【正文】 數(shù)字化變電站校驗儀項目1 項目實施的背景和意義 91 項目對深圳市經(jīng)濟、社會和科技發(fā)展等有效需求。 變電站自動技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)達到了 一定的水平，大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的自動化水平，增強了調(diào)度自動化水平以及減低了造價，但是技術(shù)的發(fā)展是永無止 境的， 國內(nèi)的 光電互感器，智 能開關(guān)、以及數(shù) 字繼電保護、數(shù)字 電能表已日趨成熟。數(shù)字化變電站的成為主流只是時間問題，目前數(shù)字化變電站的研究已經(jīng)如火如荼，其檢測和校驗工具的研究是保證這些自動化保護符合技術(shù)標準的重要手段，只有開發(fā)出有效的功能齊全的檢驗工具，才能夠進一步能夠推進自動化設(shè)備生產(chǎn)廠家不斷完善自己的產(chǎn)品。 “數(shù)字化變電站設(shè)備校驗裝置”主要應(yīng)用于檢驗數(shù)字變電站的二次設(shè)備以及一次的光電互感器的性能參數(shù)、精度、以及功能是否滿足要求 。是保證數(shù)字變電站的二次設(shè)備以及一次的光電互感器的安全可靠性，功能齊全的重要技術(shù)手段，最終必將提高電網(wǎng)安全運行，保證用電的可靠性，具有重要的社會意義。 目 前數(shù)字化的繼 電保護、數(shù)字電 能表、交流采樣裝 置、光電互感器 一般采用廠家自己的測試工具、或者非權(quán)威的測試手段，廠家自己的測試工具一般功能簡單、性能較低、無法實現(xiàn)更高一級的量值傳遞，從技術(shù)上來講 ，需要有第三方的廠家聯(lián)合 電力工業(yè)研究院 共同開發(fā)權(quán)威的 校驗工具，建立 起規(guī)范的檢驗標準 。 建議權(quán)威的經(jīng)過認證的校驗工具和技術(shù)檢驗規(guī)范有利于: n 協(xié)調(diào)各種廠家之間的技術(shù)認定，由于數(shù)字變電 站自動化裝置是由很多廠家共同提供產(chǎn)品，假如沒有一個統(tǒng)一的校驗工具，則 無法聯(lián)通時，難以界定哪方廠家的技術(shù)有問題。 n 促進各自動化設(shè)備廠家完善自身產(chǎn)品，有了功能豐富的和權(quán)威的校驗方法后， 自動化廠家容易找到自身產(chǎn)品缺陷，不斷完善功能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性 n 提高現(xiàn)場驗收效率，有了此校驗工具，可以大大提高現(xiàn)場驗收的效率， 節(jié)約人工成本 n 培養(yǎng)數(shù)字化變電站方面人才，本校驗工具本身對于 I EC6185091 的協(xié)議 第 1 頁 n 有標準的輸出和測試功能，便于學習協(xié)議，同 時對于電力工業(yè)研究所、高等院?？梢园研ｒ瀮x作為培養(yǎng)數(shù)字電能表、數(shù)字繼 電保護、光電互感器校驗儀人才的重要試驗平臺。 降低驗收和檢驗人員的專業(yè)要求 假如沒有本套測試工具，驗收人員必須具備非 常強的專業(yè)知識，一般要經(jīng)過專家討論驗收方法，過程也相當復雜，對現(xiàn) 場驗收的要求很高，提高了人力成本。同時開發(fā)數(shù)字化變電站校驗,也具有重要的經(jīng)濟意義未年幾年按照一年一個供電局 4 臺采購量，參考銷售價格 20 萬一臺。全國市縣大概每年有 8 億左右的市場容量。我司就算按市場占有率 5%計算，一年銷售額 4 千萬，實現(xiàn)利稅800 萬左右。具有一定的經(jīng)濟意義 項目的先進性、重要性、必要性、可行性。 先進性 國際電工委員會TC57工作組動員了數(shù)百位專家歷經(jīng)十年提出了“一個世界、一種技術(shù)、 一個標準”,過程全數(shù) 字化。今后全世界的變電站自動化 設(shè)備的廠家協(xié)議將統(tǒng)一為 IEC61850 的協(xié)議框架。 