，到2015年，我國將形成覆蓋華北、華中、華東地區(qū)的超／特高壓交流同步電網(wǎng)，含蒙西、陜北、晉東南、淮南、徐州煤電基地及西南水電基地電力外送的超／特高壓骨干電網(wǎng)。國家將建立西電東送三個通道：北通道、南通道、中通道。以高壓輸電線路用鋼芯鋁絞線為例，2008年至2012年我國鋼芯鋁絞線需求量及產(chǎn)量預(yù)測數(shù)據(jù)如下，5年內(nèi)增幅約40%，年均8%，與國家GDP增長相吻合：年份需求量預(yù)測（萬噸）產(chǎn)量預(yù)測（萬噸）2008102.36104.392009111.58112.692010121.94121.692011133.60131.442012146.73142另一方面，電網(wǎng)的發(fā)展從量變（提高電網(wǎng)覆蓋和輸送能力）到質(zhì)變（提供安全、可靠、高質(zhì)量電能），進入新的發(fā)展階段。這種轉(zhuǎn)變是實質(zhì)性的和可持續(xù)發(fā)展的。企業(yè)競爭力建設(shè)的轉(zhuǎn)變：國家電網(wǎng)公司進入世界50強，提高核心競爭力是重要任務(wù)，為此先后提出了建設(shè)統(tǒng)一電網(wǎng)、集約化管理和智能電網(wǎng)等發(fā)展思路，對管理的現(xiàn)代化、服務(wù)的質(zhì)量、技術(shù)裝備的自動化和信息化等提出了更高的要求。這種深刻的變革會在今后很長時間逐步體現(xiàn)出來。環(huán)境變化對改變發(fā)展方式的促進作用：建設(shè)智能電網(wǎng)是更好地促進人與環(huán)境相互適應(yīng)的戰(zhàn)略性規(guī)劃，從正面提出了電網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)；而近年來自然環(huán)境的不斷惡化，導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生大面積災(zāi)害，嚴重影響了經(jīng)濟發(fā)展和人民生活，則從反面對電網(wǎng)建設(shè)的方向和任務(wù)提出了要求，并導(dǎo)致一系列配套政策的出臺。關(guān)聯(lián)性配套政策提出的時機：上述情況的變化對電力設(shè)備的檢測、維護的工作局面產(chǎn)生了深刻的影響。早期提出的設(shè)備狀態(tài)檢修是為了降低運維成本，對狀態(tài)進修工作的研究是獨立進行的，由于監(jiān)測技術(shù)還沒有較全面的、實質(zhì)性的進展，狀態(tài)進修工作距離實際應(yīng)用還有很大距離；監(jiān)測技術(shù)尤其是輸電線路監(jiān)測技術(shù)，因其理論研究不夠充分，實施難度高，一直是在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的死區(qū)，同時沒有建立相關(guān)技術(shù)標準，在上述情況發(fā)生實質(zhì)變化之前基本上處于沒有啟動狀態(tài)，只有零星應(yīng)用。智能電網(wǎng)的提出和環(huán)境趨于惡劣的變化，使得發(fā)展在線檢測技術(shù)迅速提上議事日程，各級相關(guān)管理部門很快提出了具體的要求，為這些工作任務(wù)的開展形成了良好的工作環(huán)境。b.政策內(nèi)容與目標對電力設(shè)備在線監(jiān)測應(yīng)用而言，配套的政策包括：智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃：規(guī)定了對輸電線路建設(shè)的資金投入，實現(xiàn)自動化、信息化、互動化的設(shè)備、運維手段等。由于資金投入大，目標明確、部署迅速，對在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用工作是有力的推動。例如：國家電網(wǎng)公司下發(fā)的《網(wǎng)省電網(wǎng)智能化規(guī)范編制規(guī)劃》中輸電環(huán)節(jié)中明確輸電環(huán)節(jié)智能化內(nèi)容主要包括：輸電線路運行環(huán)境類的監(jiān)測（如雷電、污穢、覆冰、風(fēng)雨、通道等）；輸電線路運行狀態(tài)類的監(jiān)測（如導(dǎo)線風(fēng)偏、弧垂、絕緣自老化、大跨越微風(fēng)震動、鐵塔傾斜）；輸電線路地理信息系統(tǒng)（GIS）；輸電線路災(zāi)害監(jiān)測及安全預(yù)警、輸電線路狀態(tài)評估與狀態(tài)檢修；提高輸電線路輸送能力等。狀態(tài)檢修管理的推廣應(yīng)用：設(shè)備狀態(tài)檢修的研究工作意境開展了很長時間，局部的試點應(yīng)用也取得了良好的效果，對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集規(guī)范也已明確，但由于檢測技術(shù)還沒有普及，大部分設(shè)備尚未實現(xiàn)在線檢測，為了盡快推進全面設(shè)備狀態(tài)檢修的實現(xiàn)，應(yīng)加快監(jiān)測技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)、應(yīng)用進程。