【正文】 一、 目的和意義 1. 與項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容緊密相關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)力水平和今后的發(fā)展方向 目前國(guó)家智能電網(wǎng)是使用健全的雙路通信、高級(jí)的傳感器和分布式計(jì)算機(jī)的電力傳輸與分配網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，最終用以改善電力傳送，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)。 智能變電站的建設(shè)是建立堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)加快智能變電站建設(shè)的步伐，提高電網(wǎng)運(yùn)行的智能化水平，節(jié)省人力資源，提高生產(chǎn)效率。為了滿足這些要求，需要對(duì)使用的新技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè) ，來(lái)盡可能的保證運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，同時(shí)提高工作效率。 2. 項(xiàng)目成果對(duì)該現(xiàn)狀和技術(shù)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(shù)和變化，尤其是過(guò)程層數(shù)字化、通信網(wǎng)絡(luò)化及標(biāo)準(zhǔn)化、信息模型化，影響到了智能變電站的設(shè)計(jì)、工程實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)，使得傳統(tǒng)的測(cè)試手段及設(shè)備不能滿足智能變電站及其設(shè)備的測(cè)試需要。另一方面，智能變電站所采用的 IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)面向國(guó)際化的特點(diǎn)及其復(fù)雜性，不同的設(shè)備供應(yīng)商對(duì)其理解和實(shí)現(xiàn)存在差異，影響了互聯(lián)互通，由于缺乏相應(yīng)的工程化規(guī)范及方便、直觀的測(cè)試手段，使得問(wèn)題的排 查非常困難。 基于上述考慮，本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)智能變電站實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及檢測(cè)的研究，建立二次系統(tǒng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)平臺(tái)，提高設(shè)備互操作性，加快智能變電站及其技術(shù)的發(fā)展及普及，提高工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)的效率和水平，為后續(xù)智能變電站的建設(shè)提供技術(shù)支撐；實(shí)驗(yàn)室也可作為相關(guān)工作人員和技術(shù)人員的培訓(xùn)和研究平臺(tái)。同時(shí)智能電網(wǎng)發(fā)展會(huì)不斷有新需求和新技術(shù)研究，可在本項(xiàng)目的研究成果基礎(chǔ)上開(kāi)展前期技術(shù)積累與實(shí)踐工作，為后續(xù)大規(guī)模推廣應(yīng)用做好技術(shù)儲(chǔ)備。 3. 成果應(yīng)用和推廣的途徑 通過(guò)本項(xiàng)目的研究，最終建成智能變電站實(shí)驗(yàn)室，具備 IEC 61850模 型及通信服務(wù)一致性、虛端子、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的檢測(cè)流程和手段，并根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用及技術(shù)發(fā)展逐漸完善。通過(guò)建立的檢測(cè)平臺(tái)，在智能變電站的工程實(shí)施及推廣應(yīng)用中，對(duì)各廠家二次設(shè)備的模型、通信及功能的進(jìn)行規(guī)范性和一致性測(cè)，以及故障復(fù)現(xiàn)、分析和定位；對(duì)二次系統(tǒng)的虛端子連線進(jìn)行可視化測(cè)試，并對(duì)設(shè)備的功能和性能進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)室也可作為設(shè)計(jì)、工程實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)工作人員，以及技術(shù)人員等培訓(xùn)和研究平臺(tái)。 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(nèi)投運(yùn)，智能化變電站繼電保護(hù)設(shè)備聯(lián)調(diào)問(wèn)題突顯。