毫無疑問再經(jīng)過幾年幾十年，數(shù)字化變電站必將成為主流，目前基于 IEC61850 協(xié)議的數(shù)字化變電站校驗儀裝置國內(nèi)外鮮有廠家投入力量研究。我司提出了全套的校驗方法，并作了大量的調(diào)研工作 ，部分功能已經(jīng)可以到現(xiàn)場使用了。整個項目的平臺具有相當?shù)南冗M性。 n 產(chǎn)品先進性 基于 IEC61850 的硬件測試工具，目前國內(nèi)外還沒有成套的產(chǎn)品， 我司率先投入研發(fā)此類產(chǎn)品，時機合適。 n 硬件平臺先進性 使用 ADI 公司高性能的 blackfin DSP 平臺，BF531 具有兩個 400MPIS 的雙 DSP 功能、同時可以作為 32bit MPU 使用，配套 1ppm 的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)、 0. 005%準確度的零磁通互感器、使用 OP1632D 差分輸入輸出的運放作為信第 2 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司n n 號調(diào)理和 100KSPS 24Bit 的高性能 ADS1278 AD，配置兩個光纖以太網(wǎng)口 和兩個 RJ45 的電以太網(wǎng)口。 軟件平臺先進性 使用 Labview 作為工控機軟件平臺 Labview 具有非常豐富友好的界面和強大的數(shù)學工具。使用 LabView 后會讓我們的開發(fā)的產(chǎn)品更美觀功能更強大，可以 直接利用軟件庫，降低開發(fā)的工作量，同時利用現(xiàn)成的庫，提高軟件的運行可靠性 使用 VDK RTOS 作為嵌入式 DSP 開發(fā)的操作系統(tǒng)，VDK RTOS 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)是嵌入式 DSP 的操作系統(tǒng)，VDK 為 ADI 公司嵌入式的高性能 RTOS平臺，任務(wù)調(diào)度實時性優(yōu)于 ，保證系統(tǒng)平臺的實時性的要求。 技術(shù)先進性 a）校驗 過程全自動， 設(shè)置完畢后， 點擊啟動命令 ，自動完成各 種檢驗點和校驗功能的檢定并自動生成報表 b）檢定先進 使用模擬源的動態(tài)數(shù)據(jù)作為檢驗數(shù)字來源，能夠反映出數(shù)字二次設(shè)備的現(xiàn)場使用情況。c) 溯源先進性 建立了 %級的數(shù)字溯源技術(shù)，自主開發(fā)使用高精度的 AD 轉(zhuǎn)換，通過 AD 轉(zhuǎn)換，和已有的 級的模擬基準實 現(xiàn)量傳。 d） 功能配置先進性 測試功能可以選擇相關(guān)的國標和行業(yè)標準，也可以根據(jù)用戶的自己的需求編輯測試點和測試要求。 重要性 基于IEC61850協(xié)議的數(shù)字化變電站將成為未來變電站最重要的技術(shù)之一。目前盡管國內(nèi)外的電力設(shè)備廠家已經(jīng)大力投入到數(shù)字化變電站的研究開發(fā)中去，但是還沒有一個有效的測試工具，這必將阻礙數(shù)字化變電站設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也限制了數(shù)字化變電站的推廣使用，目前數(shù)字化變電站的驗收耗時耗力同時也無法做出權(quán)威的驗收結(jié)論。 第 3 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司數(shù)字化變電站還發(fā)展還需要相關(guān)的測試規(guī)范，工程規(guī)范，按照規(guī)范 ，檢驗規(guī)范必須要跟著發(fā)展，而這些技術(shù)的發(fā)展制定，都離不開校驗儀 ，所以數(shù)字化變電站校驗儀對于推進數(shù)字化變電站建設(shè)，推進數(shù)字化變電站的技術(shù)發(fā)展具有非常重要的意義. 必要性 IEC61850協(xié)議的制定為電力系統(tǒng)自動化廠家?guī)砹藦V闊市場空間和無限發(fā)展?jié)摿?，誰抓得早、抓得準、抓得住，誰就贏得發(fā)展先機，贏得主動，最終贏得市場。