災(zāi)害防范戰(zhàn)略規(guī)劃：前幾年出現(xiàn)的冰雪、地震、風(fēng)災(zāi)等自然災(zāi)害對高壓輸電線路造成了嚴重的破壞，有些地區(qū)的結(jié)果是災(zāi)難性的。國網(wǎng)、南網(wǎng)迅速作出反應(yīng)，提出了包括應(yīng)急方案、差異化設(shè)計、加強監(jiān)測技術(shù)手段、制定監(jiān)測裝備技術(shù)標準等一系列應(yīng)對措施，為監(jiān)測技術(shù)的研究與應(yīng)用提供了全面的應(yīng)用平臺，直接提速研究和應(yīng)用工作，形成了今天的應(yīng)用局面。集約化設(shè)備生命周期管理規(guī)劃：電網(wǎng)公司是設(shè)備密集型企業(yè)，龐大的固定資產(chǎn)需要進行有效地管理，歷史上一直采用人工管理，輔以少量的自動化手段，隨著電網(wǎng)建設(shè)、工作、服務(wù)質(zhì)量的提升，資產(chǎn)的有效管理牽涉面廣、工作細致，成為管理工作的一個重點，國網(wǎng)公司于年初出臺了“資產(chǎn)生命周期管理規(guī)劃”，并迅速部署各級工作，積極推進工作進程。在線監(jiān)測工作對設(shè)備生命周期管理的貢獻包括：檢查設(shè)備的存在狀態(tài)、使用狀態(tài)、壽命評估、管理策略建議、異常和報警處理等，是設(shè)備生命周期管理必不可少的環(huán)節(jié)，也是未來最終的管理模式。隨著“生命周期管理規(guī)劃”的實施，也會有力地推動在線監(jiān)測的應(yīng)用。c.政策執(zhí)行的階段性在線監(jiān)測技術(shù)為運行、維護、檢修、管理部門提供了提供了一種有效地手段，提升了個管理環(huán)節(jié)的工作水平。由于發(fā)展不平衡的原因，對設(shè)備管理的手段落后，因此管理需求是多方面的，這就造成了多層次、不同時期的不同應(yīng)用需求。簡言之，對各及電網(wǎng)公司用戶來說，首先是要完善監(jiān)測手段，對本地區(qū)監(jiān)測特點采取針對性措施，實現(xiàn)管理目標。這從到目前為止各地的招投標內(nèi)容可見端倪；下一步，隨著管理目標和管理系統(tǒng)功能的提升，按照智能化要求強化監(jiān)測系統(tǒng)功能配置和應(yīng)用性能；第三步，智能前端設(shè)備（監(jiān)測系統(tǒng)）與智能化管理系統(tǒng)構(gòu)建一體化智能系統(tǒng)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的最終目標。由于智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃任務(wù)執(zhí)行在即，按照規(guī)劃要求，一旦確立具體的目標、內(nèi)容會很快實施，近兩年是試點階段，估計兩年后即開始推廣應(yīng)用。上述分析對于我們分析產(chǎn)品需求、進行產(chǎn)品定位、以合理的成本和資源配置按市場規(guī)律和應(yīng)用周期提供合適的產(chǎn)品是有幫助的。d.區(qū)域需求的不平衡性市場的成熟度是我們進行研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的重要依據(jù)之一。整體或局部市場成熟度指標可包括：區(qū)域應(yīng)用類型，資金計劃情況、監(jiān)測工作是否納入管理考核等?？梢灶A(yù)見，各地區(qū)在這項工作的支持力度上肯定是有區(qū)別的，自然災(zāi)害嚴重、電網(wǎng)建設(shè)速度快、管理水平高的地區(qū)應(yīng)用情況會好些、快些。技術(shù)市場分析技術(shù)發(fā)展歷程國外在20世紀90年代針對輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)開展了系統(tǒng)研究，如澳大利亞紅相公司開發(fā)的絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測系統(tǒng)，美國電科院開發(fā)的輸電線路應(yīng)力溫度監(jiān)測系統(tǒng)等；2000年以后，國內(nèi)清華、西交大以及西安金源公司、國網(wǎng)富達科技公司等先后開發(fā)了部分或完整的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)，涵蓋了線路覆冰、導(dǎo)線舞動、線路防盜、圖像監(jiān)控、導(dǎo)線測溫等在線監(jiān)測技術(shù)。早期產(chǎn)品穩(wěn)定性差、缺乏經(jīng)驗、提供的信息不完整，達不到實用化要求。