變電站是電網(wǎng)中重要的組成部分，積極開展智能變電站研究和實踐，對于保障能源安全、提高能源效率、改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對氣候變化、提升服務(wù)水平都具有重要作用。由中國電力科學(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、項燦芳、詹智華、賈琰、崔佳、劉慧海等研究團隊完成的智能變電站繼電保護測試技術(shù)研究及應(yīng)用項目，針對智能變電站繼電保護運行特性與智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流密切相關(guān)的特點，從設(shè)備單元、系統(tǒng)集成、總體性能測試三方面考慮，進行了智能變電站繼電保護測試技術(shù)研究。

　　智能變電站繼電保護

　　智能變電站繼電保護測試技術(shù)研究及應(yīng)用項目研究，順應(yīng)世界電網(wǎng)發(fā)展趨勢。我國提出到2020年，全面建成堅強智能電網(wǎng)，截至2012年底，國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)投運的智能變電站達217座，2013年建成新一代智能變電站六座，2014年—2015年計劃建設(shè)新一代智能變電站50座。堅強智能電網(wǎng)是功能強大的能源轉(zhuǎn)換、高效配置和互動服務(wù)平臺，是堅強電網(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)展堅強智能電網(wǎng)具有巨大的經(jīng)濟價值、社會價值、環(huán)保價值，是實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，將為經(jīng)濟社會發(fā)展提供更安全、更高效、更清潔的電力保障。

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

　　首創(chuàng)了智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)備在模擬運行環(huán)境下的性能測試及評價技術(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)異常情況時評估保護裝置的數(shù)據(jù)處理機制的有效性技術(shù)；

　　首次使用了基于對稱光原理的分光測試方法，實現(xiàn)了不同光通信口的報文傳輸差異性比較測試，為研究其對保護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保護裝置影響的測試方法，得出直采模式下數(shù)據(jù)采集單元失步時保護不應(yīng)閉鎖的重要結(jié)論。

　　項目共授權(quán)國家發(fā)明專利2項，受理2項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇，提出國家電網(wǎng)公司標準5個，培養(yǎng)碩士2人。

　　應(yīng)用本項目對國內(nèi)外十八家智能設(shè)備廠家生產(chǎn)的64種型號百余套智能設(shè)備進行測試，進行了浙江、桂林數(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配置與應(yīng)用等項目的研究，在研究中發(fā)現(xiàn)和解決諸多技術(shù)問題和設(shè)備缺陷，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。

　　自主創(chuàng)新獲突破

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

　　提出各環(huán)節(jié)延時可控的智能終端動作時間的閉環(huán)檢測方法，顯著提高了測試準確性，解決了傳統(tǒng)測試方法無法準確測試智能終端動作特性的問題，為智能變電站環(huán)境下系統(tǒng)故障切除時間評估提供了重要計算依據(jù)。

　　提出了同步量測裝置的合并單元守時能力的高精度測試方法，實現(xiàn)對合并單元的守時能力測試，并提出5min內(nèi)守時誤差小于4us的指標要求，本項目提出守時測試方法，可測得不同時間節(jié)點時的合并單元時鐘偏移，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)。

　　提出了基于對稱光原理的分光測試方法，首次實現(xiàn)了智能變電站中光纖通信的報文傳輸差異性測試，為光纖組網(wǎng)的傳輸特性對繼電保護裝置影響的分析提供了技術(shù)手段，提出的測試技術(shù)為us級誤差數(shù)據(jù)，可以精確測試評價智能設(shè)備不同光通信口的報文傳輸性能。

　　提出多輸入端數(shù)據(jù)單元非同步時對保護裝置影響的測試方法，得出在一定條件下數(shù)據(jù)單元失步保護不應(yīng)閉鎖的重要結(jié)論。首次進行保護裝置對電子式互感器雙A/D采樣適應(yīng)性研究，為規(guī)范保護裝置雙A/D數(shù)據(jù)處理機制提供重要依據(jù)。項目首次進行了雙A/D采樣模式下動作性能適應(yīng)性研究，發(fā)現(xiàn)了部分廠家合并單元的雙AD差異給保護處理雙AD數(shù)據(jù)帶來一定影響，解決了部分裝置雙A/D數(shù)據(jù)差異性使保護裝置動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、采樣計數(shù)標號不連續(xù)等數(shù)據(jù)異常的模擬方法，全面評估智能變電站保護裝置的數(shù)據(jù)處理機制的有效性，克服了單一評估方法的片面性，技術(shù)成功應(yīng)用于保護裝置的數(shù)字采樣適應(yīng)性測試項目。

　　成果應(yīng)用及效益

　　應(yīng)用項目成果對國內(nèi)主流智能設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的過程層、間隔層、站控層共百余套智能設(shè)備的整體配合性能、互操作能力進行了進行浙江數(shù)字化變電站過程層數(shù)字采樣、500kV桂林數(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配置及應(yīng)用等大規(guī)模仿真試驗。

　　試驗中測試了多個制造廠商的保護設(shè)備，并使其以多種方式相互配合工作。由于各廠家實現(xiàn)方式的差異造成不同廠家設(shè)備的配合出現(xiàn)問題。測試表明，經(jīng)過試驗和調(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。同時也說明系統(tǒng)級動模試驗?zāi)苡行岣吒黝怚ED設(shè)備間互操作能力，推動智能變電站技術(shù)的發(fā)展，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。

　　鏈接

　　項目負責(zé)人周春霞，中國電力科學(xué)研究院繼電保護研究所，高級工程師，長期從事繼電保護及動態(tài)模擬技術(shù)的研究工作，電機工程協(xié)會高級會員，全國量度繼電器和保護設(shè)備標準化技術(shù)委員會靜態(tài)繼電保護裝置分技術(shù)委會委員，電力行業(yè)高壓開關(guān)設(shè)備及直流電源標準化委員。多次參加重大工程的前期試驗研究和建設(shè)工作。獲中國電力科學(xué)技術(shù)獎3項; 獲國家電網(wǎng)公司科技進步獎多項項;獲中國電力科學(xué)研究院科技進步獎20余項。（劉陽）