變電站是電網(wǎng)中重要的組成部分，積極開(kāi)展智能變電站研究和實(shí)踐，對(duì)于保障能源安全、提高能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對(duì)氣候變化、提升服務(wù)水平都具有重要作用。由中國(guó)電力科學(xué)研究院周春霞、周澤昕、詹榮榮、李仲青、艾淑云、李巖軍、張曉莉、杜丁香、余越、董明會(huì)、項(xiàng)燦芳、詹智華、賈琰、崔佳、劉慧海等研究團(tuán)隊(duì)完成的智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目，針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行特性與智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流密切相關(guān)的特點(diǎn)，從設(shè)備單元、系統(tǒng)集成、總體性能測(cè)試三方面考慮，進(jìn)行了智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)研究。

智能變電站繼電保護(hù)

智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目研究，順應(yīng)世界電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)提出到2020年，全面建成堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，截至2012年底，國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的智能變電站達(dá)217座，2013年建成新一代智能變電站六座，2014年—2015年計(jì)劃建設(shè)新一代智能變電站50座。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是功能強(qiáng)大的能源轉(zhuǎn)換、高效配置和互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)，是堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)與智能控制緊密融合的現(xiàn)代電網(wǎng)，是涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各環(huán)節(jié)的智能化電力系統(tǒng)。發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、環(huán)保價(jià)值，是實(shí)現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，將為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供更安全、更高效、更清潔的電力保障。

針對(duì)智能變電站大量使用電子式互感器的特點(diǎn)，研究并提出電子式互感器傳變特性測(cè)試技術(shù)，分析電子式互感器對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置的影響;研究了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)接入不同設(shè)備和不同數(shù)據(jù)流量時(shí)的優(yōu)化配置及不同交換機(jī)之間的兼容性測(cè)試技術(shù);研究了數(shù)據(jù)采集單元守時(shí)精度、發(fā)送報(bào)文的均勻度及延遲的測(cè)試技術(shù);研究了智能終端與各類(lèi)保護(hù)控制裝置配合的動(dòng)作可靠性測(cè)試技術(shù)。研究了智能變電站的過(guò)程層、間隔層、站控層的智能設(shè)備與保護(hù)子站、信息子站、錄波子站之間多種信息交互方式及測(cè)試技術(shù)。

首創(chuàng)了智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)備在模擬運(yùn)行環(huán)境下的性能測(cè)試及評(píng)價(jià)技術(shù);

首次提出了合并單元數(shù)據(jù)畸變、數(shù)據(jù)丟幀等數(shù)據(jù)異常情況時(shí)評(píng)估保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理機(jī)制的有效性技術(shù);

首次使用了基于對(duì)稱(chēng)光原理的分光測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)了不同光通信口的報(bào)文傳輸差異性比較測(cè)試，為研究其對(duì)保護(hù)裝置的影響提供了有效的方法;

使用多端數(shù)據(jù)采集單元非同步工況對(duì)保護(hù)裝置影響的測(cè)試方法，得出直采模式下數(shù)據(jù)采集單元失步時(shí)保護(hù)不應(yīng)閉鎖的重要結(jié)論。

項(xiàng)目共授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利2項(xiàng)，受理2項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇，提出國(guó)家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)，培養(yǎng)碩士2人。

應(yīng)用本項(xiàng)目對(duì)國(guó)內(nèi)外十八家智能設(shè)備廠家生產(chǎn)的64種型號(hào)百余套智能設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行了浙江、桂林?jǐn)?shù)字化變電站、智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)二次設(shè)備及智能變電站繼電保護(hù)配置與應(yīng)用等項(xiàng)目的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)和解決諸多技術(shù)問(wèn)題和設(shè)備缺陷，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

自主創(chuàng)新獲突破

突破傳統(tǒng)單裝置測(cè)試模式，研究完成了包括多電壓等級(jí)、多變電站節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)特性分析方法，首創(chuàng)了基于智能變電站過(guò)程層設(shè)備、間隔層設(shè)備、站控層設(shè)備的系統(tǒng)集成檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了智能變電站不同數(shù)據(jù)傳輸方式下繼電保護(hù)測(cè)試的新技術(shù)。

提出各環(huán)節(jié)延時(shí)可控的智能終端動(dòng)作時(shí)間的閉環(huán)檢測(cè)方法，顯著提高了測(cè)試準(zhǔn)確性，解決了傳統(tǒng)測(cè)試方法無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)試智能終端動(dòng)作特性的問(wèn)題，為智能變電站環(huán)境下系統(tǒng)故障切除時(shí)間評(píng)估提供了重要計(jì)算依據(jù)。