上述主流單位經(jīng)過幾年的努力，自2007年以后向市場推出了較為成熟的產(chǎn)品，在電力系統(tǒng)推廣應(yīng)用，取得了較為立項的應(yīng)用效果。在上述發(fā)展過程中，2000—2004年主要是開發(fā)第一代產(chǎn)品、分析需求、狀態(tài)識別模型理論建設(shè)、積累現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗；2005年以后主要是建立狀態(tài)識別模型、解決電子產(chǎn)品穩(wěn)定性問題、解決一些關(guān)鍵技術(shù)（現(xiàn)場供電、遠程通信等）問題和產(chǎn)品配套、系列化問題；2008年國網(wǎng)公司制定了相關(guān)技術(shù)標準：Q/GDW2XX-2008系列輸電線路在線監(jiān)測通用技術(shù)條件和技術(shù)導(dǎo)則。從中可見，輸電線路電子式在線監(jiān)測產(chǎn)品的成熟周期為10年，期間明確需求和識別模型理論分析以及單體裝置取得初步的現(xiàn)場運行經(jīng)驗用了5年時間，屬于認識、嘗試階段；后5年屬于正式研發(fā)、上規(guī)模應(yīng)用階段，實現(xiàn)全部監(jiān)測功能，重點解決（電子式）產(chǎn)品穩(wěn)定性問題和建立技術(shù)標準。經(jīng)過近10年的發(fā)展，第一代基于電子技術(shù)的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)成型，獲得了較好的應(yīng)用效果，并建立了相關(guān)技術(shù)標準，各地陸續(xù)展開招投標工作。根據(jù)電力行業(yè)監(jiān)測產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)驗，電子產(chǎn)品完成相關(guān)標準建設(shè)后，依據(jù)自身技術(shù)升級換代的空間較小，技術(shù)上可挖掘的潛力不大。因此，未來產(chǎn)品的升級換代將以采用新材料、新技術(shù)、新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為特點，例如，基于光纖傳感技術(shù)的新一代在線監(jiān)測系統(tǒng)。新的系統(tǒng)在目前技術(shù)標準的基礎(chǔ)上，將進一步貼近和滿足智能電網(wǎng)建設(shè)的要求，提升智能電網(wǎng)管理模式的前端或底層系統(tǒng)的信息化、自動化和智能化。其研發(fā)模式由于繼承了狀態(tài)識別模型理論和實用化技術(shù)（專家系統(tǒng)），復(fù)制了技術(shù)規(guī)范規(guī)定的全部功能，采用數(shù)字仿真、真實歷史數(shù)據(jù)模擬仿真等驗證技術(shù)，并以光纖傳感器的穩(wěn)定、可靠、準確、不受干擾的技術(shù)優(yōu)勢，繞開了傳統(tǒng)電子式監(jiān)測技術(shù)無法避免的穩(wěn)定性、可靠性技術(shù)（產(chǎn)品）成熟周期，將會有效縮短研發(fā)周期。主流公司產(chǎn)品技術(shù)及評價以西安金源電氣股份有限公司、中國電力科學(xué)研究院（北京國網(wǎng)富達科技發(fā)展有限公司）、國家電網(wǎng)研究院（武漢）、杭州東信電力科技有限公司、杭州雷鳥公司等為代表的主流公司在近年的招投標中占據(jù)了主要的市場份額，其技術(shù)具有代表性。目前國內(nèi)企業(yè)對輸電線路的監(jiān)測基本上都是電子式輸電線路在線監(jiān)測，產(chǎn)品較為成熟。其原理：監(jiān)測系統(tǒng)通過再敢踏上安裝氣象、視頻、振動、以及拉力、傾角等各種電子傳感器，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集集中，通過公網(wǎng)GSM(GPRS)及CDMA通道，將數(shù)據(jù)及視頻信號傳到中心站后臺分析系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計條件，通過專家?guī)旌蛯Ω鞣N理論模型的計算，實現(xiàn)對導(dǎo)線等值覆冰厚度、桿塔不平衡張力、氣象條件、導(dǎo)線振動頻率、絕緣子泄漏電流、現(xiàn)場圖像等過程監(jiān)測，提供災(zāi)害預(yù)警；通過在線監(jiān)測輸電線路導(dǎo)線溫度及微氣象參數(shù)及后臺計算分析，實現(xiàn)輸電線路實時動態(tài)增容等。