1、內蒙古電力公司科技項目可行性研究報告項目名稱：智能變電站繼電保護設備聯調暨入網檢測試驗室申請單位：內蒙古電力公司調通中心起止時間：2012 年 6 月 至 2012年 12 月項目負責人：單廣忠通信地址：呼和浩特錫林南路218號郵政編碼：010020聯系電話13704784095傳 真子郵箱：shanguangzhong申請日期：2012 年 4 月 一、 目的和意義1. 與項目研究內容緊密相關的實際生產力水平和今后的發展方向目前國家智能電網是使用健全的雙路通信、高級的傳感器和分布式計算機的電力傳輸與分配網絡。通過先進的傳感和測量技術、先

2、進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，最終用以改善電力傳送，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。智能變電站的建設是建立堅強智能電網的關鍵環節，應加快智能變電站建設的步伐，提高電網運行的智能化水平，節省人力資源，提高生產效率。為了滿足這些要求，需要對使用的新技術和設備進行嚴格的檢測，來盡可能的保證運行的穩定性、安全性，同時提高工作效率。2. 項目成果對該現狀和技術發展的作用智能變電站與傳統變電站相比出現了很多新的技術和變化，尤其是過程層數字化、通信網絡化及標準化、信息模型化，影響到了智能變電站的設計、工程實施和運行維護等多個環節，使得傳統的測試手段

3、及設備不能滿足智能變電站及其設備的測試需要。另一方面，智能變電站所采用的IEC 61850標準技術面向國際化的特點及其復雜性，不同的設備供應商對其理解和實現存在差異，影響了互聯互通，由于缺乏相應的工程化規范及方便、直觀的測試手段，使得問題的排查非常困難?；谏鲜隹紤]，本項目通過對智能變電站實驗室建設及檢測的研究，建立二次系統設備及網絡的檢測平臺，提高設備互操作性，加快智能變電站及其技術的發展及普及，提高工程實施及運行維護的效率和水平，為后續智能變電站的建設提供技術支撐；實驗室也可作為相關工作人員和技術人員的培訓和研究平臺。同時智能電網發展會不斷有新需求和新技術研究，可在本項目的研究成果基礎上開

4、展前期技術積累與實踐工作，為后續大規模推廣應用做好技術儲備。3. 成果應用和推廣的途徑通過本項目的研究，最終建成智能變電站實驗室，具備IEC 61850模型及通信服務一致性、虛端子、網絡通信等方面的檢測流程和手段，并根據實際工程應用及技術發展逐漸完善。通過建立的檢測平臺，在智能變電站的工程實施及推廣應用中，對各廠家二次設備的模型、通信及功能的進行規范性和一致性測，以及故障復現、分析和定位；對二次系統的虛端子連線進行可視化測試，并對設備的功能和性能進行評估。實驗室也可作為設計、工程實施和運行維護等環節工作人員，以及技術人員等培訓和研究平臺。4. 成果推廣后的直接和間接效益隨著包頭西500kV智能

5、化變電站即將年內投運，智能化變電站繼電保護設備聯調問題突顯。建立智能變電站保護設備聯調實驗室，能夠吸取以往智能化變電站聯調過程中的各種經驗教訓，避免出現繁雜、冗長的無頭緒的調試局面。智能變電站實驗室可以有效降低工程實施及運行維護的成本，促進智能變電站技術的推廣及相關產品的完善，提高系統建設水平；實驗室可以幫助運行維護人員直觀、高效的進行二次系統設備及網絡的功能、性能測試，快速定位、分析和診斷工程實施及運行維護中出現的復雜問題，提高了工作效率，提升了相關專業技術人員的水平和智能變電站的運行維護水平。測試平臺與RTDS（或DRTDS）的結合，實現系統級行為仿真，通過測試及評估發現并消除潛在的問題，

6、實現電網的安全穩定運行，降低大規模停電的風險。二次設備模型及二次回路虛端子連線測試，能夠直觀、方便的檢測虛端子設計及連接是否正確，檢測出人為的疏漏，保證整個系統設計與配置信息的一致性，保障智能變電站的可靠和穩定。二、 國內外研究水平綜述1. 與項目研究內容緊密相關的技術發展歷史的簡要回顧近幾年，智能變電站的建設主要是試點工程，重點研究新技術及新設備的工程化應用，發現了很多工程實施方面的問題，為以后的推廣應用積累了很多寶貴的經驗。這些問題主要體現在智能變電站新技術及新設備的工程應用中，缺乏適用的測試、工程化和運行維護方面的規范，以及相應的測試手段和設備，無法有效保證設計、工程實施、運行維護等環節