目前在數(shù)字化變電站校驗技術(shù)滯后于數(shù)字化變電站的建設(shè)，目前國內(nèi)電力工業(yè)研究院均面臨著現(xiàn)場如何驗收的問題，廣東電力工業(yè)研究所主動找到我司合作數(shù)字電能表校驗部分，其他光電互感器校驗、數(shù)字交流采樣校驗 、數(shù)字繼電保護校驗也將逐降和我司合作開展，所以目前基于 IEC61850 的數(shù)字化變電站校驗儀的開發(fā)非常迫切，非常有必要。 可行性 n 市場可行性項目主要應(yīng)用于供電局、電廠、電力局、研究所、高校等供電局領(lǐng)域。在今后的 10 年內(nèi)每個市縣供電局均應(yīng)該配置全套的數(shù)字測試儀多套。按照全國 2000個市縣計算，平均一年配置一套，則年需求 2000410 萬= 8 億 ，電力研究所領(lǐng)域、 高校也需要這樣的產(chǎn)品，因此我們認為市場上是可行的。 n 技術(shù)可行性 目前己解決了相關(guān)核心技術(shù)，并且己研制了部分核心產(chǎn)品，其中數(shù)字電能表的校驗已經(jīng)可以實現(xiàn)校驗功能了，因此我們認為技術(shù)上是可行的。 n 政策可行性 作為 電網(wǎng)公司 “十一五 ”科技 發(fā)展規(guī) 劃中列出 的提高 電網(wǎng)自動 化水平的五 大第 4 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司重點技術(shù)課題之一，數(shù)字 化變電站必然在“十一五”中后期在 各電壓等級變電站中推廣應(yīng)用，現(xiàn)在數(shù)字化變電站已經(jīng)成為了各 級電網(wǎng)、電力公司關(guān)注的焦點，因此我們認政策上是可行的。風險很小。 項目在行業(yè)發(fā)展中的地位和作用； 數(shù) 字化變 電站校 驗儀對 于保證 數(shù)字化 變電站 的設(shè)備 符合 功能和 性能的要 求有重要意義，由于數(shù)字化校驗是一個新技術(shù)，國內(nèi)外做此研究的不多 ，我司未來研發(fā)成功將是本行業(yè)在數(shù)字化變電站校驗上的一個里程碑。本系列校驗裝置的研發(fā)成功，將對數(shù)字化變電站的發(fā)展將產(chǎn)生深遠的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面： n 解決了目前變電站自動化設(shè)備的產(chǎn)品的驗收和型式試驗的難題。 n 建立了數(shù)字計量的量傳方法，實現(xiàn)了數(shù)字電能、數(shù)字交流采樣的溯源 軟件具備自動檢定和生成報表功能，大大減低了檢驗人員的工作量 n 提高檢驗結(jié)果的可信度為 統(tǒng)一各個廠家的技術(shù)接口提供技術(shù)手段，實現(xiàn)電力設(shè)備的無縫鏈接. 綜上所述，本平臺的成功研發(fā)，將是數(shù)字化變電站發(fā)展道路中的一個里程碑。 項目預期實現(xiàn)的經(jīng)濟和社會效益。 社會經(jīng)濟意義 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，國家出臺了一系列內(nèi)需投資政策 ，其中 4 萬億投資計劃中，未來 2～3 年電網(wǎng)投資將達到 萬億的規(guī)模，作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力工業(yè)行業(yè)能有效的拉動國民經(jīng)濟的增長。而且市場空間是巨大的 。 數(shù)字化變電站將成為電力投資的重頭戲之一，數(shù)字化變電站設(shè)備校驗裝置也將成為其中的重要一環(huán)，把數(shù)字數(shù)字化變電站設(shè)備校驗裝置做好了，是保證數(shù)字變電站的二次設(shè)備以及一次的光電互感器、性能參數(shù)、精度 、以及功能達標的重要手段。對提高電網(wǎng)安 全運行，保證用 電的可靠性，具 有重要的意義。 同時數(shù)字化變電 站的發(fā)展也必然拉動內(nèi)需。