由于輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)周期只有10年左右，前期理論準備不足，應(yīng)用經(jīng)驗、技術(shù)的積累不充分，形成了現(xiàn)今各公司技術(shù)的趨同化，產(chǎn)品同質(zhì)化情況很明顯，下表展示了國內(nèi)各公司輸電線路監(jiān)測技術(shù)匯總情況：應(yīng)用類別技術(shù)類型監(jiān)測系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測主機（主站、子站）+無線遠程通信+遠方專家管理系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)測方式主站主站+子站通信技術(shù)GPRS/CDMAGPRS/CDMA+短距離無線通信OPGW光通信（金源）電源技術(shù)太陽能+蓄電池太陽能/風(fēng)能+蓄電池抗干擾屏蔽技術(shù)多層屏蔽技術(shù)按功能、按模塊屏蔽技術(shù)傳感器技術(shù)種類電子式傳感器電子式傳感器+個別光纖傳感器傳感器技術(shù)細分常規(guī)電子式傳感器特殊傳感器核心管理系統(tǒng)專家系統(tǒng)，但各公司專家系統(tǒng)成熟程度有差異，影響應(yīng)用效果注：“特殊傳感器”指用于絕緣子脈沖電流監(jiān)測、導(dǎo)線溫度檢測、視頻監(jiān)測用傳感器。技術(shù)的同質(zhì)化反映了正反兩個方面的問題：隨著技術(shù)不斷成熟，相關(guān)標準的建立，成熟的技術(shù)得以推廣應(yīng)用，表明現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)達到了比較成熟的程度。比如：1）前述主流產(chǎn)品公司基本實現(xiàn)了按照國網(wǎng)公司標準配置的全部輸電線路在線監(jiān)測功能，滿足了電網(wǎng)公司用戶的運行、維護和管理部門目前的需求。2）絕緣子污穢監(jiān)測技術(shù)。目前公認較成熟的技術(shù)是檢測脈沖泄漏電流，采用開合式電流互感器能夠準確測量信號。3）導(dǎo)線溫度、電流檢測傳感裝置。國內(nèi)在線監(jiān)測系統(tǒng)無一例外都采用這種技術(shù)和結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為標準化產(chǎn)品。4）視頻監(jiān)控技術(shù)。由于輸電線路分布廣、人工難以實時監(jiān)測現(xiàn)場情況，因此采用視頻監(jiān)視方式很好地解決了運行部門對現(xiàn)場情況的判斷。另一方面，一些技術(shù)的應(yīng)用已達極限，雖然受到限制也是無奈之舉，例如：1）通信技術(shù)采用電信無線通信服務(wù)方式，一則存在信息安全隱患；二來信號覆蓋尚有死區(qū)，需要借助中繼傳遞應(yīng)用；第三，輸電線路采集數(shù)據(jù)量較大，遇災(zāi)害情況實時采集和遠程傳送會發(fā)生數(shù)據(jù)阻塞情況（在電信公司處堵塞），這時有可能會丟失信息，造成信息缺失損失。有公司在一臺裝置上配置了兩套通信終端，以圖解決大量數(shù)據(jù)傳輸問題，對此，無論是成本還是應(yīng)用方式都不值得推薦；第四，電信無線通信實時性不夠穩(wěn)定，在需要進行綜合實時數(shù)據(jù)分析判斷時，由于各現(xiàn)場主站采集數(shù)據(jù)不能夠同步遠傳，時間差可能會達到不能容忍的程度，影響系統(tǒng)對災(zāi)害情況的實時分析判斷。2）電力行業(yè)采用基于電子技術(shù)的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用有著很長時間的應(yīng)用經(jīng)驗，此前的現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，比如，負荷控制終端、變電站在線監(jiān)測裝置等。但是，高壓/超高壓輸電線路的應(yīng)用環(huán)境超出以前所有的應(yīng)用環(huán)境，多年來一直是現(xiàn)場監(jiān)測應(yīng)用的困難區(qū)域，應(yīng)用經(jīng)驗貧乏，現(xiàn)在以10年為周期完成全面的監(jiān)測應(yīng)用，并達到比較好的狀態(tài)難度已經(jīng)很大，實際上，08年以前輸電線路監(jiān)測裝置還在不斷地大量更換現(xiàn)場設(shè)備，皆因技術(shù)還未達標，近年來，個別公司取得了一定的突破（如西安金源公司獲得近70%的市場份額），是由于關(guān)鍵技術(shù)解決的比較好。實際上，從最終用戶看來，在線監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場運行取得比較好的效果一定程度上是以犧牲現(xiàn)場維護工作量為代價的，我們從設(shè)計、用戶等單位獲得的信息反映了這種情況。3）主流產(chǎn)品技術(shù)在極端條件下的應(yīng)用還受到限制，據(jù)來自設(shè)計單位（西南電力設(shè)計院）的意見（因其在前期設(shè)計過程中需要現(xiàn)場勘查、監(jiān)測輸電線路應(yīng)用環(huán)境，故其意見是有價值的），現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)在極端條件，比如嚴寒地區(qū)的冰雪災(zāi)害情況下，電子產(chǎn)品無法使用，電源問題很難解決，需要考慮采用新技術(shù)、新設(shè)備。