配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化研究及示范应用-科技项目计划任务书v30

1、 中国南方电网有限责任公司科技项目计划任务书项目名称：配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化研究及示范应用项目编号：起止时间：2016年1月1日至2017年12月31日实施单位：广东电网有限责任公司东莞供电局项目负责人：吴杰辉联系电话： 目 简 表项目名称配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化研究及示范应用项 目负责人姓名吴杰辉工作单位广东电网有限责任公司东莞供电局性别男年龄40职称高级工程师项目组成员莫林强、罗根强、李沃林、冯树林、黎锦棠、赖浩强、罗松盛、莫浩松、罗汉昌项目起止时间2016年01月2017年12月申请经费总额220万元是否重点项目

2、 否项目摘要： 一、该项目研究的现状和存在问题随着配电网不断发展，网络日趋庞大且复杂， 传统配电网保护已很难保证选择性和快速性。在负荷密集区10KV变电站供电距离一般只有35km，由分段断路器分成3-5段。在这样短的线路上，采用传统的过流、过压、距离等阶段式保护，整定配合越来越困难。线路上任何一点故障，变电站出口断路器都可能无选择性跳闸，造成全线路停电。由于变电站出口断路器无选择性跳闸，经常扩大停电范围，导致配电网运行可靠性降低。需要研究新的故障定位、隔离和重构方式，以解决影响当前配电网运行可靠性的问题。二、研究的必要性研究配电网新技术，提高供电可靠性、提高电能质量是十分紧迫的任务。根据配电网

3、的复杂性特点，靠传统保护方式实现线路保护的可靠性和选择性、灵敏性是很难实现的。国内对于配电网的保护，主要通过变电站馈线出口的保护动作来切除故障，这种操作方式有两个问题：1、扩大了停电范围，降低了供电可靠性；2、需要在变电站设置子站，用于协调多条馈线之间的关系，使得维护相对复杂。三、主要研究内容1、电缆架空线混合型分布式馈线自动化控制策略的研究2、支持混合型分布式馈线自动化的FTU/DTU研制3、具备配电网自愈功能的自愈区域控制策略研究4、配电网区域自愈控制软件系统研究5、城市高密度负荷区域工程示范应用研究四、预期目标和成果形式预期目标：1、自愈性分布式馈线自动化控制策略研究，创新点理论研究与技

4、术突破； 2、新型FTU/DTU研发，再依托工程应用，引领下一步配电网自动化方向；3、自愈性区域控制器和自愈性系统软件研发，同时具备与配电自动化主站进行对接，可接受主站的监督与控制；4、结合配电线路进行开关整改、通讯整改，安装新型FTU/DTU，在这个线路上实现新型的故障隔离、故障恢复控制策略，实现配电网自愈功能。成果形式：项目完成后，将在一条“手拉手”电缆线路（10个分段）中，实现基于EPON通讯的保护，隔离与供电恢复系统。该馈线自动化保护系统，减少了馈线和主站之间的联系，从而易于管理。（1）研制具备自愈式分布式馈线自动化控制终端FTU和DTU各五套。（2）研制配电网自愈区域控制器一套，实现

5、对示范区域内的一对手拉手配电网馈线的自愈协调控制。（3）开发配电网自愈控制软件一套，实现对自愈区域控制器的优化控制。（4）发表国家级学术论文2篇，交付时发表见刊。（5）发明专利2项，交付时实审或授权。项目负责人意见：（签字） 年 月 日科技管理部门(计划任务下达方)意见：（公章） 年 月 日一、主要研究内容1.1主要技术内容1、电缆架空线混合型分布式馈线自动化控制策略的研究混合型的分布式馈线自动化系统的控制策略要求：(1)快速的具有选择性的切除故障，能够实现早于馈线出口保护动作，进一步提高了供电可靠性;(2)对于架空线，需要实现重合闸功能。对于电缆型线路，由于切除后不进行重合闸，所以不会对电缆

6、造成二次冲击;(3)直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段的供电恢复;(4)保护功能完全下放到FTU/DTU，在不需要配电主站、子站配合下，进行故障隔离和负荷转移，使馈线故障的处理具有更高的可靠性和快速性。(5)实现不依赖于通讯的分布式馈线自动化系统。有通讯时，能够实现选择性的故障切除功能。无通讯时，依然能够实现故障的快速隔离，但失去了选择性。同时恢复的时间会加长。2、支持混合型分布式馈线自动化的FTU/DTU研制研制具备高可靠性、高扩展性的分布式馈线自动化终端FTU、DTU。其中FTU与架空线型断路器适配，DTU和电缆型环网柜适配。在统一架构下，实现逻辑的相互独立和配合，实现快速的故障隔

