《中国人工智能学会通讯》——10.14 高压强电环境下的无线供电系统

10.14 高压强电环境下的无线供电系统

高压、超高压电网监控终端对保证电网稳定运行至关重要，是以信息化、自动化、互动化为特征的现代化电网不可或缺的一部分[1] 。然而，能源供给问题始终是限制智能电网监测与管理的关键问题[2] 。传统的解决方案大多使用风能、太阳能等分布式能源，而分布式能源固有的不稳定性使得终端设备无法得到可靠的能源供应[3] ，在南方阴雨天气较多的环境下问题更加严重。另一方面，高压输 /配线路上有着充足的电能却由于绝缘的要求而无法直接从高压侧取电，从而形成了一个突出的矛盾。

近年来，无线输电技术的迅速发展使得从高压侧直接向低压侧输电成为可能，为解决智能电网终端设备的能源供应提供了新的方案。无线输电技术（WPT）最先由无线输电技术之父尼古拉在 19 世纪提出[4] ，并在 2007 由 MIT 马林 • 索尔贾希克团队取得突破。MIT 团队利用磁共振原理在 2 m 的距离下成功点亮了一盏 60 W 的灯泡[5] 。该成果极大地推进了无线输电技术在诸如工业电子[6] 、医疗 [7] 、移动设备[8]等多个领域的应用，并因其中程、中等 / 较大功率的特点[9]而适用于智能电网领域。

本文以高压输 / 配电线路为应用对象，设计了一套如图 1 所示的应用于高压强电环境下的无线输电系统，并对其传输效率和传输功率进行了分析，以得到一套完整的系统设计与运行方案，从而推动无线输电技术在智能电网领域的应用，提升电网监控终端的可靠运行能力。