联网工程

1、川藏、藏中联网工程高海拔无人区直升机巡检和安全预警技术研究 2、川藏、藏中联网工程典型应用的无人机作业技术研究 3、川藏、藏中联网线路无人区输电线路卫星遥感巡视技术研究

介绍了近一年以来配电物联网技术发展系列创新成果，其中包括：《配电物联网技术发展白皮书》，11项团体标准（草案），2项国际标准（立项），56份技术报告，1个微应用管控系统、全流程试验环境、多套检测流水线，8类、183项关键技术及典型场景测试。同时，还对配电物联网的建设理念、体系架构、关键技术、典型应用和演进计划进行了系统性的全面论述，并指出国家电网公司下一步将深化关键技术研究、完善标准体系建设、进一步加大配电物联网工程建设、打造配电物联网生态，共建共享产业链，探索实现共赢共享商业模式。

针对传统阻塞式通信技术在电力物联网硬件资源受限的条件下难以实现可靠高效通信的问题，文章提出基于异步非阻塞框架的电力物联网通信技术。首先，根据异步非阻塞技术原理，基于Rust语言异步编程方法和Tokio异步框架，设计异步非阻塞通信框架，包括客户端连接、服务端连接与监听以及非阻塞的网络数据读写方式等。然后以当前电力远动通信领域中应用最为广泛的IEC 104规约为例，设计其异步非阻塞通信实现方式。最后，对基于异步非阻塞框架实现的通信软件进行一致性测试和性能测试，将测试结果与传统阻塞式通信实现方式对比分析，并通过实际工业园区电力物联网工程应用验证所提技术的有效性和高效性。

500kV 海南联网工程是我国第一个超高压、长距离、大容量的跨海电力电缆工程[1][2]。我国还没有500kV海底电缆工程直接可采用的设计原则和设计标准，工程建设必须首先研究，合理确定；同时，还需要研究和分析与工程建设相关的关键技术和设计方案，选择符合工程具体情况的技术和方案。结合海南联网工程的建设，本文扼要介绍了该工程海底电缆线路部分的设计原则和建设各阶段的各项关键技术方案和主要过程，主要有：联网方式、海缆路由选择、海缆路由勘察、海缆选型和结构设计、海缆敷设和保护、风险评估和试验。希望通过本文的介绍，对我国海底电缆工程设计水平的提高有所裨益。

柔性直流输电系统成套设计及核心装备系列国家标准，包括1《柔性直流输电系统成套设计规范》、2《柔性直流输电换流器技术规范》、3《柔性直流输电控制与保护设备技术要求》，均由南方电网科学研究有限责任公司牵头编写，为世界上首次制定，技术创新难度大，标准成果达到国际领先水平。 本项目之前，世界上尚无相关国际标准参考，南网科研院突破柔性直流输电技术领域三个重要技术方向，包括成套设计、换流器、控制保护核心技术，研究成果形成国家标准，规范了国内柔性直流输电系统成套及核心装备设计情况，为成套设计及核心装备设计、制造、试验、验收提供直接参考依据，意义重大。 项目团队依托国家863计划课题，通过多年技术攻关，完全掌握高柔性直流输电关键技术，在成套设计、换流器、控制保护等方面取得重大创新成果，形成技术标准，并率先实现工程应用，引起巨大社会反响： 1.标准1中第4、6、7部分，世界上首次提出了百千伏级高压柔性直流输电系统集成设计方法，实现了大规模新能源并网和区域电网互联的整体工程应用。 2.标准2中第5、6部分，世界上首次设计了自主化的高压大容量柔性直流输电换流阀关键装备，实现了直流电压从±160kV到±350kV、输送容量从百兆瓦到千兆瓦的跨越式突破。 3.标准3中第5部分，世界上首次提出了柔性直流输电控制与保护设备的体系化技术要求，有效支撑柔性直流输电工程控制保护系统的研发。 4.标准1中第9部分、标准2中第7部分、标准3中第6部分，世界上首次提出了覆盖柔性直流输电系统研究、装备研制、主设备试验的试验技术。 项目获得专利15项（发明专利12项）、软件著作权1项，发表论文14篇，专著1部。相关成果通过了中国电机工程学会及中国机械工业联合会的成果鉴定，鉴定委员会一致认为“多端柔性直流输电技术处于国际领先水平”、“研发的千兆瓦级柔性直流背靠背系统装备具有完全自主知识产权，达到国际领先水平”。 本系列标准已成功应用在云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程、乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程、三峡如东海上风电柔性直流输电示范项目中的系统成套设计、换流阀、控制保护等核心设备研制中，社会经济效益显著。 项目完成的国家标准是柔性直流输电技术成果转化为知识产权的直接体现，通过成功实施和推广应用，建成了产学研用科研团队，培养了大批专业技术人才，带动了国内高压大容量柔性直流输电换流器、控制保护等核心装备制造业的发展，提升了我国能源科技自主创新能力和国际竞争力，践行了国家创新驱动发展战略。