7、的正確性，難于提高智能變電站的建設效率。2. 國內外研究水平的現狀和發展趨勢在智能變電站二次設備建模方面，各廠家在建模的一些細節上以及擴展原則方面存在差異，或存在不規范情況，也未根據最新的IEC 61850國際規范進行修訂。在一致性測試方面，國內外都意識到單純模型和服務的一致性測試無法保證設備的互操作性，正在研究和制定基于功能集成的一致性測試規范，但還沒有涉及系統級性能方面的測試。智能變電站的數字化和網絡化，尤其是GOOSE和SV的正確性、穩定性、安全性是工程實施及運行維護的重點之一。二次回路采用虛端子連線設計，不夠直觀，容易出錯，且虛端子格式及連線缺乏相應的規范，測試困難。隨著智能變電站的建

8、設和發展，新的技術及設備將會很快大量的推廣和應用，在工程實施及運行維護方面的、具有指導意義的檢測流程，以及直觀、高效的測試手段和設備，是急需的也是必然的。這些方面的規范化、高效經濟、智能化也是智能電網的發展目標之一。3. 介紹國內外研究機構對本項目的研究情況國外智能變電站工程實踐落后于國內，尤其在過程層的網絡通信大部分處于研究或少量應用中。KEMA實驗室是IEC 61850的國際認證機構，主要做模型和服務的一致性測試，以及IEC 61850的服務模擬和抓包分析，這些測試和分析針對性和專業性強，不夠直觀，效率低，不適合在實際工程中使用；所有的測試都是基于IEC 61850國際標準，缺少對國內相應

9、實施規范的支持。OMICRON公司主要研究和制造測試儀器，提供數字化的測試儀及配套的測試工具，具有GOOSE和SV的測試功能，沒有專門針對虛端子連線的高效、可視化的測試功能。三、 項目的理論和實踐依據1. 項目研究內容的原理簡述主要依據IEC 61850標準及國內相關規范，分析并搜集智能變電站應用中存在的問題和檢測需求，形成實驗室建設方案，包括規模、需要配置的變電站設備和檢測設備。在模型、通信服務及功能的檢測和模擬方面，除依據相應標準進行嚴格檢測外，還需要重點研究和實現面向工程應用的功能性測試，使檢測功能易用、高效。2. 項目研究內容的理論或者實踐依據近幾年智能變電站的建設中發現了很多工程應用

10、方面的問題，這些為智能變電站實驗室的建設提供了寶貴的經驗。主要參考：IEC 61850DL/T 860TCP/IPRFC 1006ISO 9506（MMS）ASN.1智能變電站導則Q/GDW 3833. 項目研究的關鍵和難點1）、IEC 61850 中針對二次設備模型定義了相對比較復雜的建模規范，而在實際工程應用中經常發現設備的模型存在錯誤或不規范的情況，影響了設備的互操作性，因此需要研究更為適用和更有效的模型檢測方法和手段，能夠快速的發現模型存在的問題，并給出分析建議；國內發布了面向工程的實施規范，目的是為了減少工程應用中不必要的分歧或問題，有效提高工程實施效率，這也是模型檢測研究的關鍵內容

11、之一。2）、智能變電站信息數字化和通信網絡化后，二次回路設計發生了很大變化，由傳統的硬連線變為基于模型和通信報文的虛回路設計，即虛端子連線，使設計、工程實施和運行維護的難度加大。目前還缺乏具有指導性的二次回路連線設計規范和方法，以及連線正確性的測試手段。本項目針對這些問題主要研究如何進行有效且便捷的虛端子連線正確性測試。3）、智能變電站網絡化程度提高，出現了很多網絡通信方面的問題，甚至有些復雜的通信問題無法復現、測試和分析。本項目通過多方面研究，包括通信服務及功能的測試、模擬，以及網絡通信的監視和分析，實現更加方便和直觀的通信測試及分析工具。四、 項目研究內容和實施方案1. 項目研究內容1）、