4）現(xiàn)在的技術(shù)標準是在總結(jié)以前的應(yīng)用經(jīng)驗基礎(chǔ)上編制的，由于時間原因，未能充分反映智能電網(wǎng)對檢測技術(shù)應(yīng)用的要求，因此未來無論從產(chǎn)品以及標準都有提升空間，這只能從下一代產(chǎn)品應(yīng)用過程予以解決。5）以下列出了現(xiàn)有產(chǎn)品在技術(shù)方面可能存在的問題，當然并不排除少數(shù)公司技術(shù)相對成熟。存在的問題內(nèi)容說明診斷識別技術(shù)的標準化高壓線路設(shè)備離線的實驗室檢驗結(jié)果與現(xiàn)場運行情況是有差異的，以試驗結(jié)論用于現(xiàn)場判斷足可以產(chǎn)生誤判，目前經(jīng)驗積累還不夠完整，需要在標準化過程中來解決。在線監(jiān)測技術(shù)的穩(wěn)定性、可靠性監(jiān)測裝置在電路設(shè)計中，抗干擾技術(shù)、絕緣防雷技術(shù)、防護標準等級（對現(xiàn)場環(huán)境還缺乏充分的認識）、軟件糾錯等方面尚未完全過關(guān)。傳感器技術(shù)在輸電線路環(huán)境下的應(yīng)用情況比較復(fù)雜，準確性、可靠性，甚至安裝工藝的影響問題，還需要完善，不能寄希望于現(xiàn)場的定期維護檢驗。遠程通信技術(shù)需要解決大量數(shù)據(jù)傳輸和實時性問題?，F(xiàn)場設(shè)備成本現(xiàn)場設(shè)備的費用由于功能多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器件頂級配置導(dǎo)致成本越做越高，目前一臺裝置費用接近8、9萬元。2.1.3銷售市場分析a.市場容量及區(qū)域市場情況分析據(jù)中國電力科學(xué)研究院線路監(jiān)測與運行技術(shù)研究所的陳志高所長介紹，2009年全國的輸電線路在線監(jiān)測的市場容量的約在3億，今后幾年市場應(yīng)該處于爬坡狀態(tài)，市場容量這幾年每年都在以100%的速度增長。各地區(qū)試點和招標情況分析：（規(guī)模，產(chǎn)品配套情況，規(guī)劃、計劃情況等）b．主流廠商及市場份額分析（金源約占70%，國網(wǎng)富達科技公司約占1.7%，其它累積27%左右）c.主流廠商營銷策略分析這里主要是從產(chǎn)品的配套、銷售方式等方面分析。在國家電網(wǎng)公司在線監(jiān)測相關(guān)技術(shù)標準出臺前，各公司產(chǎn)品沒能實現(xiàn)完整的套裝系列產(chǎn)品，市場上各種產(chǎn)品均在銷售，包括獨立的單一功能系統(tǒng)，如絕緣子監(jiān)測系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)、氣象監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)測系統(tǒng)等；目前，隨著技術(shù)標準的出臺和技術(shù)的成熟，具備了大規(guī)模招標的條件，主流公司完成了自主研發(fā)產(chǎn)品的配套和系列化，以適應(yīng)用戶的整體應(yīng)用規(guī)劃和招標計劃。銷售方式方面，中型公司以直銷為主，例如西安金源公司進行分區(qū)銷售管理。小型公司則以直銷和代理為主，例如國網(wǎng)富達科技公司。2.2目標市場2.2.1公司研發(fā)的基于光纖傳感技術(shù)的套裝輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)屬于第二代產(chǎn)品，符合國網(wǎng)公司相關(guān)技術(shù)標準的規(guī)定，可滿足客戶的技術(shù)和管理應(yīng)用要求，另有1/3的功能是以智能電網(wǎng)為指導(dǎo)思想開發(fā)的，可滿足用戶高端應(yīng)用需求，并指導(dǎo)用戶深化應(yīng)用以提高管理效率。由于公司產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)與市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)差異很大，成本計算方法也不同，即現(xiàn)場設(shè)備簡單，成本低廉，遠程應(yīng)用系統(tǒng)成本高，但應(yīng)用模式可同時管理全站多條線路的監(jiān)測應(yīng)用，其成本分攤在各條輸電線路上，因此，考慮合理的性價比后最佳應(yīng)用模式是，監(jiān)測對象越多，系統(tǒng)規(guī)模越大，性價比越高。與傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)在成本核算上有一個平衡點，找出此點可指導(dǎo)銷售策略。2.2.2客戶需求的多樣性和地區(qū)的差異性決定了產(chǎn)品的研發(fā)方式以及銷售目標和策略。