本项目成果根据海底电缆登陆浅滩不同区域具有不同的海床地质和不同的海浪冲刷力度的特点，采取刚性和柔性相结合的防冲刷措施，具体为堆石体和四面六边透水框架相结合。该浅滩防冲刷措施不需要进行大型砌筑工程，最大程度地降低对海底电缆造成破坏的风险。该防冲刷措施具有防冲、减速、促淤三重功效，有效防止因海浪冲刷造成海底电缆登陆浅滩保护失效。该防冲刷措施成本相对低廉，后期运行维护方便。该防冲刷措施在国内外海底电缆登陆浅滩保护方面为首创，具有新颖、有效、易行的特点。实践证明本技术的防冲刷效果非常明显，本防冲刷技术从根本上解决了海浪联网工程广东侧登陆浅滩防冲刷问题，并且准备在海南联网Ⅱ回工程中推广使用。2012年9月开始在南方主网与海南电网联网跨越琼州海峡500kV海底电缆工程的广东侧登陆浅滩采用该防冲刷措施，2013年6月竣工，并取得了非常好的效果，目前已经过多次台风考验。该技术成果已经被实践证明其防冲刷效果显著，为海底电缆登陆浅滩提供了有效保护，为今后同类工程提供了宝贵参考，值得在行业内全面推广使用。

本项目以海南联网工程为背景，基于输电领域复杂海况和非动力定位平台作业需求，攻克了大功率海缆检测机器人设计、海缆带电检测、智能巡检控制、非动力定位平台匹配性设计及作业技术等关键技术难题，研制了一套可应用于非动力定位平台的高压海缆带电智能检测系统，并应用于工程实际。项目技术属国际首创，原理先进、技术新颖，应用效果好，总体成果达到国际领先水平，相关产品填补了国内空白。 本项目针对复杂海况和非动力定位平台作业需求，研制了一套可应用于非动力定位船舶的高压海缆带电智能检测系统，突破了大功率海缆检测机器人设计、海缆带电检测、智能巡检控制、非动力定位船舶匹配性设计及作业技术等一系列国际关键技术难题。项目成果成功应用于500kV海南联网运行海底电缆的检测，并可拓展应用于国内外海底电缆运维检测，经济及社会效益显著。依托项目研究成果，申请发明专利23项，实用新型专利23项，国际专利1项，发表论文17篇，申请标准4项。本项目实现了国内外首次高压海缆带电检测，受到国内外同行广泛关注，加拿大BC Hydro 公司率团来我国学习。成果多次用于海缆带电检测，单次可节约运维检测成本上亿元，同时可避免海缆停电时间70天，极大保证了海南电网的供电可靠性。项目实际工程应用效果显著，可推广至其他海域及海上风电海缆、海底光缆、海底油气管道等检测领域，前景极其广阔。

本项目在南方电网公司及超高压输电公司重点科技项目的支持下，立足自主创新，基于鲁西背靠背异步联网工程前期面临的高电压大容量柔性直流换流阀及其控制系统设备研制、控制保护功能设计所面临的技术难题，结合并联混合直流异步联网工程新设备精细运维遇到的新问题，以及工程建成投产后在一二次设备运行维护过程中出现的问题，主要从大容量高电压柔直换流阀及阀控系统、并联混合直流控制保护系统和设备运行维护等三个方面开展技术研究。 本项目获得国家发明专利授权10 项，实用新型专利授权8 项。在核心期刊发表论文9 篇。在中国电力出版社出版专著“背靠背柔性直流输电运行维护”1 部。形成南方电网公司企业标准《柔性直流电压源换流器状态评价导则》1 份，这是国内第一个柔性直流输电工程设备状态评价标准。该项目提出的高压力均匀传递功率模块结构和精密自校正压装工艺、利用柔直无功调节优势参与常规直流无功调节的背靠背混合直流无功协调控制策略、新型快速故障检测方法以及新型换相失败预测控制策略，研制的基于压接式和塑封式大容量功率器件的柔性直流换流阀及控制保护装置、柔直换流阀多维度数据集成系统，建立的基于多元线性回归的电压源换流器状态评价体系，均已直接应用于鲁西背靠背异步联网工程、云贵互联工程、昆柳龙直流输电工程，运行效果良好，有效提升了鲁西背靠背直流工程运行可靠性，促进了我国高电压大容量柔性直流输电整体设计技术、装备制造业、试验技术的发展创新，提升了我国在柔性直流输电领域的技术水平。