促進經(jīng)濟的發(fā)展第 5 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 預計經(jīng)濟效益 項目主要應(yīng)用于供電領(lǐng)域。供電局、電廠、電力局、研究所、高校等供這是最大的潛在用戶。在今后的 35 年內(nèi)每個市縣供電局均應(yīng)該配置全套的變電站數(shù)字化測試儀多套。按照全國 2000 個市縣計算，平均一年配置一套，則年需求: 2000410 萬= 8 億 （最終價） 電力研究所領(lǐng)域：31 省每個省必須在近 12 年配置不少于 1 套的數(shù)字化變電站校驗儀，大概近兩年需求:31 4 20 萬= 2480 萬 (現(xiàn)在市場價為 30 萬) 高校的需求也有一定的數(shù)量。 綜上所述，本項目產(chǎn)品未來 35 年的市場需求約為 30 億元左右，市場前景廣闊。具有良好的經(jīng)濟效益 預計社會效益 n 降低人工檢定的成本數(shù)字變電站測試 儀能夠自動測試、自動生成報表. 可以大大降低人工的降低成本，同時擴大檢定點，防止個別死區(qū)測試出現(xiàn)。 一般來講 ，一臺電能表要 是把全部的檢 定點和影響量全 人工檢定需要一 周時間，而使 用本測試設(shè)備只需要 15 分鐘的設(shè)置時間，大約 46 個小時的自動檢定時間就可以了，大大節(jié)約人工成本。今后數(shù)字化變電站全面推廣后，全國將有超過 1 萬人在做自動化設(shè)備的安裝、檢定、校驗、測試等。大大節(jié)約人工成本 n 有助于推動數(shù)字化變電站的發(fā)展 數(shù) 字化變 電站的 發(fā)展 除了一 次和二次 設(shè)備 廠家的 努力外 也離 不開檢驗 設(shè)備廠家的作用，假如沒有校驗廠家的產(chǎn)品的完 善，數(shù)字化變電站要大規(guī)模推廣也無從談起。 第 6 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司2 數(shù)字化變電站校驗儀技術(shù)發(fā)展趨勢及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)字化變電站校驗儀相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢； 隨著光電互感器技術(shù)的逐漸成熟，基于 IEC61850 的數(shù)字化變電站建設(shè)步伐必將加快，從事數(shù)字化變電站校驗的設(shè)備生產(chǎn)廠家未來也會相應(yīng)增加,同時電力科學研究院、各個省的電力工業(yè)研究所一定會投入大量的人力物力，制定相關(guān)的配套標準，為數(shù)字化設(shè)備廠家提供驗收、測試標準規(guī)范，也會推動測試儀廠家不斷完善自己產(chǎn)品。未來也會有更多的測試儀廠家加入這個領(lǐng)域。 國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外目前主要是對IEC61850協(xié)議本身來測試的研究比較多，目前瑞士實驗室被授予全球 IEC 61850 標準的測試認證機構(gòu)，從事 IEC61850 協(xié)議測試的廠家不少比如 STRI 公司，OMI CRON 公司，ABB 公司等，國外第一個對基于 IEC61850變電站進行測試的 InControl Tech 公司，這種測試一般是用來做型式試驗的，實驗室就是一個模擬的變電站，測試非常復雜，不利于作為現(xiàn)場的驗收工具 ，也不利于對從事單一設(shè)備的廠家的測試，因為國內(nèi)很多廠家并不能把整個數(shù)字化變電站做了下來，只能做其中的一個設(shè)備，比如光電互感器或者繼電保護裝置 ，這要求有適合于中小企業(yè)的測試和驗收工具，目前國外暫無相關(guān)產(chǎn)品。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 華中理工大學開發(fā)光電互感器校驗儀已在在武漢高壓研究所使用 ，這套裝置成本高，體積大。在現(xiàn)場使用非常麻煩。 裝置由安捷倫的 3458A 萬用表，工控機組成 ，軟件使用 Labview，基本沒有屬于自己的核心部件，技術(shù)含量