《钢铁行业电网智能管控系统技术要求》

钢铁行业电网智能管控系统技术要求

1范围

本文件规定了钢铁行业电网智能管控系统的总体要求、体系结构、感知执行层技术要求、数据传输

层技术要求、管控应用层技术要求。

本文件适用于指导钢铁行业电网智能管控系统的规划、设计及建设（新建、改建、改造）。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

《电力监控系统安全防护规定》（国家发改委2014）第二章技术管理

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电网智能管控系统powergridintelligentmanagementandcontrolsystem

通过将智能化、信息化、数字化技术和企业电网深度融合，实现电网安全运行、电网智能调度、自

动潮流控制、全网数据采集、设备智能运维、事故精准分析、智能辅助监控、有序用电决策、电网数字

孪生等功能，帮助企业最大限度利用自发电量、减少人员成本、节省电费开支、减少停电损失、降低运

维成本，助力钢铁行业高质量发展的智能化系统。

注：在本文件中，核心功能包括电网安全运行、电网智能调度、自动潮流控制。

3.2

企业电网enterprisepowergrid

企业电网是由企业内部的变电站、配电站、自发电机组、新能源发电、储能电站、电力线路（包括

电缆）和其他供电设施等所组成的供配电网络。

3.3

运行方式operationmode

企业电网内各电气设备实际运行过程中的工作状态及其连接方式。

3.4

负荷load

负荷是指钢铁企业内的原料、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、公辅等用电设备，一般分为稳定负荷和冲