7、离和恢复。3、具备配电网自愈功能的自愈区域控制策略研究分布式馈线自动化终端，采用快速的光纤通讯，实现点对点的信息交互，能够实现故障的快速隔离和恢复。但是对于区域之间的配合关系，缺乏相应的信息。本研究侧重于通过自愈区域控制器，以专家系统的控制策略，实现区域内的故障后的恢复功能，避免出现恢复后的负载分配不均导致配电线路潜在的风险，实现自愈的预警功能。自愈区域控制器，通过和调度自动化系统实现接口，定时扫描各条馈线的负载和潜在风险，及时预警，并通过专家系统，将优化的重构策略，及时下发到分布式馈线自动化终端中，实现故障的快速隔离和自适应恢复。4、配电网区域自愈控制软件系统研究由于配电网结构庞大，通过分布

8、式馈线自动化终端+自愈区域控制器+配电网区域自愈控制软件，实现配电网的自愈的全方位立体解决方案。分布式馈线自动化终端，实现快速的故障隔离，并且不依赖于主站系统的配合，也不依赖于自愈区域控制器；自愈区域控制器，实现了本区域内的潜在故障扫描和恢复策略的定制，并根据运行方式的不同，及时下发到各个分布式馈线自动化终端；配电网区域自愈控制软件，以优化运行为目标，通过与调度自动化系统的接口，实现了对范围内的各条馈线的优化计算，实现动态计算配电网的有功负载和无功负载，以配电网安全运行为基础，以配电网经济运行为目标，将优化控制策略，下发到各个自愈区域控制器，从而实现了配电网的各个环节的动态配合。5、城市高密度

9、负荷区域工程示范应用研究根据东莞配电网的特点，选择一对典型的混合型手拉手线路。手拉手线路中，包括了5个架空线型断路器和5个环网柜。由于东莞地区城市化程度较高，核心区域的配电网结构变化不大，也为本项目的顺利实施，奠定基础。本试点的区域，要求具备光纤通讯，便于实现快速的选择性故障隔离。1.2主要技术难点1.2.1理论研究技术难点：难点1： 电缆架空线混合型分布式馈线自动化控制策略研究。解决思路1： （1)快速的具有选择性的切除故障，能够实现早于馈线出口保护动作，进一步提高了供电可靠性;(2)对于架空线，需要实现重合闸功能。对于电缆型线路，由于切除后不进行重合闸，所以不会对电缆造成二次冲击;(3)直

10、接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段的供电恢复;(4)保护功能完全下放到FTU/DTU，在不需要配电主站、子站配合下，进行故障隔离和负荷转移，使馈线故障的处理具有更高的可靠性和快速性。1.2.2开发及试点应用预期技术难点：难点1：馈线故障切除后，如何将该故障线路与非故障线路进行安全重构供电。 解决思路1： 配电网区域自愈软件接收调度自动化系统数据，动态计算配电网的有功负载和无功负载，以配电网安全经济运行为目标，将控制策略下发各区域控制装置，实现配电网的各个环节的动态配合。 1.2.3示范过程预期困难：难点1： 示范应用的环境搭建 。解决思路1： 选择具有典型的混合型线路做试点，馈线均使用断

11、路器且方便敷设光纤通讯。 二、预期目标及创新点2.1预期目标预期目标1： 解决传统电缆型配电网保护难以配合的问题，构成目前最先进的馈线故障处理及网络重构模式。预期目标2： 研制实现配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化装置。2.2创新点创新点1：提出就地保护和远方保护相结合的配电网网络化继电保护方法。创新点2：通过分布式馈线自动化终端+自愈区域控制器+配电网区域自愈控制软件，实现配电网自愈的全方位立体解决方案。 创新点3：保护功能完全下放到FTU/DTU，在不需要配电主站、子站配合下，进行故障隔离和负荷转移，使馈线故障的处理具有更高的可靠性和快速性。三、主要技术经济指标3.1 主要技

12、术指标1.开发软件1套；2.研制具备自愈式分布式馈线自动化控制终端FTU和DTU各5套；3.研制配电网自愈区域控制器1套；4.申请发明专利2项, 交付时实审或授权；5.发表国家级学术论文2篇，交付时发表见刊；6.示范应用1项：实现配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化示范应用。3.2 试点应用指标项目研制生产11套设备，在东莞电网配电线路上试点使用。3.3主要经济指标项目实施，解决传统电缆型配电网保护难以配合的问题，构成目前最先进的馈线故障处理及网络重构模式。提高供电可靠性和改善电能质量，提高配电网的故障处理速度和可靠性，降低运行费用；解决配电网保护配合问题，以及简单快捷的网络重构方

