[00122116]基于安全边界分析的智能变电站二次系统改扩建试验技术及装备

变电站改扩建是保障电力系统发展的重要手段。智能变电站经过近十年建设发展,现正面临迫切的改扩建需求。智能站具有信息数字化、回路抽象化、设备强耦合等特点,二次系统改扩建需在运行系统上开展设备配置修改和试验工作,如同在人体复杂的神经网络上“动手术”,牵一发而动全身,稍有不慎,可能导致运行设备误停电,甚至演变成电网级事故。由于缺乏有效的安全保障技术手段,智能站改扩建中二次设备修改易出错、安全措施不明晰、试验手段滞后等难题凸显,逐渐形成“不会做、不敢做、做不好”的不利局面,近年来已发生多起因安全隔离或试验不到位引起的电网事故。 项目针对上述难题开展技术攻关,提出了二次设备配置正确性校核、安全策略精准生成、仿真预调试和现场一体化试验等技术,优化改扩建实施方案,研发出配置比对校核、安措分析生成、一体化测试等成套装备及工具,构建改扩建预调试环境,从源头保障设备修改正确、工作隔离准确、现场试验安全,全面提升改扩建的安全性、可靠性和高效性。 项目创新成果包括： 1)发明了设备配置快速解析和业务流智能校核比对技术。发明基于深解析、浅拷贝的设备配置快速解析方法,提升解析速率3~5倍;创建学习型典型模板库,自动校核设备业务流配置的正确性,准确定位设备配置修改情况,提供安全边界分析源数据,解决了设备配置修改错误而导致二次系统运行异常的难题。 2)首次提出了基于安全工作边界分析的安全策略及试验项目自动生成技术。基于设备配置变化,准确分析改扩建试验项目及安全工作边界;首次提出安全策略模块化灵活组态方法,自动计算、校核并可视化展示不同场景的安全措施,实现了安全策略由人工制定向自动生成的本质转变,解决了安全措施制定不到位易引起安全事故的难题。 3)创新提出了基于二次设备模型驱动和动作行为模拟的改扩建预调试技术。研制基于逻辑外特性仿真的模拟二次设备,与改扩建设备构成半实物仿真验证系统,开展联动测试,预先验证设备修改和安全策略的正确性,避免了直接现场试验易造成运行设备不正确动作的问题,缩短现场二次系统调试周期50%。 4)提出了现场全环节一体化自动测试技术,研制了成套装备。基于暂态突变过程,一体化测试单间隔系统性能及分环节性能,消除设备配合隐性缺陷,暂态延时测量精度从毫秒级提升到微秒级;基于间隔层数据模拟,自动验证监控信息正确性,提高试验效率1倍以上。 项目授权发明专利11项、实用新型专利2项,获软件著作权5项;发表论文15篇,其中EI检索11篇。中国电机工程学会组织的鉴定委员会一致认为：该项目成果整体达到国际领先水平。 项目成果应用于江苏、浙江、四川等电网的80余座智能站改扩建工程,指导改扩建工作高效开展,准确隔离工作区域,缩小停电范围和时间,提升安全工作体系,缩短现场试验周期50%,降低停电损失和人力、物力投入,产生经济效益约1.8亿元,保障电网供电可靠性。