电力公司科技项目可行性究报告

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1、1XXX 电电力力公公司司科科技技项项目目可可行行性性研研究究报报告告项目名称：智能变电站继电保护设备联调暨入网检测试验室申请单位：XXX 电力公司调通中心起止时间：2012 年 6 月 至 2012 年 12 月项目负责人：通信地址：呼和浩特锡林南路 218 号邮政编码：联系电话：传 真：电子邮箱：申请日期：2012 年 4 月2目的和意目的和意义义1.与项目研究内容紧密相关的实际生产力水平和今后的发展方向目前国家智能电网是使用健全的双路通信、高级的传感器和分布式计算机的 电力传输与分配网络。通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控 制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，最终用以

2、改善电力传送，实现电网 的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能变电站的建设是建 立坚强智能电网的关键环节，应加快智能变电站建设的步伐，提高电网运行的智 能化水平，节省人力资源，提高生产效率。为了满足这些要求，需要对使用的新技 术和设备进行严格的检测，来尽可能的保证运行的稳定性、安全性，同时提高工 作效率。2.项目成果对该现状和技术发展的作用智能变电站与传统变电站相比出现了很多新的技术和变化，尤其是过程层数 字化、通信网络化及标准化、信息模型化，影响到了智能变电站的设计、工程实施 和运行维护等多个环节，使得传统的测试手段及设备不能满足智能变电站及其设 备的测试需要。另一方面，智

3、能变电站所采用的IEC 61850标准技术面向国际化的 特点及其复杂性，不同的设备供应商对其理解和实现存在差异，影响了互联互通， 由于缺乏相应的工程化规范及方便、直观的测试手段，使得问题的排查非常困难。基于上述考虑，本项目通过对智能变电站实验室建设及检测的研究，建立二次 系统设备及网络的检测平台，提高设备互操作性，加快智能变电站及其技术的发 展及普及，提高工程实施及运行维护的效率和水平，为后续智能变电站的建设提 供技术支撑；实验室也可作为相关工作人员和技术人员的培训和研究平台。同时 智能电网发展会不断有新需求和新技术研究，可在本项目的研究成果基础上开展 前期技术积累与实践工作，为后续大规模推广

4、应用做好技术储备。3.成果应用和推广的途径通过本项目的研究，最终建成智能变电站实验室，具备IEC 61850模型及通信 服务一致性、虚端子、网络通信等方面的检测流程和手段，并根据实际工程应用 及技术发展逐渐完善。通过建立的检测平台，在智能变电站的工程实施及推广应 用中，对各厂家二次设备的模型、通信及功能的进行规范性和一致性测，以及故 障复现、分析和定位；对二次系统的虚端子连线进行可视化测试，并对设备的功能 和性能进行评估。实验室也可作为设计、工程实施和运行维护等环节工作人员， 以及技术人员等培训和研究平台。4.成果推广后的直接和间接效益随着包头西500kV智能化变电站即将年内投运，智能化变电站

5、继电保护设备联调问 题突显。建立智能变电站保护设备联调实验室，能够吸取以往智能化变电站联调过程中 的各种经验教训，避免出现繁杂、冗长的无头绪的调试局面。智能变电站实验室可以有 效降低工程实施及运行维护的成本，促进智能变电站技术的推广及相关产品的完 善，提高系统建设水平；实验室可以帮助运行维护人员直观、高效的进行二次系统3设备及网络的功能、性能测试，快速定位、分析和诊断工程实施及运行维护中出 现的复杂问题，提高了工作效率，提升了相关专业技术人员的水平和智能变电站 的运行维护水平。测试平台与RTDS（或DRTDS）的结合，实现系统级行为仿真，通 过测试及评估发现并消除潜在的问题，实现电网的安全稳定

6、运行，降低大规模停 电的风险。二次设备模型及二次回路虚端子连线测试，能够直观、方便的检测虚 端子设计及连接是否正确，检测出人为的疏漏，保证整个系统设计与配置信息的 一致性，保障智能变电站的可靠和稳定。国内外研究水平国内外研究水平综综述述1.与项目研究内容紧密相关的技术发展历史的简要回顾近几年，智能变电站的建设主要是试点工程，重点研究新技术及新设备的工程 化应用，发现了很多工程实施方面的问题，为以后的推广应用积累了很多宝贵的 经验。这些问题主要体现在智能变电站新技术及新设备的工程应用中，缺乏适用 的测试、工程化和运行维护方面的规范，以及相应的测试手段和设备，无法有效 保证设计、工程实施、运行维护