建立智能 變電站保護(hù)設(shè)備聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)室，能夠吸取以往智能化變電站聯(lián)調(diào)過(guò)程中的各種經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，避免出現(xiàn)繁雜、冗長(zhǎng)的無(wú)頭緒的調(diào)試局面。 智能變電站實(shí)驗(yàn)室可以有效降低工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)的成本，促進(jìn)智能變電站技術(shù)的推廣及相關(guān)產(chǎn)品的完善，提高系統(tǒng)建設(shè)水平；實(shí)驗(yàn)室可以幫助運(yùn)行維護(hù)人員直觀、高效的進(jìn)行二次系 2 統(tǒng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的功能、性能測(cè)試，快速定位、分析和診斷工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的復(fù)雜問(wèn)題，提高了工作效率，提升了相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的水平和智能變電站的運(yùn)行維護(hù)水平。測(cè)試平臺(tái)與 RTDS（或 DRTDS）的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)行為仿真，通過(guò)測(cè)試及評(píng)估發(fā) 現(xiàn)并消除潛在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，降低大規(guī)模停電的風(fēng)險(xiǎn)。二次設(shè)備模型及二次回路虛端子連線測(cè)試，能夠直觀、方便的檢測(cè)虛端子設(shè)計(jì)及連接是否正確，檢測(cè)出人為的疏漏，保證整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)外研究水平綜述 1. 與項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容緊密相關(guān)的技術(shù)發(fā)展歷史的簡(jiǎn)要回顧 近幾年，智能變電站的建設(shè)主要是試點(diǎn)工程，重點(diǎn)研究新技術(shù)及新設(shè)備的工程化應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了很多工程實(shí)施方面的問(wèn)題，為以后的推廣應(yīng)用積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在智能變電站新技術(shù)及新設(shè)備的工程應(yīng)用中，缺乏適用的 測(cè)試、工程化和運(yùn)行維護(hù)方面的規(guī)范，以及相應(yīng)的測(cè)試手段和設(shè)備，無(wú)法有效保證設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、運(yùn)行維護(hù)等環(huán)節(jié)的正確性，難于提高智能變電站的建設(shè)效率。 2. 國(guó)內(nèi)外研究水平的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 在智能變電站二次設(shè)備建模方面，各廠家在建模的一些細(xì)節(jié)上以及擴(kuò)展原則方面存在差異，或存在不規(guī)范情況，也未根據(jù)最新的 IEC 61850國(guó)際規(guī)范進(jìn)行修訂。在一致性測(cè)試方面，國(guó)內(nèi)外都意識(shí)到單純模型和服務(wù)的一致性測(cè)試無(wú)法保證設(shè)備的互操作性，正在研究和制定基于功能集成的一致性測(cè)試規(guī)范，但還沒(méi)有涉及系統(tǒng)級(jí)性能方面的測(cè)試。 智能變電站的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 ，尤其是 GOOSE和 SV的正確性、穩(wěn)定性、安全性是工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)的重點(diǎn)之一。二次回路采用虛端子連線設(shè)計(jì)，不夠直觀，容易出錯(cuò)，且虛端子格式及連線缺乏相應(yīng)的規(guī)范，測(cè)試?yán)щy。 隨著智能變電站的建設(shè)和發(fā)展，新的技術(shù)及設(shè)備將會(huì)很快大量的推廣和應(yīng)用，在工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)方面的、具有指導(dǎo)意義的檢測(cè)流程，以及直觀、高效的測(cè)試手段和設(shè)備，是急需的也是必然的。這些方面的規(guī)范化、高效經(jīng)濟(jì)、智能化也是智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)之一。 3. 介紹國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)本項(xiàng)目的研究情況 國(guó)外智能變電站工程實(shí)踐落后于國(guó)內(nèi)，尤其在過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)通信大部分處 于研究或少量應(yīng)用中。 