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1、标的2: 多端柔性直流配电网核心装备、智能调度与培训系统关键技术研究-课题3：基于柔性直流配网换流站逻辑防误和验电防误系统融合技术研究与工程应用科技项目（设备试制）采购技术条件书广东电网有限责任公司珠海供电局二二二年一月目录1. 总则22. 项目概况23. 技术服务目标44. 设计方案44.1直流高压带电显示装置44.2柔性直流配电网防误系统软件94.3手持智能钥匙114.4防误锁具124.5分散式直流配电防误技术125. 装置（工具）技术指标125.1柔性直流配电网防误系统软件125.2智能钥匙125.3通讯适配器135.4防误锁具135.5高压带电显示装置136. 交付物与验收14附表1
2、：技术差异表151. 总则1.1. 本卷为标的1:多端柔性直流配电网核心装备、智能调度与培训系统关键技术研究-课题3：基于柔性直流配网换流站逻辑防误和验电防误系统融合技术研究与工程应用科技项目（设备试制）非招标采购技术条件书。1.2. 本卷所描述的各种功能、性能需求仅供投标方编制投标文件之用。投标方可以提出不同的建议方案，但是建议方案必须满足但不限于本标书所阐述的全部技术功能要求。1.3. 投标方在投标文件中，对本标书应逐项予以说明和答复，同时根据具体情况提出相关的建议，并附详细资料和说明。1.4. 本标书仅描述基本的技术需求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和技术条文，投标方
3、应根据需求目标提供进一步具体的可满足要求的功能和性能指标。1.5. 投标技术文件要求文字精练、数据准确、表述及图示清晰明确，具有针对性。1.6. 招标方将提供必要的配合工作，协助中标方完成该项目的设备试制工作。1.7. 本项目中标方应参与多端柔性直流配电网核心装备、智能调度与培训系统关键技术研究-课题3：基于柔性直流配网换流站逻辑防误和验电防误系统融合技术研究与工程应用科技项目设备试制的全过程，包括配合项目的最终验收。1.8. 投标人必须仔细阅读招标文件的全部条款，并作出明确响应。投标文件中带“”号的条款及要求，投标方必须满足，若有一项不满足将可能导致废标。2. 项目概况本项目为多端柔性直流配
4、电网核心装备、智能调度与培训系统关键技术研究-课题3：基于柔性直流配网换流站逻辑防误和验电防误系统融合技术研究与工程应用科技项目（项目编码：030400KK52190119(GDKJXM20198201)设备试制采购项目。2.1项目背景20世纪70年代世界范围内的能源危机爆发后，环境污染、能源短缺等问题受到了全世界各国的普遍关注，分布式电源凭借着负荷变动灵活、供电可靠性高、输电损失小以及便于可再生能源应用等诸多优势，在国内外受到越来越多的关注。这些分布式电源的发展对直流配电系统的发展起着巨大推动作用。分布式电源的接入使得传统的配电系统由单一的供电形式，扩展出了发电的功能。典型的分布式电源主要有
5、直流发电的光伏电池和交流发电的风机等，光伏发电产生的是直流电，由于其存在波动性，一般要经过DC/DC和DC/AC两级变换器才能并入传统的交流配电网；而风力机虽然是以交流形式产生电能，和光伏电池类似，产生的交流电通常也不稳定，一般需要经过AC/DC和DC/AC两级变换器才能并入交流配电网。倘若这些分布式电源直接接入直流配电网，则可以省略上述的DC/AC逆变环节，不仅减小了成本、还降低了损耗。柔性直流配电技术可以提供高质量、多样化的用户供电服务，能够提升新能源发电运行效率，满足分布式电源发展需求。随着电力电子设备以及微电网大量接入配电网，与现有交流配电网相比，柔性直流配电网以其线路造价低、电能损耗
