日前，南方電網(wǎng)數字電網(wǎng)研究院有限公司聯(lián)合廣東粵港澳大灣區國家納米科技創(chuàng )新研究院等機構，攜手共建智能傳感器創(chuàng )新鏈，重點(diǎn)聚焦數字電網(wǎng)、環(huán)境監測、智能制造、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
智能傳感器相當于工廠(chǎng)和機器的感官器官，是工業(yè)4.0場(chǎng)景的基石。據中國信通院數據顯示,近5年來(lái)，中國傳感器市場(chǎng)規模均保持兩位數的增長(cháng)率。面對產(chǎn)業(yè)化、規?；?、特色化發(fā)展目標，我國智能傳感研究有哪些科研基礎和核心優(yōu)勢？如何助力實(shí)現支撐電網(wǎng)數字化轉型，實(shí)現降本增效及高質(zhì)量供電？針對業(yè)界關(guān)心的熱點(diǎn)話(huà)題，記者采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家。
從融合極簡(jiǎn)到形態(tài)極簡(jiǎn)
在數字中國建設的引領(lǐng)下，我國在智能傳感領(lǐng)域有了長(cháng)足進(jìn)步，傳感器產(chǎn)業(yè)已初步形成了長(cháng)三角、珠三角、環(huán)渤海以及中西部地區4大區域集聚發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局。南方電網(wǎng)數字電網(wǎng)研究院有限公司智能傳感與芯片技術(shù)負責人李鵬在接受本報記者采訪(fǎng)時(shí)表示：目前我國智能傳感領(lǐng)域在新材料、磁阻芯片、微型傳感器集成技術(shù)、低功耗MEMS技術(shù)等方面，已具備重要的研究基礎和核心優(yōu)勢，尤其是在電力行業(yè)，部分產(chǎn)品整體技術(shù)已達國際領(lǐng)先水平。
據了解，電力傳感器可以讓電網(wǎng)擁有觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、當前，我國電網(wǎng)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型加速推進(jìn)，既離不開(kāi)電力傳感器技術(shù)創(chuàng )新的支撐，同時(shí)也將給電力傳感器發(fā)展帶來(lái)巨大機遇。
目前我國的電力數字化相關(guān)產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，關(guān)鍵核心技術(shù)亟須突破，尤其是智能電力芯片、智能傳感器等領(lǐng)域，作為數字電網(wǎng)的‘大腦’和‘觸手’尚不完善，迫切需要加快相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)。李鵬坦言，在產(chǎn)品應用方面，我國傳感器產(chǎn)品以低端產(chǎn)品或應用集成為主，傳感器的質(zhì)量、價(jià)格、功能有待提高。未來(lái)，數字能源將走向融合極簡(jiǎn)，包括架構融合、形態(tài)極簡(jiǎn)、工程產(chǎn)品化，讓設備由多變少，由大變小，逐步小型化、輕量化、高精度化。
從技術(shù)卡脖子到產(chǎn)權護城河
目前，我國智能傳感行業(yè)還面臨哪些技術(shù)難題？李鵬分析認為，一是亟待突破傳感材料技術(shù)和工藝技術(shù)；二是針對數字傳感快速響應的特征，推動(dòng)形成數字傳感、智能分析、精準控制的一體化體系，解決智能傳感器技術(shù)和應用的碎片化問(wèn)題；三是推動(dòng)形成多領(lǐng)域融合的傳感生態(tài)。
以電力行業(yè)為例，智能化、多學(xué)科、多領(lǐng)域融合將成為電力傳感行業(yè)的發(fā)展趨勢，物理設備與信息感知終端將深度耦合，多行業(yè)多領(lǐng)域技術(shù)將互融交匯，會(huì )更加注重多領(lǐng)域融合下的智能傳感關(guān)鍵性、基礎性、前瞻性技術(shù)研發(fā)。
只有電力智能傳感關(guān)鍵性、基礎性、前瞻性技術(shù)研發(fā)同時(shí)并舉，推動(dòng)技術(shù)理論成果落地應用，形成從芯片、算法到硬件、軟件的傳感器全生態(tài)鏈掌控能力，才能形成獨有知識產(chǎn)權‘護城河’。李鵬表示，既要增強自主研發(fā)能力，同時(shí)也要加快建設電力智能傳感高水平科技創(chuàng )新平臺，夯實(shí)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的內生紐帶和協(xié)同機制，形成健康完善、富有活力的電力傳感生態(tài)體系。
從進(jìn)口通用轉向自主專(zhuān)用
隨著(zhù)能源互聯(lián)網(wǎng)建設和電網(wǎng)數字化轉型的推進(jìn)，電網(wǎng)對信息感知的深度、廣度和密度提出了更高要求，電力智能傳感器的規?；瘧?，有助于提升電網(wǎng)運行管理水平，構建靈活、穩定和安全的能源網(wǎng)絡(luò )。
李鵬認為，電力智能傳感器可實(shí)現電網(wǎng)狀態(tài)量的實(shí)時(shí)測量反饋與動(dòng)態(tài)調整，完成信息的智能感知和故障的智能自愈，為降本增效及高質(zhì)量供電等控制決策提供終端支持和信息支撐，實(shí)現電網(wǎng)的深度感知，保障智能電網(wǎng)在復雜網(wǎng)絡(luò )和環(huán)境下的安全可靠高效運行。
實(shí)際上，電網(wǎng)的數字化轉型除了需要智能傳感器這個(gè)觸手外，更需要電力主控芯片這個(gè)大腦對電網(wǎng)進(jìn)行控制。主控芯片作為電網(wǎng)二次裝備核心器件，涉及千萬(wàn)量級的電網(wǎng)關(guān)鍵裝置，長(cháng)期為國外生產(chǎn)廠(chǎng)商壟斷，嚴重制約我國電網(wǎng)核心技術(shù)的發(fā)展。
針對此卡脖子問(wèn)題，南方電網(wǎng)公司依托國家重點(diǎn)研發(fā)計劃，基于國產(chǎn)自主CPU內核和境內代工封測技術(shù)，研發(fā)了國內首個(gè)基于國產(chǎn)指令架構、國產(chǎn)內核的電力專(zhuān)用主控芯片伏羲，先后在電網(wǎng)控制保護、自動(dòng)化、新能源等多個(gè)電網(wǎng)關(guān)鍵場(chǎng)景完成驗證及應用。
在業(yè)內看來(lái)，伏羲芯片的成功研發(fā)及量產(chǎn)，有望擺脫西方國家在知識產(chǎn)權方面的限制，標志著(zhù)我國電力工控領(lǐng)域核心芯片從進(jìn)口通用向自主專(zhuān)用轉變。
