智能配电网三网合一营配终端技术规范的研究立项申请书

云南电网有限公司科研项目立项

项目名称：申请单位：起止时间：项目负责人：通信地址：邮政编码：联系电话：传 真：申请日期：

申 请 书

云南电网有限公司营销部 2020年01月至2020年12月

李广深

2019年8月

智能配电网三网合一营配终端技术规范的

研究

项目名称 简 表

智能配电网三网合一营配终端技术规范的研究 高工 推 广 3 5 项目负姓名 李广深 单 位 云南电网有限公司营销部 责 人 性别 男 年 龄 40 专业 电力自动化 职 称 技术 新技术 新产品 技术引进 应用理论 科学 项 目 攻关 开 发 试 制 小批量试产 基础研究 研 究 分 类 ? 项目组 高级职称 4 中级职称 12 其中 人 数 研究生 7 初级职称 协作单位 云南电力科学研究院有限责任公司 协作形式 广州科文科技有限公司 申请金额(万元) 500万元 研究起止年月 2020年1月～2020年12月 其资 助 中 自 筹 500万元 项目内容 、 意义和预期成果摘要 [项目内容] 我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高;而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，基于光纤技术的电子式互感器的出现为智能配电网智能化带来了革命性的飞跃。 南网公司将智能化配电网技术做为十一五期间重点研究课题，围绕着这一中心，本项目将对基于IEC6850的三网合一营配装置的关键技术做深入研究，包括电子式互感器的基本原理、输出接口、通信协议以及技术难点，重点研究IEC 60044-7-1999电子式电压互感器，IEC 60044-8-2002电子式电流互感器、ICE62056 电度表.计数器读数、税控制和负载控制的数据交换以及IEC61850-9 智能配电网内通信网络和系统，在深入理解上述标准的关键内容后，针对符合IEC61850标准要求，适用于智能化智能配电网的营配终端完成相应的产品技术规范和检验规范，研究智能配电网三网合一营配终端的检测技术，并建立检测平台。 [项目意义] 随着智能化开关、光电式互感器、一次运行设备在线状态检测、 智能配电网运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，使智能配电网所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。智能化智能配电网由于在信息采集、传输、处理和输出过程全部智能化，具有各种功能共用统一的信息平台，避免设备重复投入，测量精度高、无饱和、无电流互感器开路，二次接线简单，光纤取代电缆，电磁兼容性能优越，信息传输通道都可自检，可靠性高，管理自动化的优点。智能化智能配电网自动化系统的实施，将改变传统智能配电网的体系及架构，降低智能配电网的综合建设成本，提高智能配电网的自动化水平。智能化智能配电网自动化系统的研究正在自下而上逐步发展，在云南翠峰试点的智能化智能配电网已经得到了试运行。在云南地区，也有试点运行的 1

智能化智能配电网。 然而在国内试点运行的智能配电网中，进行试点和改造的设备基本上为继电保护设备和自动化设备，很多智能配电网没有对原有的计量装置进行改造，依然使用着传统的电能计量系统；有的智能配电网虽然使用了符合IEC 60044-7、8接口的营配终端，但是因为没有可以借鉴的检验规范，该种营配终端往往未经过较为完整的型式试验就投入现场运行，其运行的精度和性能不能得到完全保证。 本项目立项的意义在于能够填补国内智能化智能配电网这一空白，如果项目的研究成果的合理性得到验证，不但能够为智能配电网三网合一营配终端的安全可靠运行提供技术上的保证，还可以将本项目成果加以推广，为其它地区智能化智能配电网的试点提供参考，并可以国家标准《网络营配终端》的制定提供重要的素材。 [预期成果] 1. 完成云南电网有限公司《智能配电网三网合一营配终端技术规范》和《智能配电网三网合一营配终端检验规范》。 2. 完成智能配电网三网合一营配终端检测平台总体设计与构建。 3. 依据编写的《智能配电网三网合一营配终端技术规范》，邀请营配终端厂家生产营配终端，并试点运行。 4. 提交如下研究报告：《可行性研究报告》、《数字智能配电网营配终端技术规范总体框架设计报告》、《数字智能配电网营配终端检测平台总体设计报告》、《数字智能配电网营配终端技术规范》、《数字智能配电网营配终端检验规范》、《现场运行报告》。 2