12、智能變電站實驗室的建設：研究并確定建設方案，包括實驗室的規模、需要配置的設備，所具備的檢測、培訓等功能。實驗室規?？筛鶕嶋H需求按照典型智能變電站設計，配置主要常用設備，設備數量少，但涉及全面，能夠對各廠家二次設備進行檢測。建成的實驗室具備對相關工作人員和技術人員的培訓條件，便于這些人員對智能變電站新的技術和設備的熟悉和掌握；配置的檢測工具和設備提供易用、便捷的檢測功能和分析、提示視圖，使相關人員能夠快速的熟悉對二次設備的檢測；2）、二次設備模型的檢測研究，依據建模規范及工程實施規范，實現對各廠家設備模型的規范性檢測，輸出檢測結果，給出處理建議；同時面向工程實施增加一些有助于提高工作效率、防止

13、潛在模型問題的檢測功能，如數據集與控制塊的匹配情況，點表信息等。3）、IEC 61850 通信及功能服務的測試和模擬，包括客戶端/服務器端通信、GOOSE通信、SV通信等。依據MMS、GOOSE及SV的通信規范，實現對這些通信服務及功能的測試和模擬。在實現方面，需要重點考慮面向功能的測試，分析視圖直觀，對通信中存在的問題給以提示，使工具易于使用，提高工作效率；4）、二次回路虛端子連線測試是將變電站的配置文件SCD中的虛端子連接信息在工具中導入，然后模擬接收和發送，以檢測連接的正確性，確保投入運行的設備及配置的正確性，提高運行安全穩定性。5）、智能變電站網絡通信記錄及分析的研究是對試驗過程中整個

14、網絡通信過程的監視、記錄、存儲和分析；除了針對IEC 61850通信（MMS、GOOSE及SV）過程的規范性檢測和分析外，還依據如TCP/IP等規范進行深層次的分析，以便更加全面的網絡分析，有助于對復雜網絡通信問題的排查。分析功能除了詳細、直觀的分析視圖外，對通信中存在的問題顯式提示，如通信的中斷、報文格式錯誤、重要報文如遙控報文的提示等，方便運行維護人員快速的定位和分析通信中的問題。2. 理論研究步驟1）、收集國內外智能變電站建設過程中出現的問題，以及檢測需求；2）、對智能變電站實驗室建設進行分析，提出建設方案；3）、對設備模型檢測進行分析，提出檢測功能及技術方案；4）、對通信服務及功能的實

15、現及檢測進行分析，提出檢測功能及技術方案；5）、對虛端子連線的測試進行分析，提出測試的流程及技術方案；6）、對網絡通信記錄分析系統進行分析，提出技術方案；7）、全面分析和總結實驗室建設及檢測需求，設計總體方案；8）、根據總體方案，進行設備配置、測試，以及檢測工具的開發；9）、建設實驗室，并提供各檢測工具及設備；10）、撰寫研究報告；11）、項目驗收。3. 理論研究和試驗內容與項目總目標的因果關系通過對智能變電站建設，以及二次設備的模型、通信服務及功能的檢測技術研究，并建立完善的檢測平臺，實現對各廠家二次設備的檢測，幫助運行維護人員直觀、高效的進行二次系統設備及網絡的功能、性能測試，快速定位、分

16、析和診斷工程實施及運行維護中出現的復雜問題，提高了工作效率，提升了相關專業技術人員的水平和智能變電站的運行維護水平。4. 寫明理論和試驗研究的工作量包括研究內容列出的技術研究、工具開發及實驗室搭建，計劃1個年度完成，安排5人參與該項目的技術研究和實現，工作量在36人/月左右。5. 需要多家單位共同承擔的項目，需要寫明各家的分工、職責和提供的成果；項目的組織方式；合作方式、知識產權和成果分享的范圍；6. 需要與國外合作，要寫明與外方的合作方式、知識產權和成果分享的范圍，及以前的工作聯系；7. 注明本項目研究需要購買儀器、設備的型號、產地、性能及需要購買的原因；8. 外委的工作內容和工作量；9.