KEMA實(shí)驗(yàn)室是 IEC 61850的國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)，主要做模型和服務(wù)的一致性測(cè)試，以及 IEC 61850的服務(wù)模擬和抓包分析，這些測(cè)試和分析針對(duì)性和專業(yè)性強(qiáng)，不夠直觀，效率低，不適合在實(shí)際工程中使用；所有的測(cè)試都是基于IEC 61850國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，缺少對(duì)國(guó)內(nèi)相應(yīng)實(shí)施規(guī)范的支持。 OMICRON公司主要研究和制造測(cè)試儀器，提供數(shù)字化的測(cè)試儀及配套的測(cè)試工具，具有 GOOSE和 SV的測(cè)試功能，沒(méi)有專門(mén)針對(duì)虛端子連線的高效、可視化的測(cè)試功能。 三、 項(xiàng)目的理論和實(shí)踐依據(jù) 1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的原理簡(jiǎn)述 3 主要依據(jù) IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范，分析并搜集智能變電站應(yīng)用中存在的問(wèn)題和檢測(cè)需求，形成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，包括規(guī)模、需要配置的變電站設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備。在模型、通信服務(wù)及功能的檢測(cè)和模擬方面，除依據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)外，還需要重點(diǎn)研究和實(shí)現(xiàn)面向工程應(yīng)用的功能性測(cè)試，使檢測(cè)功能易用、高效。 2. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的理論或者實(shí)踐依據(jù) 近幾年智能變電站的建設(shè)中發(fā)現(xiàn)了很多工程應(yīng)用方面的問(wèn)題，這些為智能變電站實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 主要參考： 《 IEC 61850》 《 DL/T 860》 《 TCP/IP》 《 RFC 1006》 《 ISO 9506》（ MMS） 《 》 《智能變電站導(dǎo)則》 Q/GDW 383 3. 項(xiàng)目研究的關(guān)鍵和難點(diǎn) 1）、 IEC 61850 中針對(duì)二次設(shè)備模型定義了相對(duì)比較復(fù)雜的建模規(guī)范，而在實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)設(shè)備的模型存在錯(cuò)誤或不規(guī)范的情況，影響了設(shè)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(cè)方法和手段，能夠快速的發(fā)現(xiàn)模型存在的問(wèn)題，并給出分析建議；國(guó)內(nèi)發(fā)布了面向工程的實(shí)施規(guī)范，目的是為了減少工程應(yīng)用中不必要的分歧或問(wèn)題，有效提高工程實(shí)施效率，這也是模型檢測(cè)研究的關(guān)鍵內(nèi)容之一。 2）、智能變電 站信息數(shù)字化和通信網(wǎng)絡(luò)化后，二次回路設(shè)計(jì)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?bào)文的虛回路設(shè)計(jì)，即虛端子連線，使設(shè)計(jì)、工程實(shí)施和運(yùn)行維護(hù)的難度加大。目前還缺乏具有指導(dǎo)性的二次回路連線設(shè)計(jì)規(guī)范和方法，以及連線正確性的測(cè)試手段。本項(xiàng)目針對(duì)這些問(wèn)題主要研究如何進(jìn)行有效且便捷的虛端子連線正確性測(cè)試。 3）、智能變電站網(wǎng)絡(luò)化程度提高，出現(xiàn)了很多網(wǎng)絡(luò)通信方面的問(wèn)題，甚至有些復(fù)雜的通信問(wèn)題無(wú)法復(fù)現(xiàn)、測(cè)試和分析。本項(xiàng)目通過(guò)多方面研究，包括通信服務(wù)及功能的測(cè)試、模擬，以及網(wǎng)絡(luò)通信的監(jiān)視和分析，實(shí)現(xiàn)更加方便和直觀的通信測(cè)試及分析工具。 四、 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案 1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容 1）、智能變電站實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)：研究并確定建設(shè)方案，包括實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模、需要配置的設(shè)備，所具備的檢測(cè)、培訓(xùn)等功能。