7、等环节的正确性，难于提高智能变电站的建设效 率。2.国内外研究水平的现状和发展趋势在智能变电站二次设备建模方面，各厂家在建模的一些细节上以及扩展原则 方面存在差异，或存在不规范情况，也未根据最新的IEC 61850国际规范进行修订。 在一致性测试方面，国内外都意识到单纯模型和服务的一致性测试无法保证设备 的互操作性，正在研究和制定基于功能集成的一致性测试规范，但还没有涉及系 统级性能方面的测试。智能变电站的数字化和网络化，尤其是GOOSE和SV的正确性、稳定性、安全 性是工程实施及运行维护的重点之一。二次回路采用虚端子连线设计，不够直观， 容易出错，且虚端子格式及连线缺乏相应的规范，测试困难。

8、随着智能变电站的建设和发展，新的技术及设备将会很快大量的推广和应用， 在工程实施及运行维护方面的、具有指导意义的检测流程，以及直观、高效的测 试手段和设备，是急需的也是必然的。这些方面的规范化、高效经济、智能化也是 智能电网的发展目标之一。3.介绍国内外研究机构对本项目的研究情况国外智能变电站工程实践落后于国内，尤其在过程层的网络通信大部分处于 研究或少量应用中。KEMA实验室是IEC 61850的国际认证机构，主要做模型和服 务的一致性测试，以及IEC 61850的服务模拟和抓包分析，这些测试和分析针对性 和专业性强，不够直观，效率低，不适合在实际工程中使用；所有的测试都是基于 IEC 61

9、850国际标准，缺少对国内相应实施规范的支持。OMICRON公司主要研究 和制造测试仪器，提供数字化的测试仪及配套的测试工具，具有GOOSE和SV的测 试功能，没有专门针对虚端子连线的高效、可视化的测试功能。项项目的理目的理论论和和实实践依据践依据41.项目研究内容的原理简述主要依据IEC 61850标准及国内相关规范，分析并搜集智能变电站应用中存在 的问题和检测需求，形成实验室建设方案，包括规模、需要配置的变电站设备和 检测设备。在模型、通信服务及功能的检测和模拟方面，除依据相应标准进行严 格检测外，还需要重点研究和实现面向工程应用的功能性测试，使检测功能易用、 高效。2.项目研究内容的理论

10、或者实践依据近几年智能变电站的建设中发现了很多工程应用方面的问题，这些为智能变 电站实验室的建设提供了宝贵的经验。主要参考：IEC 61850DL/T 860TCP/IPRFC 1006ISO 9506（MMS）ASN.1智能变电站导则Q/GDW 3833.项目研究的关键和难点1）、IEC 61850 中针对二次设备模型定义了相对比较复杂的建模规范，而在实 际工程应用中经常发现设备的模型存在错误或不规范的情况，影响了设备的互操 作性，因此需要研究更为适用和更有效的模型检测方法和手段，能够快速的发现 模型存在的问题，并给出分析建议；国内发布了面向工程的实施规范，目的是为了 减少工程应用中不必要的

11、分歧或问题，有效提高工程实施效率，这也是模型检测 研究的关键内容之一。2）、智能变电站信息数字化和通信网络化后，二次回路设计发生了很大变化， 由传统的硬连线变为基于模型和通信报文的虚回路设计，即虚端子连线，使设计、 工程实施和运行维护的难度加大。目前还缺乏具有指导性的二次回路连线设计规 范和方法，以及连线正确性的测试手段。本项目针对这些问题主要研究如何进行 有效且便捷的虚端子连线正确性测试。3）、智能变电站网络化程度提高，出现了很多网络通信方面的问题，甚至有些 复杂的通信问题无法复现、测试和分析。本项目通过多方面研究，包括通信服务 及功能的测试、模拟，以及网络通信的监视和分析，实现更加方便和直