17、對于裝置、設備開發的項目，要提出裝置或設備的開發計劃及設計方案。五、 預期目標和成果形式1. 項目研究預期達到的目標智能變電站實驗室作為各廠家二次設備的模型、通信服務及功能的檢測平臺；并通過配置的二次設備，以及檢測工具和設備，對相關工作人員和技術人員進行培訓，以及對智能變電站新的技術和設備的研究和掌握。2. 研究成果的形式，包括理論研究報告、全套設計制造技術、實用裝置或軟件等；要求成果提供的形式能夠被其他研究人員掌握，使成果的使用權具有可轉移性。建成智能變電站實驗室系統，配置主要常用的二次設備，具備小型但涉及全面的智能變電站規模，以及專用的測試設備和工具。具備對各種二次設備IEC 61850通

18、信和功能檢測試驗，故障記錄及分析，以及相關技術和設備的培訓。實驗室配置的二次設備包括數字化的保護/測控設備、過程層智能終端及合并單元、監控、遠動、數字化故障錄波器、GPS、高性能安全穩定的網絡交換機，能夠接入數字和模擬的試驗輸入數據。實驗室配置的檢測用設備和工具主要包括模型檢測工具、IEC 61850客戶端測試工具、IEC 61850服務器端模擬工具、GOOSE發布/訂閱模擬工具、虛端子連線測試工具、網絡通信記錄分析系統等。六、 合作單位或依托工程單位落實情況1. 如需同其他單位進行合作，說明合作單位的落實情況，并出具合作單位承諾進行合作的證明文件擬與北京四方繼保自動化股份有限公司合作。2.

19、如需結合依托工程進行試點研究，說明依托工程及其與本項目結合的情況，出具依托工程單位承諾提供相關條件的證明文件。七、 項目承擔單位的條件1 項目負責人：單廣忠、武克宇、陶軍、趙喜、尹柏清、張彥斌、賀衛芳、王蘊敏、王江萍、喬彩霞2 項目研究人員：任雁銘、王治民、王麗華、晉陽珺、唐喜3 實驗室條件：內蒙古電科院RTDS繼電保護動態仿真試驗室現有設備4 理論研究環境：北方四方繼保自動化有限公司1. 項目負責人的情況介紹；序號姓名年齡職務職稱專業本項目中分工投入項目工作總月數工作單位1單廣忠41保護處長高工電力系統及其自動化總體負責6內蒙古電力公司2武克宇48副處長高工電力系統及其自動化輔助負責6內蒙古

20、電力公司3陶軍44保護所長高工電力系統及其自動化實驗室負責人6內蒙古電科院4趙喜41處長高工電力系統及其自動化項目協調人6內蒙古電科院5尹柏青34副所長高工電力系統及其自動化項目協調人6內蒙古電科院6張彥斌38處長高工電力系統及其自動化現場設備提供6內蒙古超高壓供電局7賀衛芳36專工高工電力系統及其自動化現場設備提供6內蒙古超高壓供電局8王蘊敏33專工高工電力系統及其自動化試驗人員6內蒙古電科院9王江萍33專工高工電力系統及其自動化試驗人員6內蒙古電科院10喬彩霞33專工高工電力系統及其自動化試驗人員6內蒙古電科院11席曉鳳47專工高工電力系統及其自動化試驗人員6內蒙古電力公司12孟皓43專工

21、高工電力系統及其自動化試驗人員6內蒙古電力公司2. 項目研究人員的專業、特長、工作量和在本項目中的作用序號姓名年齡職務職稱專業本項目中分工投入項目工作總月數工作單位13任雁銘40總工教高電力系統自動化總體負責8北京四方14王治民34工程師工程師電力系統自動化方案設計及網絡通信記錄分析12北京四方15王麗華37工程師高工電力系統自動化IEC 61850通信服務及功能6北京四方16晉陽珺39工程師高工電力系統自動化GOOSE通信模擬及虛端子連線測試5北京四方17唐喜33工程師工程師電力系統自動化模型檢測5北京四方1819203. 各承擔單位具有的與本項目有關的工作業績、實驗室條件、理論研究環境項目