击负荷。

3.5

事故分析accidentanalysis

通过对企业电网事故告警信息的联合分析，运用大数据技术进行智能告警，精准定位故障源。

3.6

1

潮流控制powerflowcontrol

对企业内部电网源、网、荷、储快速协调控制，以进线潮流或网内频率及电压为基准实现对用电负

荷的精准控制和对发电机组的自动调节，维持发电和用电平衡，保障用电负荷与发电机组安全运行。

3.7

拓扑识别topologyidentification

拓扑识别是在不同运行方式下识别出各用电负荷所对应的电源点。

3.8

短期孤网Shorttermisolatedgrid

短期孤网是企业电网脱离大电网时，网内自备发电机组带重要负荷短时运行，保证重要负荷安全停

机。

3.9

感知设备sensedevice

感知设备是企业电网的基础采集设备，自动采集电网中的信息，实时传输给应用层进行数据处理。

3.10

执行设备executiondevice

执行设备是企业电网的基础感知和控制设备，除自动采集电网中的信息、实时传输给应用层进行数

据处理外，还接收应用层的命令进行相应动作。

4略缩语

下列缩略语适用于本文件。

GIS：气体绝缘全封闭组合电器（GasInsulatedSubstation）

5总体要求

5.1总则

5.1.1电网智能管控系统应符合以下要求：

a)具有高可靠性，系统应能长期稳定运行；

b)具有高开放性，系统应能和其它系统互联和集成一体；

c)具有可扩展性，系统应易于集成新技术、新装备；

d)具有可维护性，系统应便于维护和升级；

e)具有高度的安全性，系统应具有防止网络攻击及病毒入侵的安全防护措施；

f)具有先进性，硬件及软件应具有一定的先进性、超前性。

5.1.2电网智能管控系统宜符合以下要求：

a)采用通用、成熟、规范、实用的技术、装备和系统结构设计；

b)遵循IEC61850、IEC61970等国际标准，实现电力系统模型的标准化导入和导出；

c)配置全电网数据采集系统，构建各类智能化应用，并为企业级管理系统提供数据。

5.2数字化要求

企业电网的资产和运行过程的信息应数字化。

企业电网可采用三维数字化设计手段进行设计。

5.3网络要求

2

企业电网应建有互联互通的网络，网络要求满足设备、电网与系统之间的信息交互。电网智能管控

系统的网络应根据业务和安全要求，划分不同的网络逻辑或物理区域，对区域间的网络通信设定合适的

安全策略，配置网络安全设备。

电网智能管控系统应结合国家信息安全等级保护规定的相关要求，规划电网智能管控系统安全防护

的策略，部署安全防护的有关措施，建立安全防护体系。

企业电网所有数据应基于统一时钟源。

5.4硬件要求

硬件平台应具有大型控制系统的软硬件性能。

系统关键节点硬件应具有高可靠性，采用冗余配置。

系统硬件应具有标准的通讯接口。

系统硬件能力应具备一定的备用裕量。

5.5软件要求

系统软件平台应采用分布式系统架构，宜支持冗余网络，宜提供统一的开发接口。

系统软件平台宜具有高度灵活的配置，保障系统和网络的可伸缩性。

5.6系统要求

企业电网应设计合理的电网一次架构，系统化规划、设计、建设和管理企业电网。

电网智能管控系统应设置电网智能管控中心，统一负责全厂电网的集中智能管控。

5.7集成要求

企业电网应实现电网智能管控系统与各变电站后台监控系统之间的协同与信息集成。

对于企业级能源管理系统，电网智能管控系统宜留有数据通讯接口。

电网智能管控系统应规划设计统一的软件平台，集成有各项控制功能。

6体系结构

6.1系统架构图

钢铁行业电网智能管控系统是一种综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，宜采用C/S和B/S

架构或混合架构，实现企业电网的实时感知、动态控制和信息服务，其系统架构图如图1所示，分为感

知执行层、数据传输层和管控应用层。

感知执行层包括传感器、执行终端和采集器等企业电网的各种信息物理系统末端设备，主要采集的

是电网中的信息，并发送给控制器和服务器，控制器和服务器接收到数据之后进行相应的处理，再返回

给物理末端设备相应的信息，物理末端设备接收到数据之后进行相应的动作。

数据传输层主要实现的是数据传输，为系统提供实时的网络服务，保证网络分组的实时可靠。整个

网络宜采用冗余网络架构，保证数据传输的快速性和安全性。

管控应用层将物理设备采集的数据进行相应的分析和处理，建立电网仿真模型、数据分析模型及过

程控制模型，实现企业电网内电源、配电网、发电机组、负荷、储能等协调控制。

3

图1电网智能管控系统架构图

6.2数据流图

钢铁行业电网智能管控系统各功能模块之间的主要数据流如下（见图2）：

——智能感知设备及智能执行设备的电网数据通过信息交互设备上传给管控应用层各功能模块，并

接收管控应用层各功能模块的控制、执行或调节指令进行相应的动作；

——信息交互设备应采用通用的通讯协议互联互通，实现“源端维护，全网共享”的数据传输功能，

并在不同的信息安全分区下实现感知执行层与管控应用层之间的数据通讯；

——系统应将电网运行数据发送给电网智能调度模块和自动潮流控制模块进行数据分析和处理，实

