主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
基于IEC61850的智能电网通用继电保护协同测试系统的开发
小类:
能源化工
简介:
本作品首次提出并开发出了采用基于PC机的软件系统取代实际继电保护装置完成其挂网前的测试联调工作,能识别智能变电站过程层与间隔层的以太网中符合IEC61850标准的各类网络报文信息,通过导入体现不同生产厂商接口特色的CID配置文件,可输出与智能继电保护装置完全一样的模拟信号。
详细介绍:
智能电网的基本组成元素---智能变电站的建设、再建、扩建是智能电网发展关键的一环。不间断供电对国计民生都有着至关重要的意义。在建中的智能变电站面临着继电保护装置选型的问题;再建、扩建中的智能变电站面临着如何选择新的保护原理或装置,以和已有装置配合、满足电力系统可靠性的问题。鉴于此,本作品基于IEC61850的智能变电站继电保护协同测试系统的开发,实现了从PC机网口捕获智能变电站二次系统网络报文,对网络采样数据进行解码译码,转化为模拟量,保护程序调用模拟量数据完成继电保护功能,并且将计算结果编码后形成GOOSE报文反馈给一次系统和二次Ethernet网络,形成一个闭环的测试系统以检测各厂家保护之间的配合行为。 基于PC机的多线程网络编程,在线解析以太网的传输报文,采用体现智能变电站优越性的继电保护原理逻辑新算法,模拟不同厂家的继电保护设备的外部特性,调用Windows线程的底层函数以满足实时性要求,程序计算结果打包反馈回二次以太网,形成一个闭环的测试系统:此项技术属国内首创。

作品图片

  • 基于IEC61850的智能电网通用继电保护协同测试系统的开发
  • 基于IEC61850的智能电网通用继电保护协同测试系统的开发
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  • 基于IEC61850的智能电网通用继电保护协同测试系统的开发
  • 基于IEC61850的智能电网通用继电保护协同测试系统的开发

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

基于IEC61850标准的电力系统智能继电保护装置在挂网运行之前就目前的惯例无一例外地事先必须对实际的继电保护装置进行测试和联调,本设计旨在采用基于PC机的软件系统取代实际继电保护装置完成其挂网前的测试联调工作。基本思路是该软件能识别智能变电站过程层与间隔层的以太网中符合IEC61850标准的各类网络报文信息,通过导入体现不同生产厂商接口特色的CID配置文件,可输出与智能继电保护装置完全一样的模拟信号,首次开发出了一种能够取代电力系统继电保护装置的软件系统(已申请发明专利,申报号:201110108687.7),国内尚无此类报道。根据华东电力试验研究院的实际测试结果,该系统输出的继电保护信号与被替代的继电保护装置完全一致,完全符合调试要求。

科学性、先进性

提出并实现了一种基于计算机系统软件进行智能继电保护装置测试与联调的新技术,从根本上打破了以往只能采用实际的继电保护装置来进行测试的观念,是继电保护测试理念与方法的一个突破。 近年来,随着IEC61850标准的推行和应用,以及通信与网络技术的发展,推动了智能变电站过程层和间隔层信息流的网络报文技术以及智能继电保护装置CID配置文件的出现和运用,为提出和开发该系统软件进行继电保护装置测试和联调提供了可能性。本团队成员在深入研究该领域新理念新技术新方法的基础上,经过长期的探讨研究、仿真分析、对比试验、更新完善,在整合当前该领域各项新技术新方法的基础上开发出了该系统,在华东电力试验研究院RTDS(实时数字仿真器)平台上得到了验证,实现了以软件取代实际的继电保护装置进行测试和联调的目标。该项技术与测试系统的实施将节省了大量的人力物力财力,大大提高了智能继电保护调试的效率与安全性,大大地提高了供电可靠性,具有巨大的社会经济效益。

获奖情况及鉴定结果

该软件测试系统于2011年初分别在上海电力学院动模实验室和华东电力试验研究院电力系统规划和运行仿真实验室(国家电网公司重点实验室)分别进行了基于南瑞微机母线保护装置、基于IEC61850智能电网通用继电保护协同测试软件系统以及以上两项试验结果对比分析(见附件1),本软件系统与实际装置测试结果一致,符合调试要求,整个调试研究过程的视频已经向本领域多位专家进行了展示,得到了专家们的一致好评,华东电力试验研究院对本作品做了应用证明(见附件2),电力系统的知名专家鞠平教授和索南加乐教授均认为本作品“填补了国内该领域的空白”,“将带来巨大的经济效益和社会效益”(见本申报书D部分)。

作品所处阶段

已完成基于南瑞继保母线保护装置的检测调试系统的开发及试验

技术转让方式

独家转让

作品可展示的形式

图纸、图片、录像

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本作品的软件系统采用具有与智能变电站过程层以太网连接的接口,实时捕获继电保护二次系统的网络报文信息,并通过网络报文解码、译码技术转换成可以被自行开发的继电保护主程序调用的数据,经计算后转化成符合IEC61850标准的GOOSE报文返回一次系统及间隔层中的其他IED(Intelligent Electronic Device)装置,作用于智能断路器跳闸。 本作品通用性好,可自动识别智能继电保护装置的CID配置文件,人机界面友好,操作方便,监视采样值和保护动作情况一目了然。 该系统适用于电力试验研究院所、继电保护生产企业、电力系统安装运行部门的替代实际的智能继电保护装置进行检测与调试。 目前该软件已在华东电力试验研究院电力系统运行和规划仿真实验室进行了验证试验。 采用该系统之不仅可以节省继电保护装置的运输费用,而且可以节省大量的人力物力,尤其当该系统推广应用形成软件产品后,还能使不停电扩建变电站成为可能,社会经济效益前景巨大。

同类课题研究水平概述

经广泛查阅国内外相关文献,本团队尚未发现与本作品同类型研究的报道,本系统已申请发明专利(申报号:201110108687.7),本作品的相关材料已经整理成论文《基于IEC61850的智能继电保护装置协同测试系统的研究》(见本申报书F部分)投稿《电力系统保护与控制》杂志(EI收录)(稿件编号:110796,正送专家审稿中),推荐者鞠平教授、索南加乐教授和鲍伟高工均认为本作品“填补了国内该领域的空白”。
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