【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為基礎(chǔ)的 32 位微機(jī)保護(hù)。 16 南京電力自動(dòng)化研究院一開始就研制了 16位 CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線 路保護(hù)，已得到大面積推廣，目前也在研究 32 位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以 16 位多 CPU 為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)， 1988年即開始研究以 32 位數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的 32 位大模塊，一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用 32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因?yàn)榫仁?A/D 轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過 16 位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是 32 位微機(jī)芯片具有很 高的集成度，很高的工作頻率和計(jì)算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。 CPU 的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是 32 位的，具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存 (Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在 CPU 內(nèi)。 電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái) PC 機(jī)的功能 。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?，F(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有： (1)具有 486PC 機(jī)的全部功能，能滿足對(duì)當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。 (2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良 、防 17 震、防過熱、防電磁干擾能力強(qiáng)，可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。 (3)采用 STD 總線或 PC 總線，硬件模塊化，對(duì)于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴(kuò)展。 繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì) 。但對(duì)如何更好 地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了 強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止，除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍 (這是首要任務(wù) )，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)現(xiàn)這種 系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。 對(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點(diǎn)。 18 對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)， 也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué) 1993 年針對(duì)未來三峽水電站 500kV 超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè) (與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同 )母線保護(hù)單元，分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上，各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元，各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳 開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí)，各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí)，只能錯(cuò)誤地跳開本回路，不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故，這對(duì)于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。 由上述可知，微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化 在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保 護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。 目前，為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。 19 所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而 且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾?，F(xiàn)在光電流互感器 (OTA)和光電壓互感器 (OTV)已在研究試驗(yàn)階段，將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用 OTA 和 OTV 的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距 OTA 和 OTV 最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。 OTA 和 OTV 的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測(cè)量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。 1992 年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25 數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。 近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法 ，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng)；如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996 年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究，已取得初步成果。