6、小、供电可靠性高、微电网接入成本低等优点，已成为各国配电网领域的研究热点。2.2研究必要性 为探索能源互联网建设新方向，国家能源局在珠海落地建设“支持能源消费革命的城市-园区双级互联网+智慧能源示范项目”。2019年3月，建成投运唐家湾世界首例多电压等级、多端交直流混合柔性配电网。目前存在“五防”安全隐患：1）本项目一次设备多是柜式安装，存在部分柜门未考虑连锁设计，带电运行时门可以打开。2）本项目项目中电力电子设备存在大量大功率电容，设备停运后设备实际还带电，项目中使用的接地刀只能手动分合，无法进行远程操控，操作风险隐患较大。3）三端口断路器因主断口采用电力电子开关并联了电阻，即使主断口分开，
7、如果端口的一侧有电，另外一侧的电压还是有10kV直流电压存在，目前三端口断路器未自动分合隔离开关，断路器断开后两侧电压仍然存在，因此会给现场操作带来极高人身安全的风险。柔直配网五防如何设计是一个新的课题，需要新思路、新方法进行新的设计考虑解决柔直配网的五防问题。2.3研究内容包括（1） 研究柔直配网换流站关键设备运行特征和操作风险，提出柔直配网换流站系统防误控制策略；（2） 研究柔直配网换流站在线逻辑防误和验电防误系统融合技术；（3） 研发基于大数据存储及逻辑数据动态判断的手持智能钥匙和基于技术强制性的中压直流带电显示装置，开发柔直配网换流站逻辑防误和验电防误一体化系统，实现柔直配网换流站关键
8、设备风险管控；（4） 开展柔直配网换流站逻辑防误和验电防误一体化系统试点应用。2.4采购内容依据招标方提供的技术条件书，试制：3套柔性直流配网换流站综合防误管理系统，包括6个手持智能钥匙、60台直流中压带电显示装置成品。3. 技术服务目标3.1本项目主要技术服务内容包括：（1） 根据项目课题研究内容开发柔性直流配网换流站综合防误管理系统。（2） 根据招标方提供的设备试制技术要求，试制：3套柔性直流配网换流站综合防误管理系统，包括6个手持智能钥匙、60台直流中压带电显示装置成品，装置通过国家相关机构检测，并安装在珠海唐家、鸡山一、鸡山二换流站。（3） 根据招标方的具体要求，负责完成设备的现场安装
9、和调试。4. 设计方案总体设计架构4.1直流高压带电显示装置4.1.1设计原则装置硬件采用模块化设计原则；在确保实现装置系统功能的前提下，各功能模块间最大限度解耦合设计；以提升系统的可靠性。为提升系统的稳定性与可靠性，降低调试及维护难度，装置主要功能电路将分为主板及人机交互板两大模块进行设计；其中主板承载除人机交互功能外的全部功能电路，人机交互板承载人机交互相关功能。1) 模块组件模块/组件说明主板主板控制电路，承载人机交互功能外的全部功能电路人机交互板承载人机交互功能部分功能电路2) 集成顺序集成顺序名称JC01板焊：PCB与元器件进行SMT或手焊JC02板调：烧录嵌入式程序，进行板调JC0
10、3软硬联调：单板与软件系统联调JC04样机装配：单板与结构件进行试装3) 集成方法集成方式说明适用焊接通过表贴或手焊的方式，实现PCB与元器件的集成。JC01装配单板与结构件，或套件之间通过组合装配的方式，实现硬件与结构的集成。JC04板调嵌入式软件与单板通过烧录的方式进行单板软硬件集成。JC02联调软硬件系统级联合调试实现的软硬件系统集成。JC034.1.2功能划分1) 系统功能框图装置硬件由信号传感单元、显示单元、连锁输出单元、自检功能电路等部分组成，系统功能组成框图如下图所示。系统功能框图按照功能框图各模块分别进行设计。直流带电显示装置复杂程度适中，单板设计可实现系统功能，但由于人机交互