项目针对青藏高原地区自然条件、气候特点和地理环境等因素，结合电网工程建设的实际情况，重点分析了 2006 版电网工程计价体系、2013 版电网工程计价体系以及西藏地区电网工程计价体系对高海拔地区电网工程投资的影响程度，深入研究并测算了青藏高原地区人工、机械降效水平，提出了高海拔地区人工、机械降效调整系数，创新性地提出了高海拔地区电网工程合理计价调整体系，填补了西藏定额在青藏高原其他高海拔地区电网工程科学计价的空白。①基于不同计价体系下定额和费用标准对青藏高原地区电网工程造价的影响差异分析，首次提出了西藏计价体系在青藏高原其他高海拔地区应用的关键技术；②系统集成了聚类分析、因素识别、类比分析等方法，创新性地构建了高海拔地区电网工程人工、机械降效测算模型，科学地反映了高海拔地区电网工程的实际降效水平；③补充完善了青藏高原地区电网工程计价体系，扩大了西藏计价体系的适用范围，科学地解决了同一区域采用不同计价体系的矛盾，形成了统一的青藏高原地区电网工程计价依据。 项目研究成果形成了统一的青藏高原地区电网工程计价体系，妥善解决了2013 版和西藏定额不同计价体系带来的同一地区工程造价差异问题，在四川、青海、甘肃等地区 3000 米以上、3000m 以下电网工程计价应用方面发挥了巨大的作用，具有极大的应用价值。项目研究成果的应用，实现了川藏联网工程、电力天路工程、藏中联网工程、“三区两州”电网工程等一些列国家重大民生工程的精准投资，有效推动了高海拔地区电网工程的建设实施。项目针对同样处于青藏高原边缘的、地形气候等自然条件与西藏地区较为相似、施工环境也同样恶劣的四川、青海、甘肃等高海拔地区电网工程计价标准开展相关研究，将研究成果应用于工程建设实际，合理确定了高海拔地区电网工程造价降效水平，提高了高海拔地区电网工程计价的准确性，形成了统一的青藏高原地区电网工程计价标准体系，有效保障了工程投资参与各方的合法利益。项目成果主要针对青藏高原高海拔地区的电网工程建设，对其他高海拔地区计价标准研究有很好的参考作用。同时，随着电网工程向更多环境复杂、施工困难地区扩展建设，复杂、特殊电网工程计价标准研究是工程顺利建设实施的关键，项目研究成果能为此提供较好的研究思路，在沙漠酷热地区、高纬度寒冷地区等电网工程建设中也具有极大的推广应用价值。

项目属于电力系统及其自动化学科领域；柔性直流技术相比于传统交、直流技术具有更高的灵活性，目前已成功应用于高压大容量直流输电中，并逐步向直流配电网延伸，具有广阔的应用前景。控制保护系统作为柔性直流技术的核心，对柔性直流的暂、稳态响应特性起着至关重要的作用。 项目围绕高压大容量柔性直流输电控制保护亟待解决的端间及单元间协调控制、交直流故障处理、成套装备稳定性与可靠性等关键问题，进行深入的研究与技术攻关，成功研制具有高控制精度、高可靠性的柔性直流输电控制保护系统并在工程实现。 项目已获授权发明专利12项，实用新型专利2项，软件著作权1项，发表国内外论文7篇。研究成果已成功应用于云南电网与南网主网鲁西背靠背直流异步联网工程、渝鄂背靠背等重要直流输电项目中，对新能源接入及大电网异步互联应用上起到关键性作用。