12、观的通信 测试及分析工具。项项目研究内容和目研究内容和实实施方案施方案51.项目研究内容1）、智能变电站实验室的建设：研究并确定建设方案，包括实验室的规模、需 要配置的设备，所具备的检测、培训等功能。实验室规模可根据实际需求按照典 型智能变电站设计，配置主要常用设备，设备数量少，但涉及全面，能够对各厂家 二次设备进行检测。建成的实验室具备对相关工作人员和技术人员的培训条件， 便于这些人员对智能变电站新的技术和设备的熟悉和掌握；配置的检测工具和设 备提供易用、便捷的检测功能和分析、提示视图，使相关人员能够快速的熟悉对 二次设备的检测；2）、二次设备模型的检测研究，依据建模规范及工程实施规范，实现

13、对各厂家 设备模型的规范性检测，输出检测结果，给出处理建议；同时面向工程实施增加一 些有助于提高工作效率、防止潜在模型问题的检测功能，如数据集与控制块的匹 配情况，点表信息等。3）、IEC 61850 通信及功能服务的测试和模拟，包括客户端/服务器端通信、 GOOSE通信、SV通信等。依据MMS、GOOSE及SV的通信规范，实现对这些通信 服务及功能的测试和模拟。在实现方面，需要重点考虑面向功能的测试，分析视 图直观，对通信中存在的问题给以提示，使工具易于使用，提高工作效率；4）、二次回路虚端子连线测试是将变电站的配置文件SCD中的虚端子连接信 息在工具中导入，然后模拟接收和发送，以检测连接的

14、正确性，确保投入运行的 设备及配置的正确性，提高运行安全稳定性。5）、智能变电站网络通信记录及分析的研究是对试验过程中整个网络通信过 程的监视、记录、存储和分析；除了针对IEC 61850通信（MMS、GOOSE及SV）过程 的规范性检测和分析外，还依据如TCP/IP等规范进行深层次的分析，以便更加全 面的网络分析，有助于对复杂网络通信问题的排查。分析功能除了详细、直观的 分析视图外，对通信中存在的问题显式提示，如通信的中断、报文格式错误、重要 报文如遥控报文的提示等，方便运行维护人员快速的定位和分析通信中的问题。2.理论研究步骤1）、收集国内外智能变电站建设过程中出现的问题，以及检测需求；2

15、）、对智能变电站实验室建设进行分析，提出建设方案；3）、对设备模型检测进行分析，提出检测功能及技术方案；4）、对通信服务及功能的实现及检测进行分析，提出检测功能及技术方案；5）、对虚端子连线的测试进行分析，提出测试的流程及技术方案；6）、对网络通信记录分析系统进行分析，提出技术方案；7）、全面分析和总结实验室建设及检测需求，设计总体方案；8）、根据总体方案，进行设备配置、测试，以及检测工具的开发；9）、建设实验室，并提供各检测工具及设备；10）、撰写研究报告；11）、项目验收。63.理论研究和试验内容与项目总目标的因果关系通过对智能变电站建设，以及二次设备的模型、通信服务及功能的检测技术研 究

16、，并建立完善的检测平台，实现对各厂家二次设备的检测，帮助运行维护人员 直观、高效的进行二次系统设备及网络的功能、性能测试，快速定位、分析和诊断 工程实施及运行维护中出现的复杂问题，提高了工作效率，提升了相关专业技术 人员的水平和智能变电站的运行维护水平。4.写明理论和试验研究的工作量包括研究内容列出的技术研究、工具开发及实验室搭建，计划1个年度完成， 安排5人参与该项目的技术研究和实现，工作量在36人/月左右。5.需要多家单位共同承担的项目，需要写明各家的分工、职责和提供的成果；项目的组织方式；合作方式、知识产权和成果分享的范围；6.需要与国外合作，要写明与外方的合作方式、知识产权和成果分享的范围，及以前的工作联系；7.注明本项目研究需要购买仪器、设备的型号、产地、性能及需要购买的原因；8.外委的工作内容和工作量；9.对于装置、设备开发的项目，要提出装置或设备的开发计划及设计方案。预预期目期目标标和成果形式和成果形式1.项目研究预期达到的目标智能变电站实验室作为各厂家二次设备的模型、通信服务及功能的检测平台； 并通过配置的二次设备，以及检测工具和设