11、的相关功能部件属于易损部件，为便于维护，将人机交互部件独立设计。直流设备通过加装传感器为直流高压带电显示装置提供数据依据，当直流设备不具备加装传感器时，可通过有线（485或232）、无线（蓝牙）方式将监控系统采集的换流阀模块数据提供给直流高压带电显示装置。2) 主板主板承载信号采集子模块、显示单元的MCU相关功能电路、自检功能电路、联锁输出电路、电源电路等。主板对外提供信号输入接口、电源输入接口、遥信接口、闭锁输出接口、验电防误接口等接口，同时主板还提供排母接口与人机交互板实现电连接。3) 人机交互板人机交互板承载人机交互的相关功能，主要由操作按键、指示灯等易损部件组成。人机交互板通过插针与主
12、板间实现电连接。4.1.3详细设计1) 电源单元装置采用外部电源供电方式，装置供电电源为AC/DC110220V，通过电源模块转换为低压直流，在经LDO变换为DC3.3V电源为系统相关功能电路。电源电路框图电源的稳定性决定了系统的稳定性。电源输入端应增加必要的保护器件及防护器件，保证输入电源的波动及其他干扰不致影响到各功能电路电源的可靠性。2) 信号采集单元带电显示装置的传感单元用于直接采集高压母线的带电信号，传感单元变换采集的信号，通过防护电路及滤波电路后经信号放大，放大后的信号通过AD变换输出给MCU进行处理。信号采集电路框图采样精度直接影响到对母线带电与否的准确性判断，采样信号要尽可能真
13、实反映母线的带电情况，采样信号在进行硬件滤波的同时还需要进行算法滤波。3) MCU系统电源MCU系统是整个装置的核心。MCU系统接收AD变换输出的相关信号，处理后根据处理结果驱动对应的功能单元电路；同时MCU系统还会通过人机交互接口获取工作人员的操作指令并执行；此外MCU系统还会根据自检功能电路的相关输出实时更新输出装置的自身状态。MCU系统电路框图4) 联锁输出单元联锁输出单元电路由继电器驱动电路及继电器组成。驱动电路的驱动信号来自MCU。联锁输出单元的电路原理框图如下所示。联锁输出单元电路框图5) 人机交互单元人机交互单元包含人机交互按键和指示灯两部分。按键功能电路用于实现操作人员对装置的
14、操作指令的输入，指示电路用于人机互动显示及指示线路带电情况等。人机互动单元的电路原理框图如下图所示。人机交互单元电路框图4.1.4接口设计根据功能需求，装置主板承载主要接口功能。主板提供信号输入接口、电源输入接口、遥信接口、闭锁输出接口、验电防误接口、人机交互功能接口等。信号输入接口：采用3.81mm（或5.08mm）间距的4Pin板载焊接端子，接收传感单元输出的0300uA的感应信号。电源接口：采用3.81mm（或5.08mm）间距的2Pin板载焊接端子，用于连接AC/DC110220V外部电源输入，最大传输电流2A。遥信接口：采用3.81mm（或5.08mm）间距的2Pin板载焊接端子，是
15、一组继电器输出接点，对外输出代表装置状态的遥信信号。防误验电接口：可与主流防误厂家的微机防误电脑钥匙接口进行适配的防误验电接口，接口内置RFID身份码片，通过该接口可与微机防误系统配合实现验电防误功能。闭锁输出接口：采用3.81mm（或5.08mm）间距的2Pin板载焊接端子，是一组继电器输出接点，与外部闭锁功能元件配合实现防误闭锁功能。人机交互功能接口：采用2.54mm间距的2*10Pin双排排母，用于连接人机交互板。4.1.5电气特性设计电源特性： AC：110220V；频率：50Hz。 DC：110220V。传感单元信号： 0300A，05V。闭锁容量： AC：250V/5A。4.1.6
