[00126587]基于统一平台的广域协同式变电站自动化系统关键技术研究与应用

目前,智能电网建设已经进入全面推广阶段,电网运行的技术水平和复杂程度越来越高,加上清洁能源的大规模集中开发和送出,迫切需要实现智能电网调度主站与变电站的一体化运行控制,解决调度主站与变电站系统信息交互方式单一、缺少应用协同等问题,全面提升驾驭大电网以及监控变电设备的能力。 项目研发了覆盖各电压等级、基于统一平台的广域协同式变电站自动化系统,实现了变电领域关键技术和装备研制的重大突破;提出了基于主子站统一平台技术的广域协同系统架构,实现了系统的互联互通和信息共享;提出了基于双因子登录的主子站一体化纵深安全防护技术,实现了从主站到子站的一体化全通信过程纵深安全防护策略;提出了基于不确定性推理的开关刀闸快速状态估计和基于模型驱动技术的变电站故障智能诊断方法,实现了变电站就地分析与主站的应用协同,解决了调度拓扑错误辨识周期长、故障恢复慢等难题;提出了主子站多级防误技术,为调控一体化安全操作提供解决方案。 项目的主要创新点： 1)基于主子站统一平台技术的广域协同系统架构 项目提出了主子站统一平台技术,实现了主站和子站的统一标准、统一技术、统一架构,为全网监控业务的一体化运作提供了坚实的技术基础;同时项目采用面向服务的体系架构,实现了模型管理、远程调阅等应用服务的广域协同,支撑了主子站之间的信息按需共享和服务灵活调用。 2)基于服务的主子站模型一体化管理技术 项目提出了融合IE 61850和IEC 61970的主子站一体化建模方法,实现了基于服务的主子站模型直接共享;同时能够按照主站的不同业务需求,订阅生成对应的模型子集,显著提高了模型维护效率,实现了主子站模型的一体化维护和按需灵活使用。 3)基于双因子登录、数字签名和权限认证的主子站一体化纵深安全防护技术 项目采用双因子登录技术、数字签名技术和权限认证技术,实现了主子站间包括安全登录、安全通信和安全认证的全过程纵深安全防护策略,为主子站的远程通信安全提供了可靠保障。 4)基于电网图形描述规范CIM/G扩展的变电站图形存储与交互技术 项目在D5000平台CIM/G应用的基础上,实现了在子站直接应用CIM/G规范格式存储图形,为调度主站远程直接调阅子站图形创造了先决条件;同时结合测控装置对CIM/G图形格式的可识别性,也保证了站内图形标准的统一性。 5)基于不确定性推理的开关刀闸快速状态估计功能 项目提出了变电站全景信息数据状态估计与主站状态估计的一体化协同技术,在站内利用冗余的多源数据,快速有效地计算开关刀闸状态,并上送调度主站,提高了调度主站一次拓扑的准确性和可靠性。 6)基于模型驱动技术的变电站故障智能诊断功能 项目通过采用基于XML的故障描述语言建立故障推理模型,灵活描述了各种故障特征和约束条件,使推理模型与具体程序解耦,解决了电网故障推理模型标准化的难题;同时故障诊断从“数据驱动”提升为“模型驱动”,具有很好的灵活性和扩展性。 7)基于“调控主站-子站站控层-测控装置-防误闭锁单元”四级架构的主子站一体化防误技术 项目从调度主站层、站控层、间隔层、过程层等关系电网运行与控制的各环节为调控一体化运行模式提供安全防误解决方案,通过研究调控主子站一体化防误体系架构、智能变电站无线防误闭锁技术等,满足了防误闭锁功能的全面性和强制性要求。 在本项目研究之前,主子站统一平台技术、分布式协同应用、主子站一体化防误技术及相关标准等方面尚属全新领域,未见相关的系统性研究。项目申请发明专利35项（授权12项）、软著4项;发表论文29篇;参编标准4项。项目在广域协同式变电站自动化系统的关键技术研究、关键设备研制和标准规范制定等方面取得了重大突破,实现了调度主站和变电站的支撑平台标准化、调度与变电站应用一体化、运行维护高效化,研究成果整体达到了国际领先水平。本项目已通过江苏省经信委成果鉴定,研究成果整体达到了国际领先水平,填补了国内外空白。 “十二五”期间,国家电网公司规划建设6100多座智能变电站,预计“十三五”期间,智能变电站的建设规模将进一步扩大。项目成果已在1000kV淮南变、500kV浙江温西变等多个重点工程投入运行。项目累计销售180余套,实现收入4亿元。2015年至今,项目成果销售额已达1.13亿元,可以预计未来五年,市场前景广阔,合同额将达到数十亿。本项目成果可广泛应用于各电压等级变电站,提升调度主站和变电站的标准化、一体化和互动化水平,有力地支撑了我国特高压互联电网建设,提升了我国电工装备制造企业国际核心竞争能力,推动了智能电网发展,促进了新能源大规模接入,带来显著的经济、社会和生态效益。因此,该项目有着重要的经济价值和社会价值,拥有广阔的市场前景。