本文档属于类型b，是一篇综述性论文，主要介绍了智能感知技术（Intellisense Technology）在新型电力系统（New Power Systems, NPS）中的应用及其面临的挑战与未来发展方向。
作者与机构
本文的主要作者包括Haonan Xie、Meihui Jiang、Dongdong Zhang、Hui Hwang Goh、Tanveer Ahmad、Hui Liu、Tianhao Liu、Shuyao Wang和Thomas Wu。他们分别来自广西大学电气工程学院、香港大学电气与电子工程系、田纳西大学电气工程与计算机科学系等机构。本文发表于2023年3月的《Renewable and Sustainable Energy Reviews》期刊。
论文主题
本文的主题是智能感知技术在新型电力系统中的应用，重点关注了智能传感器、智能传感器柔性充电技术（Intelligent Sensor Flexible Charging, ISFC）以及多源多维大数据处理（Multisource and Multidimensional Big Data Processing, MBDP）三大核心技术。文章详细讨论了这些技术在推动电力系统低碳转型中的作用，并总结了当前面临的十大挑战和未来的五大研究方向。
主要观点与论据
1. 新型电力系统的背景与挑战
全球能源危机和气候变化加速了电力系统的脱碳进程。新型电力系统以可再生能源为主，结合了大规模电力电子设备、市场规划、政策影响、需求响应和新兴技术。这些变化带来了显著的挑战，如可再生能源的不确定性、电力电子设备的复杂性、市场行为和政策趋势的影响等。智能感知技术作为新型电力系统的核心技术，能够有效应对这些挑战，提高能源效率并优化新能源资源的比例。
智能感知技术的框架与组成
本文提出了一个基于新型电力系统需求的智能感知技术框架，该框架由三大核心技术组成：智能传感器、智能传感器柔性充电技术和多源多维大数据处理。智能传感器负责采集电力系统的各类数据，如电气参数、故障定位、设备老化监测等；智能传感器柔性充电技术则通过无线电力传输（Wireless Power Transfer, WPT）等技术为传感器提供稳定的能量供应；多源多维大数据处理则通过边缘-雾-云协同计算（Edge-Fog-Cloud Collaborative Computing, EFCC）和智能算法对海量数据进行处理和分析。
智能传感器的分类与应用
智能传感器在新型电力系统中广泛应用于源、网、荷、储四大环节。根据其监测的参数，智能传感器可分为电流传感器、电压传感器、功率传感器、频率传感器、距离传感器、气体传感器、湿度传感器、温度传感器、视觉传感器、降雨传感器和压力传感器等。这些传感器在电力系统的数据提取、故障定位、设备老化监测、异物检测和环境条件监测等方面发挥了重要作用。
智能传感器柔性充电技术
智能传感器的能量供应是确保其正常运行的关键。传统的供电方式如电池和金属导线存在安全性、可靠性和维护成本高等问题。本文重点介绍了无线电力传输技术，包括微波电力传输（Microwave Power Transfer, MPT）、磁耦合共振无线电力传输（Magnetic Coupling Resonance Wireless Power Transfer, MCR-WPT）和磁耦合感应无线电力传输（Magnetic Coupling Inductive Wireless Power Transfer, MCI-WPT）等。这些技术在新型电力系统中的应用显著提高了传感器的供电效率和安全性。
多源多维大数据处理技术
新型电力系统的数据具有多源、多维、大规模和高耦合的特点，给数据处理带来了巨大挑战。本文介绍了大数据处理、边缘-雾-云协同计算和智能算法三大核心技术。大数据处理包括数据采集、数据处理、数据存储和数据分析四个阶段；边缘-雾-云协同计算通过分布式计算提高了数据处理的实时性和效率；智能算法则通过机器学习、深度学习和神经网络等技术对复杂数据进行挖掘和决策。
智能感知技术面临的挑战
本文总结了智能感知技术在新型电力系统中面临的十大挑战，包括智能传感器的信号处理与系统架构问题、外部接口问题、软件开发工具不足、传感器设备更新问题、智能传感器柔性充电的安全性与稳定性问题、无线电力传输技术的集成问题、多源多维大数据处理的复杂性、边缘-雾-云协同计算的资源分配问题以及智能算法的模型选择与优化问题。
未来研究方向
本文提出了智能感知技术未来的五大研究方向：智能传感器的高精度与高可靠性发展、新型敏感材料的开发与传感技术的创新、无线充电技术的进一步应用、多源多维大数据处理与智能算法的深度融合以及低功耗、低碳传感器网络的优化设计。这些方向将为新型电力系统的智能化与低碳化发展提供重要支持。
论文的意义与价值
本文系统总结了智能感知技术在新型电力系统中的应用现状、技术框架、核心挑战和未来发展方向，为电力系统的低碳转型提供了重要的理论依据和技术支持。文章提出的智能感知技术框架和未来研究方向不仅具有重要的学术价值，还为电力行业的实际应用提供了可行的技术路径。
亮点
本文的亮点在于其全面性和前瞻性。文章不仅详细分析了智能感知技术在新型电力系统中的应用，还总结了当前面临的核心挑战，并提出了未来的研究方向。特别是对无线电力传输技术和多源多维大数据处理的深入探讨，为相关领域的研究提供了新的思路和方向。