22、合作方北京四方繼保自動化股份有限公司是電力二次設備/系統研究和供應廠家，是國內最早進入IEC61850技術研究并實際開發產品的廠家之一，長期從事IEC61850及數字化/智能變電站相關技術的研發，是國內最具影響力的IEC61850研究團隊。早在2000年就發表了國內第一篇IEC61850和MMS研究論文，之后在國內權威刊物發表了一系列IEC61850研究論文，其中有7篇被EI索引，很多論文成為該研究領域的經典文獻。從2002年開始，該團隊負責人任雁銘博士就代表中國參與IEC TC57 WG10關于IEC61850起草和修訂的工作，參與國際大電網會議CIGRE相關工作組工作，對IEC61850的

23、技術背景和未來走勢有非常深刻的認識。2005年該團隊推出了國內第一套支持IEC61850的變電站自動化系統，CSC-2000（V2）變電站自動化系統，該系統獲得2006年中國電力科技二等獎。在20052006年期間，該團隊代表四方公司參與了國網公司國調中心組織的6次IEC61850互操作實驗，受國調中心領導的委托，為這些實驗活動起草了技術原則和實驗方案，為互操作實驗的成功舉行做出積極貢獻。該團隊參與起草了DL/T860變電站通信網絡和系統（等同引用IEC61850）、DL/T860工程實施規范、DL/T860工程模型規范等電力行標及國網公司企標。該團隊有豐富的產品開發經驗，參與了四方公司IEC

24、61850及數字化變電站產品的研發工作，間隔層全系列6大類保護、測控裝置于2008年1月通過了國際權威機構荷蘭KEMA公司的IEC61850一致性測試。此前只有ABB和SIEMENS實現了全系列裝置通過KEMA公司IEC61850一致性檢測。CSI200EA測控裝置獲得2004年北京市科技進步二等獎，2008年北京市首屆發明專利三等獎。在過去幾年中相關產品已經在多個330kV，500kV變電站以及數字化變電站中成功應用。該團隊具有豐富的IEC61850一致性測試經驗，2007年為廣東電科院建立一個基于KEMA測試軟件包的IEC61850一致性測試實驗室，這是國內第一次引進KEMA測試包，通過本

25、次引進以及2008年在KEMA公司做四方裝置的實際測試，該團隊對IEC61850-10所規定的面向通信服務的一致性測試要求、KEMA公司的測試平臺技術都有了深刻的理解和豐富的體驗。在上述工作基礎上，2008年4月為廣東電科院提供了四方自主研制的面向功能的IEC61850測試平臺。2008年5月，廣東電科院通過該平臺對在廣東電網范圍內應用的多個廠家的IEC61850產品（包括監控與遠動系統）進行了測試，發現很多問題并責成廠家整改。該測試平臺的實用性和有效性得到了各方的認可。其中2007年6月投運的西北電網330kV聶劉變是國內第一個采用IEC61850技術的330kV變電站，四方公司作為系統集成

26、商，完成了整個系統的集成。該工程的成功投運，堅定了國內電力用戶和設計院在超高壓站使用IEC61850技術的信心，為在國內超高壓變電站使用IEC61850技術打下了良好基礎。2008年該團隊參與了華北電網重點科技項目唐山郭建屯220kV數字化變電站項目建設，四方公司作為系統集成商負責整個系統的集成工作。該工程全面采用ECT/EPT、網絡跳閘、數字化電表等技術，是國內目前技術要求最高、實施難度最大的數字化工程，引起國內廣泛關注。通過郭家屯工程的實踐，該團隊積累了數字化變電站設計、設備研發、場內外調試、運行維護全系列的寶貴經驗。八、 項目的進度安排序號時間段內 容12012/5-2012/6工程調研

27、和前期技術協議會議22012/6-2012/8設備引進和系統搭建32012/8進度問題分析會42012/8-2012/10本年度包頭西500kV智能化變電站保護設備聯調試驗52012/11聯調問題分析會62012/12包頭西500kV智能化變電站保護設備聯調試驗總結和項目驗收72012/12項目總結與驗收會議12345編寫要求：1. 列出分年度計劃研究內容和人員、設備安排；2. 分年度提供成果的內容和形式，要具有可檢查性。九、項目經費預算 單位：萬元科目金 額公司經費自 籌備 注（一）直接費用1.人員費（1）臨時工工資2.設備及軟件費詳見附件3-1（1）購置詳見附件3-2（2）試制3.業務費詳

