组态

分布式电源，新元件接入配电网，对配电网运行与控制造成广泛的影响。分布式电源高渗透率配电网的潮流控制解决方案尚不成熟，需要进行测试与验证。基于组态方式构建的配电网仿真试验系统，对配电网运行控制技术的理论、设备、方法进行验证具有重要意义。

基于物联网技术，通过对供配电设备的状态信号进行数据采集、存储、计算与分析，构建由感知层、传输层、存储层及应用层组成的可视化智慧能源管理平台，实现设备运维管理、能源监控、全景地图展示、趋势分析、在线组态、开关控制、设备监控及电子档案管理等相关功能，提升用户管理配用电系统的安全性，保障用能质量可靠性。

项目通过采用图形组态中间件技术，建立智能工厂数字化模型，在线采集生产线运行状态与产品数据，同时依托能源综合管理系统实施节能诊断，实现对生产资源、生产设备以及生产过程的精准管理。建成后能源利用率提升15%以上，人均效率提升7倍，产品过程不良率降低50%以上。此外，系统可对采集回路的电流、温度等参数进行计算，报警模块会发出过流、超温报警，保证了设备的高效和安全运行。

将同一采油（气）区块的各井抽油机电控逆变终端通过直流互馈型母线方式统一供电，各抽油机冲次根据井下工况优化调节，将现代网络化无线通信管理方式与油井群控配置组态相结合，实现集群井间协调和监控管理，使各抽油机倒发电馈能通过直流母线互馈共享、循环利用，可实现以下几个功能：一是可以提高能效；二是直流供电线路压降低、损 耗小、距离远；三是通过公共直流母线，使同一变压器和网侧整流器冗余容量为多台抽油机变频电控终端所共享，从而降低变压器台数和容量。

为解决大型火电机组空气预热器传统预防性维护手段的弊端，提出了一种基于数字孪生预测性维护的一般模式，并基于数字孪生技术，构建空气预热器数字孪生系统。 方法 所提系统包括回转式空气预热器物理实体、实时数据采集与分析模块、数字孪生模型构建模块、热力参数状态监测、转子热场视频与热变形可视化及积灰预测模块；实时采集温度参数状态和视频数据，通过温度场、视频图像、漏风计算等模块，实现热力参数的计算并进行积灰的预测。同时，以3D组态画面实时显示数据，利用软件算法不断优化热力参数计算及积灰预测的准确度，实现吹灰策略自动优化。 结果 所提方案实现了空气预热器热力计算过程的状态监测与动态控制，解决现有电站中回转式空气预热器积灰因素影响火电机组安全可靠运行的问题。 结论 通过实际机组的工程测试，所提方案有效提高了火电机组空气预热器运行维护的效率，验证了所提方法的可行性，为后期智慧电厂系统的开发提供技术支撑。

总结我国配电网接地故障处置技术现状和配电网单相接地故障特征，完善配电网接地故障处置装置考核方式与方法，提出建立配电网真型试验平台。牵头建设了世界上规模最大的配电网真型试验平台，实现12种配电网架结构多态重构，3种中性点接地方式灵活切换，首次建立组态式自动化试验监控主站，实现试验场景一键顺控，真实复现248种配电网故障场景，实现对配电新技术、新方法开展实证测试与考核。基于真型试验平台开展配电网单相接地故障真型试验方法研究，对配电网一二次融合设备和接地故障柔性消弧处置装置开展单相接地故障处置真型试验测试，总结配电网一二次融合设备和接地故障柔性消弧处置装置对单相接地故障处置有待解决的问题。

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。

响应国家关于消纳新能源的精神，以及结合“两个细则”的考核办法，电网调频机组在AGC性能指标优化方面需增加投入更多。通过项目实施，为发电企业带来“两个细则”奖励创造一定的经济收益，提高火电机组调峰能力，进一步加强电网消纳风电能力，这也是项目的重点所在。各控制算法可在DCS组态，不需要外挂服务器，成本低便于实施。随着AGC优化的市场越来越大，以技术服务合同的形式为超临界火电机组提高AGC响应速度的协调优化提供技术支持，能够进行行业全面推广。

为重构模拟配电网典型台区的物理特征，并满足多样化的测试场景搭建需求，配电物联网台区“边 - 端”交互功能测试平台基于自由组态结构，通过半真型方式模拟实际台区的物理特征，能够灵活构造浙江配电网典型台区场景 ,实现多台区、多分支、多层级复杂台区拓扑结构的一键生成。该平台可接入各类新型台区智能设备：如分布式光伏、分布式储能、电动汽车充电桩、低压一二次融合智能断路器、低压监测单元（LTU）等，构建低压侧配电物联网“边 -端”交互（能量流和信息流）的全过程测试环境，可作为开展融合终端高级业务应用、下延设备通讯规约验证、技术标准验证的通用功能测试平台（Benchmark）。

核电厂运行工况和工艺过程复杂，运行安全要求极高，新建核电厂普遍采用数字化仪控系统，海量监视和报警信息、异常和故障识别、事故工况复杂决策和执行等一系列问题成为行业关注的技术难题。 本项目确立了数字化核电厂监控、分析和决策中的人机融合实施策略，结合人员认知模型，明确了人机任务分配，从而确立了人机融合实施策略，并基于此开发了包括报警监视和优化处理、事故处理运行决策和响应、复杂运行功能计算分析功能有机集成的操纵员运行决策平台，提升了数字化核电厂操纵员的运行决策效率和任务执行的准确性。编制发布了能源行业标准NB/T 20270-2014《人因工程在核电厂计算机化运行规程系统中的应用准则》。建立了一套适用于核电厂全工况、支持电厂运维团队协同的运行决策方法。针对核电厂复杂的工艺过程关联和大量监测仪表信号，需要在各种工况下辨识有效表征信号，定位/诊断异常和安全挑战，所研发的基于模型的仪控系统信号优化处理和监控应用、报警优化处理及故障诊断、计算机化事故规程响应技术和方法，为电厂安全运行建立了运行决策基础，同时也支持包括就地的运维团队协同。特别的，该平台支持严重事故所特有的非确定性条件下的高认知要求决策和多中心协同。自主研发国内首套功能完备的高可靠性、可用性、灵活性的操纵员运行决策平台，提供双机冗余和数据同步机制，保障计算和处理数据的一致性；采用模块化建模技术和面向对象设计方法，提供跨DCS平台的标准接口，实现了高内聚低耦合的目标，具有更好的重用性、维护性和扩展性。首次提出了一套核电安全重要软件开发、测试和验证方法论和实施体系，建立了一体化开发、测试和验证平台。常规软件开发要求不能有效地满足核电特殊应用下的信息安全和人因工程要求，相关工具也不支持全生命周期的高效集成，本成果建立了包含设计、仿真验证、组态运行、集成验证以及运行反馈的一体化平台，将软件开发成熟度模型和核电仪控系统软件开发质量要求相融合，并创新性地将全生命周期的软件验证和确认、人因验证和信息安全测试等活动结合，提升了核电仪控运行软件的开发质量和效率。 本成果3项核心技术经核能行业协会鉴定认为均“达到国际先进水平”，”突破了国外公司的技术壁垒”。项目申请专利12项，其中3项发明和3项实用新型专利已授权，获得软件著作权7项，发表论文7篇，发布行业标准1份；获得12项企业技术秘密。