现电网安全运行、设备智能运维、有序用电决策、事故精准分析等各应用模块之间的数据传输与共享，

并对感知执行层设备进行遥控遥调和快速自动控制；

——智能辅助监控模块应通过对变电站辅助系统进行综合监控，输出辅控数据给全网数据采集模块

进行统计与管理，并对相关感知执行设备进行联动控制；

——各功能模块及基础设备层的电网数据、预测数据、报警数据、基础数据、辅控数据等全方位电

网数据应在全网数据采集模块进行收集、存储和管理，为电网数字孪生模块提供统一而完备的数据支撑。

4

图2电网智能管控系统数据流示意图

7感知执行层技术要求

智能感知设备和智能执行设备的技术要求：

a)输入输出信号应包括电网中各种开关量信号、电气量信号，及辅控类信号；

b)应是具有网络通讯功能的通用设备；

c)应提供多种通讯接口和规约及与之相关的软件、硬件配置，宜优先采用标准工业以太网接口；

d)通讯接口宜采用冗余配置；

e)宜支持IEC61850协议，适应不同的组态和站级通讯要求；

f)设备数据应品质可靠，有足够安全性，符合国家有关技术标准；

g)应支持与外部授时系统对时。

8数据传输层技术要求

8.1信息交互设备技术要求

信息交互设备执行感知执行层的工作任务处理，实现控制设备与现场设备之间的数据通信，信息交

互设备技术要求：

a)宜采用工业型设备；

5

b)宜采用冗余配置，具备冗余通信的能力；

c)应具备冗余电源安全供电配置；

d)应支持IEC61850、IEC60870-5-103/104、DL/T645-1997/2007等通讯协议。

8.2通用通讯协议技术要求

电网智能管控系统应基于通用通讯协议实现全区域统一模型，并以此为基础，形成对实时、计划等

各类电网应用模型的统一管理；应满足电网智能管控中心各类功能对电网模型的需求，实现全电网模型

的分析、计算、预警和辅助决策。通用通讯协议技术要求：

a）应以“源端维护，全网共享”为目标：源端维护，以减少网络传输压力，采取统一的模型文件，

实现各系统数据共享；

b）应采用IEC61850、IEC60870-5-103/104、DL/T645-1997/2007等通讯协议；

c）宜统一各厂家的设备通讯接口协议，避免协议转换。

8.3信息安全分区技术要求

电网智能管控系统信息安全分区应满足《电力监控系统安全防护规定》（国家发改委2014）。

电网智能管控系统宜划分为控制、生产、管理、信息等四个安全工作区。各安全分区之间数据通信

应相对独立，互不干扰，确保各系统的安全运行。

安全区Ⅰ与安全区Ⅱ之间应采用逻辑隔离；安全区Ⅰ、Ⅱ与安全区Ⅲ、Ⅳ之间应实现物理隔离。

8.4网络布线技术要求

电网智能管控系统网络布线应以可靠性、安全性、标准化及通用性、良好的扩展性为原则，能够支

持现有各种网络结构及协议，同时兼顾布线技术和网络技术的发展。

电网智能管控中心应设置综合布线系统，以实现语音、数据、图像的灵活传输，管理方便、易于扩

充。

电网智能管控系统各功能模块应统筹规划网络配线设计，采用统一的网络规划、共同的网络光缆，

进行网络系统设计和施工接线。

9管控应用层技术要求

9.1电网安全运行

系统应对全网潮流进行实时分析，实时监视全网潮流，对历史、预想的运行方式进行分析功率流向、

电压、功率因数等。

系统应利用采集的电网真实参数，对电网进行运行方式仿真分析，并校核调度计划的安全性和合理

性。

系统宜具备全网短路电流计算的功能，仿真各种运行方式及各种故障状态下的短路电流。

系统宜具备对全网运行方式进行安全分析，利用在线全网模型及数据，分析各种运行方式下的主要

设备故障、线路过载、电压越限和发电机功率越限、主变过载等安全因素。

系统宜具备电网设备诊断的功能，对在线运行的主要一次设备进行校验。

系统宜具备全网智能五防的功能，结合实际运行方式，实现基于网络拓扑的系统级智能防误。

企业电网发生故障时，应有仿真模拟确定的预案，以防止事故范围扩大，减少事故损失。

9.2电网智能调度

系统应模拟企业电网的各种运行状况，预演各种正常和故障时的各项操作任务，实现对调度员进行

仿真培训。

系统应可以进行对常规操作预设控制命令，实现顺序操作，能够实现在正常运行状况及紧急情况下

的一键序列控制操作。

6

系统宜进行保护信息集中管理，管控中心通过下级各站所的保信子站采集全网保护信息，并进行集

中管理。

系统宜具备智能操作票功能，根据操作规程，系统自动得出一系列的操作序列，通过图票结合，生

成含有多步骤的标准化操作票，并可模拟执行。

系统应具备智能报表系统的功能，实现多源数据输入，自动生成定制化报表等。

9.3自动潮流控制

系统应对全厂的源、网、荷、储进行协调控制，实现全电网潮流自动控制。

自动潮流控制对象包括用电负荷、余能发电设备、新能源发电、柔性输电设备、储能设备等。

系统自动潮流控制以进线阈值为基准，自动调节企业电网内的各类发用电设备，保证电网稳定运行。

系统宜能实现短期孤网控制。当外电网脱离时，利用内部发电机组保证主要工艺设备运行；必要时

实现发电机甩负荷带厂用电运行或安全停机。

系统应具备自动拓扑识别功能，自动识别电网运行方式变化。

系统应实现对电网频率电压的稳定控制功能。

9.4全网数据采集

系统应实现电网数据全覆盖采集。