可以 20 預(yù)見，人工智能技 術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。 建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了 4 個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。 中國繼電保護(hù)器的市場(chǎng) 市場(chǎng)空間大 未來前景看好 截至 2020 年底，僅國網(wǎng)公司系統(tǒng)各電壓等級(jí)的繼電保護(hù)裝置已達(dá)到 30 萬余套，其中 220 千伏及 以上系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置達(dá)到 61125套。微機(jī)保護(hù)得到普及， 220 千伏及以上保護(hù)微機(jī)化率達(dá)到 %；220 千伏及以上系統(tǒng)繼電保護(hù)按照雙重化配置，線路保護(hù)雙重化率達(dá)到 100%；變壓器保護(hù)雙重化率達(dá)到 %；母線保護(hù)雙重化率達(dá)到%；線路保護(hù)光線化率達(dá)到 %；故障信息系統(tǒng)在網(wǎng)省公司得到推廣，繼電保護(hù)裝備水平得到了飛躍式的提高 。 對(duì)應(yīng)繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，我國繼電保護(hù)行業(yè)也取得了跨越式的發(fā)展。 2020 年，參與行業(yè)統(tǒng)計(jì)的規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為 360 家，共完成主營業(yè)務(wù)收入 231 億元， 實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額為 億元。從 1958 年建立第一個(gè)繼電器專業(yè)生產(chǎn)廠，經(jīng)過 50 年四個(gè)歷史階段的跨越式發(fā)展，我國繼電保護(hù)行業(yè)現(xiàn)已成為產(chǎn)品齊全，制造企業(yè)達(dá)到 600 多家，年產(chǎn)值 270 多億元，從業(yè)人員 6 萬多人的大產(chǎn)業(yè)。 此外，電網(wǎng)二次設(shè)備的市場(chǎng)空間不斷擴(kuò)大。電網(wǎng)二次設(shè)備的發(fā)展與電網(wǎng)投資密切相關(guān)，其市場(chǎng)容量通常為電網(wǎng)投資總量的 6%左右。按照這個(gè)比例推算， “十一五 ”期間，電網(wǎng)二次設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模約為 150億元／年。從細(xì)分市場(chǎng)的角度來看，繼電保護(hù)裝置和變電站自動(dòng)化仍占據(jù)排頭位置，每年大約有 50 億元的規(guī)模；電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化每年 投 21 資規(guī)模為 6 億～ 11 億元，較 “十五 ”期間平均水平略有上升；基于大城市電網(wǎng)建設(shè)的拉動(dòng)，配電自動(dòng)化將會(huì)有較大發(fā)展， “十一五 ”期間市場(chǎng)容量將達(dá)到 40 億元以上；隨著電力市場(chǎng)化改革的深入，預(yù)計(jì)電力市場(chǎng)未來五年的市場(chǎng)容量為 20 億～ 30 億元。 企業(yè)面臨大好機(jī)遇 受益于 “十一五 ”期間國家對(duì)電網(wǎng)投資，電網(wǎng)二次設(shè)備的高低端企業(yè)均將面臨大好發(fā)展機(jī)遇。 按照 2020 年的數(shù)據(jù)分析，繼電保護(hù)行業(yè)集中度較高，為寡頭壟斷型行業(yè)。在高端領(lǐng)域，國電南瑞和南瑞繼保分別占據(jù)著電力自動(dòng)化和繼電保護(hù)的領(lǐng)導(dǎo)者地位；而作為國內(nèi)配套能力最強(qiáng)的許繼集團(tuán) ，在特高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)以及換流閥方面遙遙領(lǐng)先，其配網(wǎng)自動(dòng)化業(yè)務(wù)也頗具實(shí)力；國電南自在電力環(huán)保設(shè)備方面更勝一籌；東方電子在調(diào)度自動(dòng)化、電力市場(chǎng)、變電站自動(dòng)化領(lǐng)域仍然具有較強(qiáng)的市場(chǎng)影響力。在中低端領(lǐng)域，新近上市的珠海萬力達(dá)在廠礦企業(yè)用繼電保護(hù)方面可謂是一家龍頭企業(yè)；另一家上市公司江蘇金智在電力自動(dòng)化和電力信息化業(yè)務(wù)領(lǐng)域也算是后起之秀；珠海優(yōu)特在電力系統(tǒng)微機(jī)五防方面也是一個(gè)正在崛起的企業(yè)。 通過以上分析，本項(xiàng)目的 發(fā)展戰(zhàn)略是以資源優(yōu)勢(shì)為依托，以高效利用資源，實(shí)現(xiàn)可 持續(xù)發(fā)展為目的，以發(fā)展優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)，以自身的優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)，以專業(yè)化生產(chǎn)為方向， 以浙江、廣東、福建等地為主要市場(chǎng)，立足于國內(nèi)市場(chǎng)，同時(shí)努力開拓國外市場(chǎng)，并不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，將企業(yè)做大做優(yōu)做強(qiáng)，努力擠身電子信息行業(yè)強(qiáng)隊(duì)之中。 第四章 發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)準(zhǔn)入分析 發(fā)展規(guī)劃分析 項(xiàng)目符合《國家十一五規(guī)劃綱要》中要 “加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)， 22 提高資源利用率 ”的社會(huì)發(fā)展政策； 項(xiàng)目符合《江西省十一五規(guī)劃綱要》中 “堅(jiān)持以人為本，著力建設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)江西、綠色生態(tài)江西、和諧平安江西 ”的社會(huì)發(fā)展目標(biāo)； 項(xiàng)目符 合《贛州市十一五規(guī)劃綱要》、《贛州市工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的有關(guān)精神； 項(xiàng)目符合《縣十一五規(guī)劃》的產(chǎn)業(yè)政策相關(guān)精神； 項(xiàng)目建設(shè)所在位于縣工業(yè)園區(qū)，符合縣城市規(guī)劃發(fā)展要求。 綜上所述，擬建項(xiàng)目符合國家、地方政府規(guī)劃，項(xiàng)目目標(biāo)與規(guī)劃內(nèi)容是相銜接和協(xié)調(diào)的。 項(xiàng)目符合《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》以及國家 “十一五規(guī)劃中 ”企業(yè)特別是重點(diǎn)企業(yè)和行業(yè)加強(qiáng)節(jié)能降耗，建設(shè)節(jié)約性社會(huì)，走經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的政策導(dǎo)向； 項(xiàng)目屬于國家發(fā)展與改革委員會(huì)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（ 2020年本）》 鼓