13、法，提升配电自动化的整体智能化水平。对混合型馈线的保护有着重要的意义。四、提供的最终成果（含最终成果形式及成果验收标准）4.1最终成果形式:4.1.1 成果(级别、数量) 1.开发软件1套；2.研制具备自愈式分布式馈线自动化控制终端FTU和DTU各5套；3.研制配电网自愈区域控制器1套；4.申请发明专利2项, 交付时实审或授权；5.发表国家级学术论文2篇，交付时发表见刊；6.示范应用1项：实现配电网电缆架空线混合型智能自愈式分布式馈线自动化示范应用。4.1.2 项目最终形成的标准（级别、数量）无。4.1.3 项目形成的论文（级别、数量、时间）完成国家级论文2篇，预计录用时间为2016年12月。

14、4.1.4 项目形成的专利（级别、数量、时间）申请发明专利2项，交付时实审或授权，预计实审时间为2017年5月； 4.1.5 项目建设过程中的人才培养说明：项目预计培养硬件、结构及软件专业领域多人，可分别独立承担硬件设计、结构设计、软件开发等任务。4.2成果验收标准按照本任务的“技术经济指标”和“最终成果形式”验收。五、进度计划内容及考核目标5.1开题及任务书下达：2016年1月2016年2月 主要内容：(1)调研收资(2)制定技术路线(3)项目开题考核目标：(1)开题报告1份(2)开题评审意见1份5.2外委招标：2016年5月2016年7月 主要内容：(1)完成配电网电缆架空线混合型智能自愈

15、式分布式馈线自动化研究及示范应用研究外委招标考核目标：(1) 外委合同1份5.3物资采购：2016年7月2016年8月 主要内容： (1)完成混合型智能自愈式分布式馈线自动化设备物质采购考核目标：(1) 采购合同1份5.4关键理论研究和仿真：2016年9月2017年4月 主要内容：(1) 自愈性分布式馈线自动化控制策略研究(2) 自愈性区域控制器和自愈性系统软件研发考核目标：监控后台软件1套，测试报告1份，5.5项目中期检查：2017年2月2017年5月 主要内容：(1) 项目中期检查考核目标：(1)中期检查报告1份(2)中期检查意见1份5.6关键设备或软件研发：2016年8月 2017年6月

16、主要内容：(1)完成自愈式分布式馈线自动化控制终端FTU和DTU设备研制(2)完成配电网自愈控制软件软件开发考核目标：(1) 具备自愈式分布式馈线自动化控制终端FTU和DTU各5套(2) 配电网自愈区域控制器1套(3) 配电网自愈控制软件1套(4) 测试报告1份5.7知识产权申报、论文投稿:2016年10月-2017年10月主要内容：完成知识产权申报、论文投稿考核目标：(1)撰写国家级学术论文2篇 (2)申请发明专利2项 5.8试点应用：2017年7月2017年10月主要内容：(1)完成自愈式分布式馈线自动化控制终端安装(2)完成自愈式分布式馈线自动化控制终端与配电网自愈区域控制器联调试验(3

17、)完成示范工程试点应用考核目标：(1)工程安装报告1份(2)工程调试报告1份(3)工程竣工报告1份(4)示范工程通过验收5.9项目验收：2017年11月2017年12月 主要内容：(1) 项目研究工作验收(2) 项目技术指标验收考核目标：(1) 项目工作总结及技术总结报告1份(2) 项目验收结论1份六、项目经费 单位：万元合计2016年 2017年2018年研发费用14443.2100.8资本性支出76076项目总经费22043.2176.8预算支出科目金额（万元）总金额其中：外委部分金额备注一、研发费用合计144115研发费用1、人工费7777委外单位1：高级人员6人，每人工作8个月，6人*

18、8月*1.25万元/人*月=60万元；其他人员17人，每人工作2个月，17人*2月*0.5万元/人*月=17万元，合计77万元。2、材料费4.84.83、现有仪器设备使用费附表1.34、测试化验加工费4.24.2委外单位1：软硬件测试费4.2万。测试化验加工费合计4.2万元5、燃料动力费6、差旅费9.53项目单位：前期调研2次，每次2万元，合计4万元；项目协调及交流5次，每次0.5万元，合计2.5万元，共计6.5万元。委外单位1：出差费用3万。差旅费合计9.5万元。7、会议费104项目单位：开题评审、中期审查、项目验收会议共5次，每次会议1天，每次会议20人，5天*20人*0.06万元/人*天