實(shí)驗(yàn)室規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際需求按照 4 典型智能變電站設(shè)計(jì)，配置主要常用設(shè)備，設(shè)備數(shù)量少，但涉及全面，能夠?qū)Ω鲝S家二次設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。建成的實(shí)驗(yàn)室具備對(duì)相關(guān)工作人員和技術(shù)人員的培訓(xùn)條件，便于這些人員對(duì)智能變電站新的技術(shù)和設(shè)備的熟悉和掌握；配置的檢測(cè)工具和設(shè)備提供易用、便捷的檢測(cè)功能和分析、提示視圖，使相關(guān)人員能夠快速的熟悉對(duì)二次設(shè)備的檢測(cè)； 2）、二次設(shè)備 模型的檢測(cè)研究，依據(jù)建模規(guī)范及工程實(shí)施規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對(duì)各廠家設(shè)備模型的規(guī)范性檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果，給出處理建議；同時(shí)面向工程實(shí)施增加一些有助于提高工作效率、防止?jié)撛谀Ｐ蛦?wèn)題的檢測(cè)功能，如數(shù)據(jù)集與控制塊的匹配情況，點(diǎn)表信息等。 3）、 IEC 61850 通信及功能服務(wù)的測(cè)試和模擬，包括客戶端 /服務(wù)器端通信、GOOSE通信、 SV通信等。依據(jù) MMS、 GOOSE及 SV的通信規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些通信服務(wù)及功能的測(cè)試和模擬。在實(shí)現(xiàn)方面，需要重點(diǎn)考慮面向功能的測(cè)試，分析視圖直觀，對(duì)通信中存在的問(wèn)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(cè)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(dǎo)入，然后模擬接收和發(fā)送，以檢測(cè)連接的正確性，確保投入運(yùn)行的設(shè)備及配置的正確性，提高運(yùn)行安全穩(wěn)定性。 5）、智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信記錄及分析的研究是對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程的監(jiān)視、記錄、存儲(chǔ)和分析；除了針對(duì) IEC 61850通信（ MMS、 GOOSE及 SV）過(guò)程的規(guī)范性檢測(cè)和分析外，還依據(jù)如 TCP/IP等規(guī)范進(jìn)行深層次的分析，以便更加全面的網(wǎng)絡(luò)分析，有助于對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通信問(wèn)題的排查。分析功能除了詳細(xì)、直觀的分析視圖外，對(duì)通信 中存在的問(wèn)題顯式提示，如通信的中斷、報(bào)文格式錯(cuò)誤、重要報(bào)文如遙控報(bào)文的提示等，方便運(yùn)行維護(hù)人員快速的定位和分析通信中的問(wèn)題。 2. 理論研究步驟 1）、收集國(guó)內(nèi)外智能變電站建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，以及檢測(cè)需求； 2）、對(duì)智能變電站實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)行分析，提出建設(shè)方案； 3）、對(duì)設(shè)備模型檢測(cè)進(jìn)行分析，提出檢測(cè)功能及技術(shù)方案； 4）、對(duì)通信服務(wù)及功能的實(shí)現(xiàn)及檢測(cè)進(jìn)行分析，提出檢測(cè)功能及技術(shù)方案； 5）、對(duì)虛端子連線的測(cè)試進(jìn)行分析，提出測(cè)試的流程及技術(shù)方案； 6）、對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出技術(shù)方案； 7）、全面分 析和總結(jié)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及檢測(cè)需求，設(shè)計(jì)總體方案； 8）、根據(jù)總體方案，進(jìn)行設(shè)備配置、測(cè)試，以及檢測(cè)工具的開(kāi)發(fā)； 9）、建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，并提供各檢測(cè)工具及設(shè)備； 10）、撰寫(xiě)研究報(bào)告； 11）、項(xiàng)目驗(yàn)收。 3. 