16、性能设计 工作电源：外部AC/DC：110220V 标称电压：kV至kV 温度范围：-20到50 工作湿度：日平均不大于95% 闭锁特性：钥匙接口和继电器接点，符合DL/T538-2006标准要求 闭锁容量：AC220V/5A 指示灯亮度和重复频率：符合DL/T538-2006标准要求，约1Hz 联锁单元触点寿命：大于1万次4.1.7可靠性设计在电源输入回路前端，使用自恢复保险丝和压敏电阻等保护器件进行短路保护和浪涌冲击抑制。在传感单元至信号采集子模块部分，采用气体放电管、压敏电阻、自恢复保险、TVS瞬态抑制二极管等对可能的冲击过电压进行吸收。4.2柔性直流配电网防误系统软件系统按照主控层、间
17、隔层、设备层典型的三层防误架构搭建。主控层运行柔性直流配电网防误系统软件，软件预存设备操作顺序和操作条件，负责与换流站内监控系统通讯、获取设备实时状态并根据实时状态进行防误逻辑判断；间隔层主要由通讯适配器和手持智能钥匙组成，通讯适配器是专用传输套件，负责软件系统与手持智能钥匙之间的通讯，并兼具手持智能钥匙的充电功能；设备层主要由中压直流带电显与防误锁具组成。软件依托于拓扑技术，配合通讯技术、无线射频技术，经过通讯网络将操作序列发送至手持智能钥匙执行，并与之进行信息交互。验电防误管理软件主要是用于配网单元基础防误数据的下载，可接收操作数据、操作信息回传的辅助工具，在简易配网模式下，用户可根据需要
18、向手持智能钥匙读取操作信息，进行相应的操作管理、统计分析工作。为确保现场作业安全，操作票在开票过程中进行防误逻辑校核，确保操作票的正确性。作业前，运行人员可在配网防误工作站或者移动终端上开操作票，操作票审核完成后，可传票至手持智能钥匙。运行人员手持防误手持智能钥匙，仅能按操作票内的顺序及内容进行现场操作，运行人员可在移动终端上查看并逐项执行操作票。操作票执行过程中，可根据实际现场情况即时对操作票进行开始、暂停、继续、终止等状态控制，满足操作全程电子化管理。流程如下图所示：4.3手持智能钥匙4.3.1功能设计防误程序为内嵌式，无需模拟预演，直接用手持智能钥匙在专用验电锁上进行验电，无电即可开锁，
19、有电自动闭锁。开锁前必须先进行验电，无电才能打开地刀锁，安全可靠；专配的机械解锁钥匙可开门锁，反之则不行，确保安全。高压带电显示闭锁装置带有钥匙验电接口，实现地刀解锁前的强制验电。在合地刀前，先对地刀锁具绑定逻辑关系的高压带电显示闭锁装置进行验电，核对无电后，再解锁相应的地刀锁，从而执行合地刀操作,可有效防止走错间隔、带电合地刀。防误手持智能钥匙作为接收电子操作票，并执行针对涉及一次设备倒闸操作（如验电开锁）的使用。验电防误技术的实现需由手持智能钥匙和防误锁具配套完成。4.3.2智能钥匙设计1) 手持智能钥匙硬件：采用基于ARM CORTEX-M3位处理器，采用Thumb-2 32位指令集,多
20、个DMA通道，以16位代码密度获得32位机的性能；具备SDIO、USB、SPI，IIS、ADC、DAC、以太网等外设接口；具备便于调试的JTAG、SWD接口，同时提供ISP，IAP技术方案，为产品设备远程升级、维护提供保障。2) 通讯技术：采用蓝牙、RS232等通讯总线接口，形成系统各功能部件通讯桥梁，保障系统功能稳定、可靠。 全球范围适用：蓝牙工作在2.4GHz的 ISM频段。 同时可传输语音和数据：蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。 可以建立临时性的对等连接。 具有很好的抗干扰能力。 蓝牙模块体积小、便于集成。 低功耗：蓝牙