28、見附件3-3（1）材料費詳見附件3-4（2）資料費（3）外協測試試驗及加工費（4）會議費（5）差旅費4.其他直接費用（二）協作研究支出詳見附件3-5協作支出1合 計注：1、與項目有關的前期研究(包括階段性成果)支出的各項經費不列入本項目預算； 2、項目下設的每個子項目均需單獨填報各自的項目預算表，并將子項目預算匯總后計入項目經費預算相應欄內。 3、當子項目存在協作研究時，應逐項分別填報每一項協作研究任務的預算表。協作研究支出預算匯總后填入子項目經費預算的“協作研究支出”欄內。十、有關證明文件1、合作單位和依托工程單位對項目的意見2、自籌經費來源及保證證明編寫要求：四號仿宋_GB2312（下同）

29、1. 合作單位對項目的意見及蓋章；2. 依托工程單位對項目的意見及蓋章；3. 自籌經費來源及保證證明。十一、申請單位領導審查意見 （對經費預算是否合理，有無其他經費來源，能否保證研究計劃實施所需的人力，工作時間等基本條件提出具體意見）四號仿宋_GB2312（下同）單位領導（簽字） 單位（公章） 年 月 日23附件3-設備及軟件費購置預算明細表（單價5萬元以上）序號設備（軟件）名稱型號單價 (元/臺件)擬購置數量（臺件）總價 經費列支生產國別與地區主要技術性能指標購置理由、用途、擬安置單位（與本項目、子項目關系）單價5萬元以上設備合計單價5萬元以下設備累計附件3-2設備及軟件費試制預算明細表（單

30、價5萬元以上）序號設備（軟件）名稱單臺價值 (元/臺件)擬試制數量（臺件）總價 經費列支主要技術性能指標試制理由和用途 （與本項目、子項目關系）單價5萬元以上設備合計單價5 萬元以下設備累計附件3-3業務費材料費預算明細表（大宗或貴重的材料）序號材料名稱計量單位單價 （元/單位數量）材料費用經費列支大宗或貴重材料合計其他材料累計附件3-4業務費外協測試化驗與加工費預算明細表（量大或價高的外協測試化驗與加工項目）序號外協測試化驗與加工的內容外協測試化驗與加工單位計量單位單價 （元/單位數量）外協測試化驗與加工費用經費列支其他外協測試化驗與加工項目累計附件3-5協作研究經費支出預算表序號協作研究任

31、務名稱協作研究任務內容協作研究任務承擔單位經費列支累計智能變電站實驗室配置智能變電站實驗室主要由兩大部分組成：1. 用于搭建完整的智能變電站實驗室的系統和設備：監控系統、遠動裝置、保護裝置、智能操作箱、合并單元、GPS對時裝置、數字化錄波器及交換機等2. 用于檢測的系統和設備：網絡錄波分析系統、模型檢測工具、IEC61850客戶端工具、IEC 61850服務器端模擬工具及GOOSE模擬工具等實驗室配置示意圖配置清單智能變電站實驗室測試系統配置貨物清單單價分析表金額單位：人民幣萬元序號組件材料費用項目名稱型式規格，參數單位數量備注1主機柜（每套含）套11.1監控主機浪潮NF5280M2處理器字長

32、：64位；CPU：2路（雙核/路）；主頻： 2.0 GHz；內存： 4 GB；顯存： 512 MB；硬盤： 1T；網卡數量： 2 塊；網卡速率： 1000 M；光驅：DVD刻錄 52XDVD；操作系統： UNIX臺11.2顯示器優派顯示器尺寸：22LED液晶 分辨率： 1440x900 ；鼠標、鍵盤： 1 個臺11.3GPS對時裝置CSC-196臺11.4站控層交換機東土SICOM3024P-24T24電臺11.5過程層交換機16光3電（千兆電口）RSG2100臺31.6屏柜2260*800*1000面12操作員站套32.1操作員站HP-Z600 處理器字長：32位；CPU：2路（雙核/路）；主頻： 2.0 GHz；內存： 2 GB；顯存： 512 MB；硬盤： 1T；網卡數量： 2 塊；網卡速率： 100 M；光驅：DVD刻錄 52XDVD；臺1放在控制臺上2.2顯示器優派顯示器尺寸：22LED液