电网数据内容：电网运行数据、变电站监控数据、电能量计量数据、保护及故障信息数据、调度计

划类数据、辅助监控类数据、电能质量数据、网络平台数据、一次设备监测数据等。

系统应实现统一信息建模，以统一的电网模型为核心，建立设备模型。

全网应对所有二次设备统一时钟，数据同步。

9.5设备智能运维

系统应实现对电网中变电站设备及资料的信息化管理。

系统应借助大数据及信息化手段，实现对变电站等设施的规范化管理。实现运维管理标准化，降低

对人员的依赖性，所有运维信息具备可追溯性。

系统应实现对电气设备的缺陷管理，检修流程管理。

系统宜借助先进的设备检测手段对全网站所进行智能巡检，实现各变电站免人工巡检功能。

系统应实现对关键设备的全生命周期管理。

系统宜对变电站的GIS、主变、高压开关柜、避雷器、电缆等关键一次设备进行设备状态监测与设

备状态评估。

9.6事故精准分析

系统应具备全时全网毫秒级捕捉事故报警信息、进行全网故障的统计与分析的功能。

系统宜进行全网故障智能告警。实现对事故分级告警，避免信息堆积，影响事故分析的快速性。

系统宜实现全网事故分析精准定位。智能化分析故障类型，精准定位故障源。

系统宜实现对全网电能质量进行在线监测。精确定位电能质量事件源头。

系统宜具备全网故障录波数据综合分析功能。

9.7智能辅助监控

系统应对变电站内的辅助设备进行智能监控。

系统借助视频监控设备、火灾报警设备、环境检测设备、安全警卫设备、智能机器人等智能检测设

备，实现现场设备操作联动，完成自动的闭环控制和告警。

各站辅助监控系统宜上传至统一的电网智能管控中心进行集中监控。

9.8有序用电决策

7

系统宜通过对钢铁企业用电负荷的综合分析，制定在线及离线的调控策略，提供有序用电决策方案，

响应有序用电需求。

系统宜对可调节负荷进行自动控制。

9.9电网数字孪生

系统宜建立全电网三维模型，构建虚拟化的数字电网，实现与真实电网同步。

系统宜感知钢铁企业电网实时状态，实现离线或在线的全电网三维可视化监视，预判电网将会发生

的运行风险及潜在危险。

系统宜具备三维智能培训功能。

8

参 考 文 献

[1]GB/T37413-2019数字化车间术语和定义

[2]GB/T38129-2019数字化车间安全控制要求

[3]GB∕T37393-2019数字化车间通用技术要求

[4]GB/Z32500-2016智能电网用户端系统数据接口一般要求

[5]GB/Z32501-2016智能电网用户端通信系统一般要求

[6]GB/T38848-2020智能工厂过程工业能源管控系统技术要求

[7]YB/T4805-2020钢铁行业电力需求侧管理平台技术规范

[8]国家智能制造标准体系建设指南（2021版）

9

ICS77-010

CCSH04CISA

团体标准

T/CISAXXXXX—XXXX

钢铁行业电网智能管控系统技术要求

Technicalrequirementsforpowergridintelligentmanagementandcontrolsysteminiron

andsteelindustry

(征求意见稿)

XXXX–XX-XX发布XXXX–XX-XX实施

中国钢铁工业协会发布

钢铁行业电网智能管控系统技术要求

1范围

本文件规定了钢铁行业电网智能管控系统的总体要求、体系结构、感知执行层技术要求、数据传输

层技术要求、管控应用层技术要求。

本文件适用于指导钢铁行业电网智能管控系统的规划、设计及建设（新建、改建、改造）。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

《电力监控系统安全防护规定》（国家发改委2014）第二章技术管理

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

电网智能管控系统powergridintelligentmanagementandcontrolsystem

通过将智能化、信息化、数字化技术和企业电网深度融合，实现电网安全运行、电网智能调度、自

动潮流控制、全网数据采集、设备智能运维、事故精准分析、智能辅助监控、有序用电决策、电网数字

孪生等功能，帮助企业最大限度利用自发电量、减少人员成本、节省电费开支、减少停电损失、降低运

维成本，助力钢铁行业高质量发展的智能化系统。

注：在本文件中，核心功能包括电网安全运行、电网智能调度、自动潮流控制。

3.2

企业电网enterprisepowergrid

企业电网是由企业内部的变电站、配电站、自发电机组、新能源发电、储能电站、电力线路（包括

电缆）和其他供电设施等所组成的供配电网络。

3.3

运行方式operationmode

企业电网内各电气设备实际运行过程中的工作状态及其连接方式。

3.4

负荷load

负荷是指钢铁企业内的原料、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、公辅等用电设备，一般分为稳定负荷和冲

击负荷。

3.5

事故分析accidentanalysis

通过对企业电网事故告警信息的联合分析，运用大数据技术进行智能告警，精准定位故障源。

3.6

1

潮流控制powerflowcontr