19、=6万元，合计6万元。委外单位1：技术交流会议4次，每次会议1天，每次会议25人，4天*25人*0.04万元/人*天=4万元，合计4万元。8、国际合作与交流费9、出版印刷/文献/信息传播/知识产权事务费50项目单位：论文版面费1篇*0.4万/篇=0.4万元，专利申请费2项共计1万元，查新费0.3万/次*2次=0.6万元，出版印刷费等其他费用3万，合计5万元。 10、技术培训费62项目技术培训15人次，40课时11、劳务费1818完成项目验收报告、使用报告12、专家咨询费51.5项目单位：咨询5次，每次咨询7人次，0.1万元/人*次，合计3.5万元。委外单位1：咨询3次，每次咨询5人，0.1万元

20、/人*5人，合计1.5万元。专家咨询费合计5万元。13、管理费4.50.5项目审计费二、资本性支出合计76资本性支出1、设备费66(1) 购置设备费66附表2.1(2) 试制设备费0附表2.2(3) 软件购置费0附表2.32、安装调试费103、其它费用应进行详细描述总计220附表1.1、附表1.2注：各栏目的经费支出应严格按批准的预算和要求填写和执行。七、任务生效本任务书一式 2 份，任务下达方执 1 份，任务承担方执 1 份，于 20 年 月 日在 签订，经任务下达方签字盖章后生效，到任务所列权利义务履行完毕时止。20附件：1.任务分工及研发费用预算1.1任务分工单 位研究子任务工作量预计（

21、详细表述，具体到人月）工作量合计交付成果项目单位项目需求调研需要高级研究人员2人，1个月/人高级：2人月需求调研报告项目单位项目方案和开题需要高级研究人员2人，2个月/人高级：4人月项目方案文档和项目开题报告项目单位招投标及合同签订需要高级研究人员2人，行政人员1人，2个月/人高级：4人月招标文件外委合同项目单位试运行需要高级研究人员1人，其他研究人员3人，2个月/人高级：2人月其他：6人月试运行记录研究应用报告外委单位明确项目计划和技术路线需要高级研究人员4人，1个月/人高级：4人月项目开发里程碑计划外委单位需求规格分析需要高级研究人员4人，其他研究人员2人， 1个月/人高级：4人月其他：2

22、人月需求规格说明书外委单位监控后台开发需要高级研究人员2人，其他研究人员4人， 2个月/人高级：4人月其他：8人月监控后台软件1套外委单位智能馈线自动化终端开发需要高级研究人员2人，其他研究人员2人， 2个月/人高级：4人月其他：4人月馈线自动化装置10套外委单位治愈式区域控制装置开发需要高级研究人员2人，其他研究人员2人， 2个月/人高级：4人月其他：4人月区域控制装置1套外委单位智能馈线自动化装置控制决策模块开发需要高级研究人员2人，其他研究人员3人， 2个月/人高级：4人月其他：6人月标准化决策模块外委单位集成测试需要高级研究人员2人，其他研究人员2人， 1个月/人高级：2人月其他：2人

23、月设备样机测试报告外委单位科技成果整理需要高级研究人员2人，其他研究人员4人， 1个月/人高级：2人月其他：4人月成果申报稿1.2 研发费用预算（单位：万元）预算支出科目总金额拟外委1拟外委2拟外委备注一、研发费用总计144115研发费用1、人工费7777委外单位1：高级人员6人，每人工作8个月，6人*8月*1.25万元/人*月=60万元；其他人员13人，每人工作2个月，17人*2月*0.5万元/人*月=17万元，合计77万元。2、材料费4.84.83、测试化验加工费4.24.2委外单位1：软硬件测试费4.2万。测试化验加工费合计4.2万元4、燃料动力费5、差旅费9.53项目单位：前期调研2次

24、，每次2万元，合计4万元；项目协调及交流5次，每次0.5万元，合计2.5万元，共计6.5万元。委外单位1：出差费用3万。差旅费合计9.5万元。6、会议费104项目单位：开题评审、中期审查、项目验收会议共5次，每次会议1天，每次会议20人，5天*20人*0.06万元/人*天=6万元，合计6万元。委外单位1：技术交流会议4次，每次会议1天，每次会议25人，4天*25人*0.04万元/人*天=4万元，合计4万元。7、国际合作与交流费8、出版印刷/文献/信息传播/知识产权事务费50项目单位：论文版面费1篇*0.4万/篇=0.4万元，专利申请费2项共计1万元，查新费0.3万/次*2次=0.6万元，出版印刷费等其他费用3万，合计5万元。9、技术培训费62项目技术培训15人次，40课时10、劳务费1818完成项目验