電力公司科技項目可行性究報告.doc

1、電力公司科技項目可行性究報告_ 電力公司目 科技項目 可行性研究報告 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(fā)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 先進的設備技術 先進的控制方法以及先進的決策支持系統(tǒng)技術的應用,最終用以改善電力傳送,實現(xiàn)電網的可靠 安全 經濟 高效 環(huán)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(huán)節(jié),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(jié)省人力資,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

2、保證運行的穩(wěn)定性 安全性,同時提高工作效率 2.項目成果對該現(xiàn)狀和技術發(fā)展的作用 智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比出現(xiàn)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(huán)節(jié),使得傳統(tǒng)的測試手段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(xiàn)存在差異,影響了互聯(lián)互通,由于缺乏相應的工程化規(guī)范及方便 直觀的測試手段,使得問題的排查非常困難 基于上述考慮,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(tǒng)設備及網絡的檢

3、測平臺,提高設備互操作性,加快智能變電站及其技術的發(fā)展及普及,提高工程實施及運行維護的效率和水平,為后續(xù)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(fā)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展前期技術積累與實踐工作,為后續(xù)大規(guī)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(fā)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

4、能的進行規(guī)范性和一致性測,以及故障復現(xiàn) 分析p 和定位;對二次系統(tǒng)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(huán)節(jié)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智能化變電站即將年內投運,智能化變電站繼電保護設備聯(lián)調問題突顯 建立智能變電站保護設備聯(lián)調實驗室,能夠吸取以往智能化變電站聯(lián)調過程中的各種經驗教訓,避免出現(xiàn)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(tǒng)建設水平;實驗室可以幫助運行維護人員直觀 高效的進

5、行二次系統(tǒng)設備及網絡的功能 性能測試,快速定位 分析p 和診斷工程實施及運行維護中出現(xiàn)的復雜問題,提高了工作效率,提升了相關專業(yè)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(xiàn)系統(tǒng)級行為仿真,通過測試及評估發(fā)現(xiàn)并消除潛在的問題,實現(xiàn)電網的安全穩(wěn)定運行,降低大規(guī)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(tǒng)設計與配置信息的一致性,保障智能變電站的可靠和穩(wěn)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(fā)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

6、點研究新技術及新設備的工程化應用,發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(guī)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(huán)節(jié)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(xiàn)狀和發(fā)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(jié)上以及擴展原則方面存在差異,或存在不規(guī)范情況,也未根據最新的IEC 61850國際規(guī)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

7、成的一致性測試規(guī)范,但還沒有涉及系統(tǒng)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(wěn)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(guī)范,測試困難 隨著智能變電站的建設和發(fā)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(guī)范化 高效經濟 智能化也是智能電網的發(fā)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

8、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p ,這些測試和分析p 針對性和專業(yè)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,缺少對國內相應實施規(guī)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(guī)范,分析p 并搜集智能變電站應用中存在的問題和檢

9、測需求,形成實驗室建設方案,包括規(guī)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)了很多工程應用方面的問題,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 61850 DL/T 860 TCP/IP RFC 1006 ISO 9506(MMS) ASN.1 智能變電站導則Q/GDW 383 3.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(guī)范,

10、而在實際工程應用中經常發(fā)現(xiàn)設備的模型存在錯誤或不規(guī)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(fā)現(xiàn)模型存在的問題,并給出分析p 建議;國內發(fā)布了面向工程的實施規(guī)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(fā)生了很大變化,由傳統(tǒng)的硬連線變?yōu)榛谀Ｐ秃屯ㄐ艌笪牡奶摶芈吩O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(guī)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

11、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(xiàn)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(xiàn) 測試和分析p 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(jiān)視和分析p ,實現(xiàn)更加方便和直觀的通信測試及分析p 工具 四、 項目研究內容和實施方案 1.項目研究內容 1) 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(guī)模 需要配置的設備,所具備的檢測 培訓等功能 實驗室規(guī)?？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

12、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p 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(guī)范及工程實施規(guī)范,實現(xiàn)對各廠家設備模型的規(guī)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?jié)撛谀Ｐ蛦栴}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(guī)范,實現(xiàn)對這些通信服務及功能的測試和模擬 在實現(xiàn)方面,需要重點考慮面向功能

13、的測試,分析p 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(fā)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(wěn)定性 5) 智能變電站網絡通信記錄及分析p 的研究是對試驗過程中整個網絡通信過程的監(jiān)視 記錄 存儲和分析p ;除了針對IEC 61850通信(MMS GOOSE及SV)過程的規(guī)范性檢測和分析p 外,還依據如TCP/IP等規(guī)范進行深層次的分析p ,以便更加全面的網絡分析p ,有助于對復雜網絡通信問題的排查 分析p 功能除了詳細 直觀的分析p

14、 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p 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(xiàn)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p ,提出建設方案; 3) 對設備模型檢測進行分析p ,提出檢測功能及技術方案; 4) 對通信服務及功能的實現(xiàn)及檢測進行分析p ,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p ,提出測試的流程及技術方案; 6) 對網絡通信記錄分析p 系統(tǒng)進行分析p ,提出技術方案; 7) 全面分析p 和總結實驗室建設及檢測需求,設計總體

15、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(fā); 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(xiàn)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(tǒng)設備及網絡的功能 性能測試,快速定位 分析p 和診斷工程實施及運行維護中出現(xiàn)的復雜問題,提高了工作效率,提升了相關專業(yè)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(fā)及實驗室

16、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(xiàn),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(lián)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.對于裝置 設備開發(fā)的項目,要提出裝置或設備的開發(fā)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

17、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(tǒng),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(guī)模,以及專用的測試設備和工具 具備對各種二次設備IEC 61850通信和功能檢測試驗,故障記錄及分析p ,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(jiān)控 遠動 數字化故障錄波器 GPS 高性能安全穩(wěn)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(fā)布/訂閱模擬工具 虛端子連線測試工具 網絡通信記錄分析p 系統(tǒng)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