提出了同步量測(cè)裝置的合并單元守時(shí)能力的高精度測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)合并單元的守時(shí)能力測(cè)試，并提出5min內(nèi)守時(shí)誤差小于4us的指標(biāo)要求，本項(xiàng)目提出守時(shí)測(cè)試方法，可測(cè)得不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)的合并單元時(shí)鐘偏移，該技術(shù)作為規(guī)范數(shù)據(jù)采集單元裝置性能的重要依據(jù)。

提出了基于對(duì)稱(chēng)光原理的分光測(cè)試方法，首次實(shí)現(xiàn)了智能變電站中光纖通信的報(bào)文傳輸差異性測(cè)試，為光纖組網(wǎng)的傳輸特性對(duì)繼電保護(hù)裝置影響的分析提供了技術(shù)手段，提出的測(cè)試技術(shù)為us級(jí)誤差數(shù)據(jù)，可以精確測(cè)試評(píng)價(jià)智能設(shè)備不同光通信口的報(bào)文傳輸性能。

提出多輸入端數(shù)據(jù)單元非同步時(shí)對(duì)保護(hù)裝置影響的測(cè)試方法，得出在一定條件下數(shù)據(jù)單元失步保護(hù)不應(yīng)閉鎖的重要結(jié)論。首次進(jìn)行保護(hù)裝置對(duì)電子式互感器雙a/d采樣適應(yīng)性研究，為規(guī)范保護(hù)裝置雙a/d數(shù)據(jù)處理機(jī)制提供重要依據(jù)。項(xiàng)目首次進(jìn)行了雙a/d采樣模式下動(dòng)作性能適應(yīng)性研究，發(fā)現(xiàn)了部分廠家合并單元的雙ad差異給保護(hù)處理雙ad數(shù)據(jù)帶來(lái)一定影響，解決了部分裝置雙a/d數(shù)據(jù)差異性使保護(hù)裝置動(dòng)作行為不一致的技術(shù)缺陷。

提出合并單元數(shù)據(jù)畸變、數(shù)據(jù)延遲偏差、采樣值丟幀、采樣計(jì)數(shù)標(biāo)號(hào)不連續(xù)等數(shù)據(jù)異常的模擬方法，全面評(píng)估智能變電站保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)處理機(jī)制的有效性，克服了單一評(píng)估方法的片面性，技術(shù)成功應(yīng)用于保護(hù)裝置的數(shù)字采樣適應(yīng)性測(cè)試項(xiàng)目。

成果應(yīng)用及效益

應(yīng)用項(xiàng)目成果對(duì)國(guó)內(nèi)主流智能設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的過(guò)程層、間隔層、站控層共百余套智能設(shè)備的整體配合性能、互操作能力進(jìn)行了進(jìn)行浙江數(shù)字化變電站過(guò)程層數(shù)字采樣、500kv桂林?jǐn)?shù)字化變電站、智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)二次設(shè)備聯(lián)調(diào)及智能變電站繼電保護(hù)配置及應(yīng)用等大規(guī)模仿真試驗(yàn)。

試驗(yàn)中測(cè)試了多個(gè)制造廠商的保護(hù)設(shè)備，并使其以多種方式相互配合工作。由于各廠家實(shí)現(xiàn)方式的差異造成不同廠家設(shè)備的配合出現(xiàn)問(wèn)題。測(cè)試表明，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和調(diào)試各廠家設(shè)備之間得到一定程度的統(tǒng)一，已能適應(yīng)工程需要。同時(shí)也說(shuō)明系統(tǒng)級(jí)動(dòng)模試驗(yàn)?zāi)苡行岣吒黝?lèi)ied設(shè)備間互操作能力，推動(dòng)智能變電站技術(shù)的發(fā)展，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

鏈接

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周春霞，中國(guó)電力科學(xué)研究院繼電保護(hù)研究所，高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事繼電保護(hù)及動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)的研究工作，電機(jī)工程協(xié)會(huì)高級(jí)會(huì)員，全國(guó)量度繼電器和保護(hù)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)靜態(tài)繼電保護(hù)裝置分技術(shù)委會(huì)委員，電力行業(yè)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備及直流電源標(biāo)準(zhǔn)化委員。多次參加重大工程的前期試驗(yàn)研究和建設(shè)工作。獲中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)3項(xiàng);獲國(guó)家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)項(xiàng);獲中國(guó)電力科學(xué)研究院科技進(jìn)步獎(jiǎng)20余項(xiàng)。