公司產(chǎn)品具備了國網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)標準的全部功能，可滿足多樣性需求，但各地區(qū)客戶的應(yīng)用是有規(guī)律可循的，例如：兩湖地區(qū)有覆冰監(jiān)測需求，南網(wǎng)大部地區(qū)有大風(fēng)舞動監(jiān)測需求，大跨越線路有舞動、振動監(jiān)測需求等。根據(jù)對區(qū)域需求的分析，可以合理設(shè)計產(chǎn)品套裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)較好的性價比。公司產(chǎn)品中一部分可以獨立成型，故障精確定位功能、雷擊定位功能可設(shè)計成獨立裝置銷售，除了技術(shù)標準未予明確外，也因為客戶管理部門不同，可獨立成型。這些裝置的功能是很有競爭力的。2.2.3應(yīng)用服務(wù)商定位分析公司產(chǎn)品設(shè)計指導(dǎo)思想中充分考慮了未來智能電網(wǎng)的需求，有1/3的功能是符合智能電網(wǎng)應(yīng)用理念，但現(xiàn)行標準中未予明確的，根據(jù)研發(fā)人員長期對電網(wǎng)管理各環(huán)節(jié)的了解，尤其是高端集約化管理系統(tǒng)的普及與應(yīng)用，未來會有更多的智能化管理功能進入實際應(yīng)用。因此，公司產(chǎn)品設(shè)計為開放式結(jié)構(gòu)，模塊化應(yīng)用功能，在客戶采購了公司產(chǎn)品后，與客戶結(jié)成合作伙伴關(guān)系，在現(xiàn)有產(chǎn)品平臺上不斷開發(fā)新的智能化管理應(yīng)用，延伸產(chǎn)品應(yīng)用功能，并獲得相應(yīng)回報，實現(xiàn)一次銷售，多次掙錢的盈利模式。2.3產(chǎn)品策略以第二代產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢和性價比優(yōu)勢參與市場競爭。3產(chǎn)品概述3.1產(chǎn)品主要功能、性能參數(shù)、標準及初步方案1）主要功能和性能災(zāi)害監(jiān)測（控）功能包（BOX：BX001）線路狀態(tài)監(jiān)測功能包（BOX：BX002）運行輔助智能功能包（BOX：BX003）故障精確定位功能包（BOX：BX004）通訊光纖綜合監(jiān)測功能包基于虛擬現(xiàn)實和GIS集成平臺的專家及管理系統(tǒng)合計：5大功能包，16個子功能?！凹夹g(shù)方案”詳見附件。3.2技術(shù)需求和對策研發(fā)本項目所需的技術(shù)或手段目前已具備。3.3業(yè)內(nèi)對本產(chǎn)品的意見在市場調(diào)研過程中，2009年9、10月，我們先后拜訪了云南省電力試驗研究院的技術(shù)專家曹敏，廣西省中調(diào)生技處副處長姜克力、生技處科技部副部長奉斌，廣西電力勘測院院長及數(shù)字研究中心主任王慶紅，貴州省電力試驗研究院高壓室主任黃良，西南電力設(shè)計院設(shè)總陳力以及中國電力科學(xué)院在線監(jiān)測事業(yè)部（北京國網(wǎng)富達科技發(fā)展有限公司）的陳志高所長等多位專家，對公司擬研發(fā)的產(chǎn)品意見歸納如下：1）OPGW開斷問題，怎樣解決開斷后的絕緣及防雷問題；2）對于輸電線路的8種狀態(tài)58個參數(shù)，用光纖能做到多少，經(jīng)濟性如何。比如線路溫度的測量，光纖傳感器怎樣解決線路到OPGW地線的絕緣隔離。3）做為直觀觀測故障的視頻監(jiān)測，在故障監(jiān)測、鐵塔及線路安全檢測方面起到很大作用，光傳感輸電線路監(jiān)測怎樣解決？如果加入常規(guī)的視頻監(jiān)測方法，就會使系統(tǒng)的優(yōu)點大打折扣，能否解決全部或大部分問題或主要問題；4）產(chǎn)品推向市場的時間問題。因為現(xiàn)在的常規(guī)方法已經(jīng)做的很好，經(jīng)過這么多年的實踐及試驗，已經(jīng)比較成熟，如果光傳感輸電線路監(jiān)測的達到實用期太長，會影響到他的推廣；企業(yè)也需要很強的承受能力和財力支撐，也就有響應(yīng)的風(fēng)險。5）如果現(xiàn)場需要測量比較多的參數(shù)，需要OPGW多少芯？6）在極端條件下，傳統(tǒng)監(jiān)測方式的電子產(chǎn)品無法使用，電源問題很難解決，采用光傳感技術(shù)如何解決？3.4對上述意見的分析和解答上述專家的意見從設(shè)計、研發(fā)、使用和管理等多個層面對公司擬開發(fā)的產(chǎn)品提出了很好的意見，有些意見關(guān)系到產(chǎn)品成敗問題，對此一一分析和解答。1）OPGW開斷問題，怎樣解決開斷后的絕緣及防雷問題；OPGW光纖復(fù)合架空地線實際安裝工藝如下：經(jīng)過每個鐵塔都必須接地，即使不在此處開斷也須接地，因此不存在開斷后如何防雷問題；根據(jù)需要進行開斷處理，以接入監(jiān)測設(shè)備時，是通過OPGW廠家提供的中間接續(xù)盒實現(xiàn)接入工藝，與正常的光通訊開斷接入完全相同，而接續(xù)盒自帶接地點，因此不存在開斷后的絕緣問題。