21、设备在通信连接状态下，有四种工作模式激活模式、呼吸模式、保持模式和休眠模式。4.4防误锁具防误锁具用于闭锁手动操作的设备机构，实现设备的强制性闭锁，使用手持智能钥匙进行解锁操作。若无现有操作机构可供闭锁使用，采用专业的定制化附件结合挂锁锁具对操作孔位或机构进行闭锁。需要适配不同一次设备形态的闭锁需求，主要类型包含有机械挂锁。4.5分散式直流配电防误技术针对直流换流器分散性布置的特点，防误系统基于直流配电网拓扑模型，分析配电网设备接线模式，拓扑关系特征，采用防误逻辑分析算法，实现分散式直流开关设备的五防功能。在防误系统提前预置直流防误逻辑判断规则，通过对直流开关设备加装防误挂锁，在模拟开票时按预
22、置逻辑校核操作步骤及顺序，通过校验的操作票允许发送至智能钥匙执行操作，运行人员携带智能钥匙按顺序打开防误锁具进行相应操作。5. 装置（工具）技术指标5.1柔性直流配电网防误系统软件 直观、高效的面向对象的图形用户界面，易学易用 用户界面统一、友好、漂亮 丰富的设备图标的图形化操作 响应时间：5s 无故障时间7*24h 兼容防误锁具500套 兼容win32位与win64位系统5.2智能钥匙 采用读码技术，编码系统采用全球唯一码； 黑匣子功能，记录并浏览操作票及操作票信息； 外形尺寸：138mm58mm29mm 充电时长：8h 存储容量：4G 连续工作时间：8 小时 电池持续待机时间5000小时
23、单次开锁成功率100% 开锁寿命50000次 支持最大锁具数量65536 具备智能语音提示功能 支持蓝牙数据传输 支持多种锁具解锁：机械编码锁、高压带电显示装置等5.3通讯适配器 结构和外观：符合 GB/T 7261 中的要求 额定电压：220kV 充电电压：DC 5V 通信接口：RS232 工作温度：-25C +55C； 储运温度：-50C +70C；5.4防误锁具 扭应力：1Nm 轴向静拉力:500N 疲劳试验：10000次 工作温度：-2555； 储运温度：-40 +70； 跌落：1.2米；5.5高压带电显示装置 无电源，高亮度指示：装置无须工作电源也能够实现状态的提示功能，安装维护方便
24、，可用于各种没有电源的场合。 能够与防误智能钥匙实现数据通讯，便于与系统集成； 安装简便，免维护。设计有专用弹簧卡具，直接安装于高压电气设备上，在做好隔离措施的前提下可带电装、拆，处于等电位状态。该显示器不受“过电压”影响，也不影响高压设备对地绝缘。 抗干扰性强。分相显示，不受邻相（路）分相显示，不受邻相（路）干扰，不会出现“误指示”。 指示灯亮度和重复频率：符合DL/T 538-2006电力行业标准 闭锁特性：钥匙接口+闭锁接点，符合DL/T 538-2006电力行业标准 闭锁动作寿命：不少于5万次 输出触点容量5A 响应时间1秒6. 交付物与验收6.1 成果形式及数量要求（1） 3套柔性直
25、流配网换流站综合防误管理系统；（2） 6个手持智能钥匙、60台直流中压带电显示装置成品，装置通过国家相关机构检测。6.2 验收标准（1） 所有功能和技术指标满足本技术条件书的要求。（2） 投标方应负责完成装置的现场安装及调试，并确保装置现场正常运行。6.3 其他要求项目形成的论文、专利等知识产权划分方法如下：本合同项下所形成的相关成果（例如：专利、软件著作权等知识产权的申请权利）归甲方独有。供应商应按“货物”品类，对本项目采购标的物开具“增值税专用发票”。附表1 ：技术差异表投标者应将所提供设备的所有技术性能差异如实填写在下面空栏里。序号项目标书所要求的技术性能和技术参数投标者所提供设备的技术性能和技术参数备注其它资料 15