一、本研究项目的科技依据（包括科技意义和应用前景，国内外研究概况、水平和发展趋势；应用理论基础研究项目应阐述学术思想，立论根据，特色或创新之处，主要参考文献目录及出处；推广项目说明成果成熟程度，适用范围，以及成果的知识产权等问题） [项目背景] 近年来智能化智能配电网相关技术的研究与发展，获得了众多电力用户、科研、设计、制造部门的关注，涉及智能化智能配电网应用技术背景主要体现在以下几个方面。 (1)非常规互感器 非常规互感器主要有两种：一种是基于罗科夫斯基线圈原理的电子式互感器，一种是基于法拉第效应的光电式互感器，其最大特点就是可以输出低压模拟量和数字量信号，直接用于微机保护和电子式计量设备，适应电力系统智能化、智能化和网络化的需要，由于其动态范围比较大，能同时适用于测量和保护两种功能应用。 非常规互感器充分利用了电光晶体的各种优异特性和现代光电技术的优点，具有良好的绝缘性能、较强的抗电磁干扰能力、测量频带宽、动态范围大等特点，这些特点对于智能配电网自动化系统的发展提供了信息集成应用的基础 。 (2)IEC61850标准 IEC61850标准是新一代的智能配电网通信网络和系统协议，适应分层的智能电子装置和智能配电网自动化系统，该协议根据电力系统生产过程的特点，制定了满足实时信息传输要求的服务模型；采用抽象通信服务接口、特定通信服务映射，以适应网络发展；采用面向对象建模技术，面向设备建模和自我描述，以适应功能扩展，满足应用开放互操作要求；采用智能配电网配置语言，在信息源定义数据和数据属性；定义和传输元数据，扩充数据和设备管理功能，传输采样测量值等。该系列标准还包括智能配电网通信网络和系统总体要求、系统和工程管理、一致性测试等。IEC61850体系使智能配电网信息建模标准化成为可能，信息共享具备了可实施的基础前提，为智能化智能配电网技术的应用提供了信息建模的基础。 (3)网络通信技术 电力系统二次系统作为一次系统的辅助回路，主要是由测量仪表、控制及信号装置、继电保护装置、自动控制及监测或反馈装置、远动装置及相关控制回路等组成。二次系统包括信号回路和控制回路。随着光纤通信技术、网络技术的飞速发展及其在智能配电网自动化系统中的不断深入应用，用数字通信手段传递电量信号，用光纤作为传输介质取代传统的金属电缆具备了实现的可能。网络技术是智能配电网自动化技术从集中式向分布式发展的基础，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块。以太网技术正被广泛引入智能配电网自动化系统过程层的采集、测量单元和间隔层保护、控制单元中，构成了分布式智能配电网自动化系统应用基础。 (4)智能断路器技术 非常规互感器的出现以及计算机的发展，对于断路器设备内部的电、磁、温度、机械、机构动作状态监测已经成为可能。智能化一次设备采用智能化的监视和控制手段，机械结构简单，体积小。既减少了设备停电检修的几率和时间，减少了运行成本，也减少人为因素造成的设备损坏。智能操作断路器根据所检测到的电网中断路器开断前一瞬间的各种工作状态信息，自动选择和调整操动机构以及与灭弧室状态相适应的合理作条件，以改变现有断路器的单一分闸特性。在无载时以较低的分闸速度开断，而在系统故障时又以较高的分闸速度开断等。这样,就可获得开断时电气和机构性能上的最佳开断效果。上述技术构成了智能化智能配电网应用技术的基础，使智能化智能配电网体现了

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几个方面的技术特征：数据采集智能化；系统分层分布化；系统结构紧凑化；系统建模标准化；信息交互网络化；信息应用集成化；设备检修状态化；设备操作智能化。 目前智能化智能配电网的研究主要内容集中在一次侧设备，诸如智能化开关设备、光电互感器、电子式电压电流互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。目前，国外知名电力自动化厂商如ABB、西门子、阿尔斯通等已有智能化智能配电网产品发布，产品以电子式电压电流互感器为主，并在欧美市场广泛推广智能化智能配电网系统。国内厂商如南瑞集团、国电南自等也都在研发、推广过程中。 [应用前景] 据不完全统计，截至2003年末，全国有500kV智能配电网近100个、约有220kV智能配电网1800多个、约有110kV智能配电网5900个、66kV/35kV智能配电网5700多个；全国110KV以下、35KV以上的终端智能配电网有18000余座，35KV等级以下的各类配电智能配电网数量众多；还要再考虑每年新建智能配电网的市场，主要为特高压电网和城市电网智能配电网。 智能配电网数量巨大，而我国智能配电网自动化系统中智能化覆盖率非常低。随着各个智能化智能配电网的试点运行，智能化智能配电网的技术日趋成熟，势必对已有的智能配电网自动化技术产生深刻的影响，全智能化的智能配电网自动化系统势在必行。 国家电网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中已把智能化智能配电网作为提高电网自动化水平的五个重点技术课题之一，并被明确在“十一五”中后期进行各电压等级智能配电网的示范与推广应用。 目前智能化智能配电网设备的研究大多集中在一次设备上，营配终端是智能化智能配电网最重要的二次设备之一，而针对智能化智能配电网用营配终端的技术研究还处于基础阶段，试验设备、测试方法、检验标准，特别是EMC(电磁干扰与兼容)控制与试验还是薄弱环节。对改种营配终端进行技术研究，编写相应的产品标准和检验规范，对提高产品质量，实现智能配电网的全智能化，提高电网运行管理控制水平，有十分重要的意义。 [国内外研究概况] 1. 智能化智能配电网的研究概况 智能化智能配电网的基础标准是IEC61850标准。1999年IEC TC57京都会议和2000年SPAG会议提出将IEC61850作为无缝通信标准。IEC61850标准的1～9部分现已正式发布。 IEC61850的工作方向是：追求现代技术水平的通信体系，实现完全的互操作性，体系向下兼容，基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台，在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统。IEC61850标准提供了智能配电网自动化系统功能建模、数据建模、通信协议、通信系统的项目管理和一致性检测等一系列标准。按照IEC 61850标准建设智能配电网的通信网络和系统，是建设智能化智能配电网的有效途径。IEC 61850 标准的发布和符合其标准的设备的推出，为建设智能化智能配电网提供了坚实的基础。 国外针对IEC 61850标准的应用和研究开始较早，相应的示范工程在制定IEC 61 850的过程中就开始实施。美国、德国、荷兰等国都有示范工程，用以验证标准，通过实践来促进标准的进一步完善。在德国有一个示范工程，参加这个工程的有SIEMENS、ABB、ALSTOM等公司，用一个公司的智能配电网主站和其他公司的IED相联，然后用另一个公司的智能配电网主站和其他公司的IED相联，示范工程的总结已在2000年CIGRE会议

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