2）對于輸電線路的8種狀態(tài)58個參數(shù)，用光纖能做到多少，經(jīng)濟性如何。比如線路溫度的測量，光纖傳感器怎樣解決線路到OPGW地線的絕緣隔離。公司產(chǎn)品按照國網(wǎng)標準研發(fā)，完全滿足所有應(yīng)用要求。線路導(dǎo)線溫度測量是一個關(guān)鍵技術(shù)問題，盡管光纖傳感器本身是絕緣體，但為了安全和設(shè)計施工規(guī)程要求，本公司產(chǎn)品采用了空間隔離的光傳輸技術(shù)，隔離距離可達數(shù)公里，產(chǎn)品設(shè)計中按實際需求保證100米空間傳輸距離，衰耗<2dB,傳感網(wǎng)絡(luò)采用并聯(lián)接入方式，衰耗不累加，因此總體衰耗等于單節(jié)點最大衰耗，滿足應(yīng)用要求。3）做為直觀觀測故障的視頻監(jiān)測，在故障監(jiān)測、鐵塔及線路安全檢測方面起到很大作用，光傳感輸電線路監(jiān)測怎樣解決？如果加入常規(guī)的視頻監(jiān)測方法，就會使系統(tǒng)的優(yōu)點大打折扣，能否解決全部或大部分問題或主要問題；按照國網(wǎng)技術(shù)標準規(guī)定，在九大應(yīng)用項目（覆冰、舞動、大跨越等九項應(yīng)用）中，3項應(yīng)用要求有視頻監(jiān)測功能（見：Q/GDW245-2008輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件），實際應(yīng)用中，運行部分關(guān)心視頻監(jiān)測，技術(shù)部門和管理部門更關(guān)心采集數(shù)據(jù)分析，因為視頻是模糊判斷，數(shù)據(jù)是準確判斷，結(jié)論由數(shù)據(jù)分析結(jié)果給出，模糊判斷起輔助作用。光傳感監(jiān)測系統(tǒng)中也采用了常規(guī)視頻監(jiān)測手段，這是唯一采用電子技術(shù)的部分，但應(yīng)用方式上有兩點區(qū)別：1、采用OPGW光傳輸視頻信號，容量大、速度快，是電信無線傳輸方式無法比擬的；2、可提供遠程光纖能量傳輸方案，即利用光功率傳輸，在視頻安裝處將光能量轉(zhuǎn)換電能并儲存，為攝像頭供電。此方案與太陽能供電方案在應(yīng)用方案設(shè)計時進行選擇。4）產(chǎn)品推向市場的時間問題。因為現(xiàn)在的常規(guī)方法已經(jīng)做的很好，經(jīng)過這么多年的實踐及試驗，已經(jīng)比較成熟，如果光傳感輸電線路監(jiān)測的達到實用期太長，會影響到他的推廣；企業(yè)也需要很強的承受能力和財力支撐，也就有響應(yīng)的風(fēng)險。第“2.1.2節(jié)”已經(jīng)分析了產(chǎn)品商業(yè)化周期，結(jié)論是可較大程度上縮短該周期。另外，根據(jù)對各區(qū)域應(yīng)用需求的分析，為使產(chǎn)品提前進入市場，可制定合理的研發(fā)計劃，即，針對一定的區(qū)域和特定的應(yīng)用，先期完成部分產(chǎn)品的研發(fā)，并進入試點應(yīng)用，爭取在兩年內(nèi)完成產(chǎn)品的商業(yè)化過程，并參與投標；自第二研發(fā)年開始，再用兩年時間完成剩余部分產(chǎn)品研發(fā)和商業(yè)化過程，合計3年內(nèi)實現(xiàn)全套產(chǎn)品投放市場。5）如果現(xiàn)場需要測量比較多的參數(shù)，需要OPGW多少芯？實際使用通信光纖芯數(shù)在3—8芯之間，與具體監(jiān)測內(nèi)容有關(guān)，實際上，一處監(jiān)測點不可能監(jiān)測所有內(nèi)容（不需要?。瑢嶋H使用按監(jiān)測需求計算。6）在極端條件下，傳統(tǒng)監(jiān)測方式的電子產(chǎn)品無法使用，電源問題很難解決，采用光傳感技術(shù)如何解決？由于光傳感監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場無需供電，光纖傳感器環(huán)境適應(yīng)能力遠強于電子式傳感器，極端條件下應(yīng)用正是光傳感技術(shù)的優(yōu)勢。4競爭性分析4.1現(xiàn)有和潛在的競爭對手狀態(tài)及發(fā)展光傳感監(jiān)測系統(tǒng)是我公司獨家研發(fā)產(chǎn)品，因此，同類產(chǎn)品中無競爭對手。主要競爭對手來自本文提到的主流廠家，總體上，技術(shù)優(yōu)勢明顯，個別地方（如電流檢測）傳統(tǒng)產(chǎn)品目前有優(yōu)勢。詳見下節(jié)。