产品研制

项目研究成果具有完全自主知识产权，共申请发明专利30项，获授权16项，发表论文19篇，获软著3项。相关科技成果经中国电机工程学会鉴定为国际领先水平，项目研究成果获多项电力系统内一等奖。 项目实现了以标准带动应用，以应用催生市场，从市场创造需求，由需求引导技术创新与进步的完备“垂直域”生态圈，项目实施后在电力系统全面推广应用，指导变电站网络规划设计、工程建设、设备选型、运行维护、质量监督等工作，推动自主可控交换芯片及交换机产品研制及应用，近3年相关产品产生经济效益超13亿元，利润超2.5亿元，实现变电站网络设备100%国产化，相比进口设备节约投资成本约40亿元。

为实现5G电力应用从“单体场景验证”向“规模化应用建设”过渡，广东电网亟需解决支撑省地集约化管理欠缺、适配业务场景灵活接入不足、终端自主管控待增强、5G应用成本较高等问题。为此，广东电网联合广东移动、广东电信以“建体系、搭平台、推应用、育生态”为目标，从网络、终端、管理、业务4个维度提出综合解决方案，在核心技术攻关、终端产品研制、支撑系统搭建、区域示范验证、标准体系构建等方面取得全面突破，为其他省级电网和垂直行业规模推广5G应用提供参考与借鉴。

核电站数字化控制系统经常面临应用软件也称为“组态”需要修改的需求。如果在新组态修改和生效过程中，无需中断系统的运行并且未修改的部分逻辑不受新组态影响，则这个系统支持“无扰下装”功能。系统支持无扰下装功能可有效减少人因失误、缩短组态修改工期，因此系统使用者对这一功能需求强烈。但由于在线下装功能涉及产品范围广泛性、实现的复杂性、对安全功能影响的难以评估性，在核安全级数字化仪控领域，已存在的绝大多数安全级数字化仪控系统平台也不支持这项功能。和睦系统(FirmSys)是我国首个研发和获得应用的核安全级数字化控制保护系统平台，本项目通过对和睦系统无扰下装功能进行需求分析，研制了基于“先从后主，分时下装”的无扰下装产品。 “无扰下装”研制和实施意义重大，可实现电站安全运行及经济性的重大提升，在核电站反应堆装料后进行安全级应用软件改造时，通过无扰下装功能的应用可实现： a)无需将机组状态后撤至反应堆完全卸料模式，可避免由于机组后撤造成的经济损失及设备风险；b)可将设备隔离工作量减少90%，从而大大降低改造实施中的人因失误风险；c)提升工程调试过程中安全级软件改造实施的便利性，避免对工程建设主线进度的影响。无扰下装的研制和应用对电站的安全性和经济性都将产生巨大的贡献。 因涉及技术复杂、对安全影响评估困难，国外核级DCS产品Spinline-3(法国)、HFC-6000(韩国)、Radiy(乌克兰) 、TXS(法国)等均不支持“无扰下装”功能，日本三菱Meltec-N平台虽实现了此功能，但对中国进行了技术封锁，导致满足核级标准要求的无扰下装研制技术难度大幅增加。 和睦系统无扰下装，100%自主研发，突破了存储碎片管理与回收、智能多元组态数据比对、组态防篡改安全防范设计、任意版本增量编译、全网地址安全管理、主从机大数据量高性通讯、时序数据同步等十余项重大关键技术，涉及和睦系统11种软件工具以及6种硬件产品，新设计代码7.5万行，整体技术达到国际领先水平。 和睦系统无扰下装已经在阳江56号机组、红沿河56号机组、田湾56号机组、防城港3、4号机组8台核电机组得到大规模应用，取得良好应用效果。

本项目主要研究了特高压电子式互感器的选型、试验、应用情况、工程实用对策等，编制了特高压工程用电子式电压互感器和电流互感器技术条件，研制了适合特高压工程用的全光纤电流互感器设备，开展了全光纤电流互感器的挂网考核试运行等相关工作，主要结论如下：针对调研分析当前电子式互感器试验及应用的相关情况，提出一种适用于特高压工程的电子式电流、电压互感器选型方案：对于特高压电子式电流互感器，建议采用全光纤结构。对于特高压电子式电压互感器，建议采用电容分压器结构。提出了特高压电子式互感器工程应用方案，给出了特高压电子式互感器现场误差试验方法、潮源方法和误差在线校准方案。编制了适合特高压工程用电子式电流互感器和电子式电压互感器技术条件，对浙北-福州以及后续特高压交流工程应用电子式互感器提出了理论依据建议。研制了适合特高压浙北-福州工程用两种结构的全光纤电流互感器设备，开展了型式试验和现场交接试验，成功挂网于特高压浙北-福州工程。开展了两种结构全光纤电流互感器误差在线比对工作，全面掌握全光纤电流互感器运行情况。