理論研究和試驗(yàn)內(nèi)容與項(xiàng)目總目標(biāo)的因果關(guān)系 通過(guò)對(duì)智能變電站建設(shè)，以及二次設(shè)備的模型、通信服務(wù)及功能的檢測(cè)技術(shù)研究，并建立完善的檢測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各廠家二次設(shè)備的檢測(cè)，幫助運(yùn)行維護(hù)人員直觀、高效的進(jìn)行二次系統(tǒng)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的功能、性能測(cè)試，快速定位、分析和 5 診斷工程實(shí)施及運(yùn)行維護(hù)中出現(xiàn)的復(fù)雜問(wèn)題，提高了工作效率，提升了相關(guān)專 業(yè)技術(shù)人員的水平和智能變電站的運(yùn)行維護(hù)水平。 4. 寫(xiě)明理論和試驗(yàn)研究的工作量 包括研究?jī)?nèi)容列出的技術(shù)研究、工具開(kāi)發(fā)及實(shí)驗(yàn)室搭建，計(jì)劃 1個(gè)年度完成，安排 5人參與該項(xiàng)目的技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)，工作量在 36人 /月左右。 5. 需要多家單位共同承擔(dān)的項(xiàng)目，需要寫(xiě)明各家的分工、職責(zé)和提供的成果；項(xiàng)目的組織方式；合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍； 6. 需要與國(guó)外合作，要寫(xiě)明與外方的合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍，及以前的工作聯(lián)系； 7. 注明本項(xiàng)目研究需要購(gòu)買(mǎi)儀器、設(shè)備的型號(hào)、產(chǎn)地、性能及需要購(gòu)買(mǎi)的原因； 8. 外委的工作內(nèi)容和工作量； 9. 對(duì)于裝 置、設(shè)備開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目，要提出裝置或設(shè)備的開(kāi)發(fā)計(jì)劃及設(shè)計(jì)方案。 五、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式 1. 項(xiàng)目研究預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 智能變電站實(shí)驗(yàn)室作為各廠家二次設(shè)備的模型、通信服務(wù)及功能的檢測(cè)平臺(tái)；并通過(guò)配置的二次設(shè)備，以及檢測(cè)工具和設(shè)備，對(duì)相關(guān)工作人員和技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，以及對(duì)智能變電站新的技術(shù)和設(shè)備的研究和掌握。 2. 研究成果的形式，包括理論研究報(bào)告、全套設(shè)計(jì)制造技術(shù)、實(shí)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(quán)具有可轉(zhuǎn)移性。 建成智能變電站實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，配置主要常用的二次設(shè)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(cè)試設(shè)備和工具。具備對(duì)各種二次設(shè)備 IEC 61850通信和功能檢測(cè)試驗(yàn)，故障記錄及分析，以及相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的培訓(xùn)。 實(shí)驗(yàn)室配置的二次設(shè)備包括數(shù)字化的保護(hù) /測(cè)控設(shè)備、過(guò)程層智能終端及合并單元、監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、數(shù)字化故障錄波器、 GPS、高性能安全穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，能夠接入數(shù)字和模擬的試驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)室配置的檢測(cè)用設(shè)備和工具主要包括模型檢測(cè)工具、 IEC 61850客戶端測(cè)試工具、 IEC 61850服務(wù)器端模擬工具、 GOOSE發(fā)布 /訂閱模擬工具、虛端子連線測(cè)試工具、網(wǎng)絡(luò)通信記錄分析系統(tǒng)等。 六、 合作單位或依托工程單位落實(shí)情況 1. 如需同其他單位進(jìn)行合作，說(shuō)明合作單位的落實(shí)情況，并出具合作單位承諾進(jìn)行合作的證明文件 擬與北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司合作。 2. 如需結(jié)合依托工程進(jìn)行試點(diǎn)研究，說(shuō)明依托工程及其與本項(xiàng)目結(jié)合的情況，出具依托工程單位 6 承諾提供相關(guān)條件的證明文件。 七、 項(xiàng)目承擔(dān)單位的條件 1 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 ： 單廣忠、武克宇、陶軍、趙喜、尹柏清、張彥斌、賀衛(wèi)芳、王蘊(yùn)敏、王江萍、喬彩霞 2 項(xiàng)目研究人員 ： 任雁銘、王治民、王麗華、晉陽(yáng) 珺 、唐喜 3 實(shí)驗(yàn)室條件 ：內(nèi)