4.2當前和預(yù)期的競爭產(chǎn)品對比分析我公司產(chǎn)品和前述公司產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)濟對比情況見下表：對比項目競爭產(chǎn)品A（成本）昌南產(chǎn)品B（成本）評價國網(wǎng)標準規(guī)定功能完整完整相同標準外功能無五項“B”多五項重要功能常規(guī)傳感器技術(shù)（溫度、濕度、應(yīng)力）電子式常規(guī)傳感器光纖傳感器“B”穩(wěn)定、準確、可靠、長壽命特殊傳感器1（加速度、角度、振動）電子傳感部件+傳動機械結(jié)構(gòu)光纖傳感器“B”結(jié)構(gòu)簡單特殊傳感器2（微氣象）常規(guī)氣象儀器以光傳感器替代常規(guī)氣象儀器中測量元件均存在機械結(jié)構(gòu)可靠性和壽命問題特殊傳感器3（視頻）常規(guī)視頻攝像儀常規(guī)視頻攝像儀“B”采用光通信方式，速度快，無傳輸瓶頸特殊傳感器4（絕緣溫度、應(yīng)力測量）絕緣封裝傳感器+無線通信光纖傳感器+空間光通訊“A”結(jié)構(gòu)簡單，但需自帶電源特殊傳感器5（泄漏電流）開合式電流互感器+電子式模擬信號處理開合式電流互感器+光傳感模擬信號處理“B”傳感部分對小信號檢測可靠性高特殊傳感器6（拉力）電子傳感部件+承載主拉力機械結(jié)構(gòu)光纖傳感器+特殊安裝方式“B”結(jié)構(gòu)簡單，安裝工藝不復(fù)雜特殊傳感器7（銹蝕）無光傳感+機械結(jié)構(gòu)因“A”無此設(shè)計，故無可非議通信技術(shù)GPRS/CDMA+微功率無線通信光通信“B”優(yōu)勢明顯，但存在故障斷纖問題電源技術(shù)太陽能/風(fēng)能+蓄電池?zé)o“B”優(yōu)勢明顯傳感器連接技術(shù)主機與傳感器點對點連接網(wǎng)絡(luò)化連接“B”光口連接，無絕緣問題，布線簡單現(xiàn)場單元復(fù)雜程度CPU+存儲器+時鐘+傳感器+機柜+電源+通信模塊傳感器+光通信接口“B”優(yōu)勢明顯抗干擾設(shè)計復(fù)雜不存在干擾問題“B”優(yōu)勢明顯傳感器精度較高高“B”總體上精度高，數(shù)據(jù)準確傳感器校驗周期定期校驗無須校驗“B”優(yōu)勢明顯非高壓接觸絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜無絕緣問題“B”優(yōu)勢明顯維護周期定期維護基本免維護“B”優(yōu)勢明顯傳感器環(huán)境適應(yīng)性極端環(huán)境下可用性差滿足各種環(huán)境下應(yīng)用“B”優(yōu)勢明顯數(shù)字化程度采集端都是模擬信號處理采集端都是數(shù)字信號“B”優(yōu)勢明顯站端設(shè)備站端設(shè)備簡單：通信處理設(shè)備站端設(shè)備復(fù)雜：多種采集模塊+通信處理設(shè)備“A”優(yōu)勢明顯，但因為結(jié)構(gòu)體系本不相同，“B”無可非議采集實時性一般，受GPRS/CDMA通信速度、信號狀態(tài)、信道阻塞影響好，光通信，不受現(xiàn)場條件影響“B”優(yōu)勢明顯采集數(shù)據(jù)完整性由于通信方式原因，可能丟失數(shù)據(jù)，但現(xiàn)場有備份數(shù)據(jù)光纖因故開斷可致數(shù)據(jù)丟失，且不能彌補兩者都是小概率事件，“A”稍好綜合成本“頭重腳輕”：現(xiàn)場設(shè)備成本比重大，幾乎占90%的比例（不計專家系統(tǒng)）?！邦^輕腳重”：現(xiàn)場設(shè)備成本一般情況下略低于站端設(shè)備成本。性價比與應(yīng)用規(guī)模有關(guān)，“B”規(guī)模越大性價比越高?？傮w評價：基于光傳感技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)性能優(yōu)越，應(yīng)用功能具有前瞻性。4.3市場份額2009年市場處于啟動階段，預(yù)計明、后年逐步進入高峰期，全國30多萬公里高壓輸電線路，需要裝設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)者可按50%比例考慮，未來根據(jù)智能電網(wǎng)建設(shè)要求，該比例會更大一些。公司產(chǎn)品進入市場晚3—4年，但由于競爭力強，部分抵消時間不利因素，可考慮按30%（？）的市場占有率制定營銷目標和策略。4.4技術(shù)創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)擬研發(fā)的輸電線路光傳感監(jiān)測系統(tǒng)屬于技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品，關(guān)鍵部分（技術(shù)、產(chǎn)品）均具有自主知識產(chǎn)權(quán)。5風(fēng)險評估和風(fēng)險管理5.1技術(shù)風(fēng)險預(yù)測與管理本項目由昌南公司和電子科大聯(lián)合研發(fā)并生產(chǎn)，依托電子科大國內(nèi)領(lǐng)先的光纖傳感技術(shù)和約70%已實現(xiàn)的傳感器產(chǎn)品，依托許繼集團電力行業(yè)豐富的經(jīng)驗和對應(yīng)用領(lǐng)域