随着坚强智能电网建设进入技术提升和深化应用的阶段，用电信息采集系统作为用电重要环节，不仅要满足多元化用电服务需求，同时要满足分布式电源接入、配电自动化等多样化的智能化业务需求。然而，现阶段采用的接入网通信方式单一，其可靠性、时延、带宽等难以满足全费控、高频采集、多表合一等业务需求，融合通信方案采用电力线载波和无线两颗芯片的电路板级“背靠背” 设计，上层协议处理复杂，不能解决成本、功耗等问题，且系统故障率高，难以满足规模化应用要求。 本项目属于电力通信和信息技术领域，深入开展电力线载波和无线异构融合通信芯片的设计实现和产品研制。攻克了跨频带载波和无线融合通信的信道建模仿真和测试技术，创新性地提出了异构通信物理层融合方法，研发基于自主知识产权芯片的融合通信产品，并成功试点应用。

4月7日，国网四川省电力公司电力科学研究院电气设备绝缘介质性能检测及设备故障分析攻关团队召开技术研讨会，讨论变压器油中溶解气体在线监测装置检验设备的模块化设计等技术问题，进一步提升装置安装、使用等方面的便捷性。目前，团队正在开展第三代产品研制工作。

介绍中低压直流技术发展的背景，从国家政策、电源、负荷直流化等角度实施中低压直流配用电方案的价值，中压直流配网系统方案设计与关键设备，国内中压直流配网建设案例，低压直流微网、低压直流台区互联的方案设计与关键设备，直流开断的原理介绍与产品研制，低压直流配用电工程案例。现有中低压直流配用电系统与关键设备存在的不足，中低压直流配用电系统发展的方向。

2008年起，项目组在国家863计划等支持下，集中了企业、高校和科研院所的百余名科研人员，开展RFID相关技术研究及产品研发。经过6年的攻坚克难，成功将RFID技术与国家商用密码算法相结合，研发了多款高安全RFID芯片，开发了面向电力、金融领域的高安全电子封印、智能电表标签、互感器标签及银行票据资产标签等系列产品，研制了相关产业化装备，设计出相应的应用系统，并在电力、金融领域实现规模化推广应用，取得一系列突破创新：1）发明了基于三段式非线性动力系统混沌方程的随机数发生器，提出了一种故障注入时输出无效信息的分组密码算法防攻击方法，设计了具有自动关断功能的高可靠、低功耗上电复位电路和基于动态偏置方法的高能效时钟电路研发了中国电力行业首款带国产SM7算法的RFID芯片；2）发明了一种PIE解码器的新型实现方法，提出了一种超高频RFID硅基集成天线的设计方法，研发了多款应用于多领域的射频识别标签，有效降低了标签功耗和成本；3）提出了一种抗去同步化的轻量级RFID双向认证协议，采用小型化天线设计和新型卡扣式封装结构，研发出电力行业首款基于国密SM7算法的高安全电子封印，大幅提升了用电安全及白动化、精益化管理水平。项目成果已在电力、金融领域实现规模化推广，并在农业、警用等领域试点应用，累计应用芯片超过1亿颗，配套设备超过3.4万台/套，实现销售额19364万元，利润4969万元，利税3292万元，应用规模可观，经济效益显著。项目的成功实施满足相关领域的自动化管理及安全防护需求，对有效提升相关领域智能化水平、保障信息安全、提高经济运行效率等方面具有重要意义。

本成果依托“基于国产密码的用电计量信息安全关键技术研究及产业化”、“智能计量体系国家商用密码产品全流程自主可控生产检测平台建设”等南方电网公司重点科技研发项目，针对数字电网配用电信息安全的特点和难点，产学研用协同攻关，提出了基于国产密码的“可靠可控、精准保护”技术路线，设计了“分层保护、身份认证、加密传输、MAC验证”的安全策略，经过多年攻关，在密码体系设计、密码生态建设、密码产品研制、密码生产检测平台及质量检测体系构建等方面取得了一系列重大创新成果。本成果为我国公共事业领域及智慧城市配电网信息安全防护体系建设提出了系统的解决方案，是国产密码产品首次在南方电网五省区配用电量领域大规模产业化应用的典范，实现了系列核心密码装备的自主可控，保障了南方五省两市配用电基础设施安全，响应了国家信息安全战略及商用密码管理相关政策，带动了电力系统、密码学及信息安全学科的交叉融合发展，加快了电力系统、信息安全及稀缺芯片设计人才的培养，促进了智慧城市信息安全保障体系建设，对推动能源互联网的构建及智慧城市的建设发展有重要意义。本项目的研究成果也可扩充到其他涉及到信息安全公共事业领域，以提升我国的整体信息安全水平。