1、智能电网区域网络保护系统产业化项目可研报告上报版许继电气股份有限公司智能电网区域网络保护系统产业化项目可 行 性 研 究 报 告河南省机电设计院有限公司二一一年七月项目名称：智能电网区域网络保护系统产业化项目项目单位：许继电气股份有限公司项目负责人：张新昌编制单位：河南省机电设计院有限公司工程咨询证书号：工咨甲12020070001参加编制人员名单姓名专业职称(职业资格)所属单位郑运发机械高级工程师、国家注册咨询工程师（投资）河南省机电设计院有限公司李富生电力系统控制与保护总经理、高级工程师许继集团有限公司张新昌电力系统控制与保护总经理、高级工程师许继电气股份有限公司周奇峰经济经济师、注册造价
2、工程师许继集团有限公司崔高杰经济经济师许继集团有限公司何飞虎经济助理工程师河南省机电设计院有限公司第一章 总论1.1 项目概况1.1.1 项目名称及项目单位项目名称:智能电网区域网络保护系统产业化项目项目投资单位：许继电气股份有限公司(以下简称“许继电气”)项目实施单位：许继电气股份有限公司1.1.2 项目建设地点本项目建设地点拟定在河南省许昌市中原电气谷智能电网产业园。该厂址地理位置十分优越，交通便利，规划电力、给排水、暖气和通讯等公用设施条件完善，非常适宜本项目的建设。1.1.3 建设规模与建设内容建设规模：年产CBZ-8000B区域电网集中式网络保护控制系统5套， CBZ-800BN智能
3、变电站网络保护子系统100套、CBZ-800BU分布式智能网络保护终端4000台，CBZ-800BS智能变电站一次设备状态智能信息监测终端1000台。到2015年许继智能电网区域网络保护产品预计实现销售收入2.35亿元，随着许继智能电网产品技术领先并逐渐成熟，随着国家大力发展清洁能源、建设智能电网的大好机遇，随着国家经济建设对电力需求的增加，许继智能电网产业将有广阔的发展空间。建设内容:新建一栋生产厂房，东西长150米，南北宽125米，总建筑面积为20000平方米。新增各类设备105台（套），搬迁各类原有设备955台(套)。建设厂区部分道路、绿化和公用系统等配套设施。1.1.4 项目所需外部条
4、件本项目建设已经和许昌市发改委、环境保护部门、消防部门等政府部门达成了一致共识。项目前期工作正在有条不紊地进行，建设方案、投标方案、设备采购方案等必要的工作都在准备中。1.1.5 项目投资规模与资金筹措本项目总投资5670万元，其中4670万元形成固定资产，1000万元形成铺底流动资金。由许继电气自筹解决，除铺底流动资金外的流动资金通过短期银行贷款解决。1.1.6 项目建设周期及主要技术经济指标本项目建设周期为2年，即从2012年1月至2013年12月。包含项目前期工作、勘察设计、土建施工、设备采购安装和调试、人员培训及项目验收等建设阶段。本项目建成达产后，年销售收入可达23500万元，实现增
5、值税、销售税金及附加1187万元，利润总额2436万元，投资利润率为31.76，投资利税率为47.23，税前内部收益率为34.4，税后投资回收期（静态）5.6年，,项目有很好的经济效益。盈亏平衡点在60.94即可保本，具有较强的抗风险能力。1.2 项目背景1.2.1 项目提出的背景国家“十二五”规划纲要，把“节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车”等产业提到了国家战略性新兴产业重点领域的高度，并明确了“新能源”产业重点发展的对象包括：新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能。“十二五”期间，国家电力工业投资将达到5.3万亿。中国
6、正在加快发展新能源产业，国家电网公司刘振亚总经理在2009年全面部署智能电网工作时提出：“到2015年，要在关键技术和设备上实现重大突破和广泛应用”。许继电气股份有限公司作为国内领先的电力系统设备集成商和制造商，已在智能变电站、智能配电网、智能用电、智能微电网、工业智能供配电、风力发电、太阳能光伏发电、大规模储能等方面开展了大量研究和试制工作，智能变电站、智能配电网、智能用电、风力发电设备和太阳能光伏逆变器已经投入规模使用。为了保证CBZ-8000区域电网集中式网络保护控制系统、CBZ-800BN分布式网络保护子系统、CBZ-8000U分布式智能网络保护终端、CBZ-8000S智能变电站一次设
7、备状态智能信息监测终端等新一代智能变电站系统的顺利产业化，智能电网区域网络保护系统产业化项目的建设事不宜迟。1.2.2 可行性研究范围及分工根据国家对建设项目前期工作阶段的工作范围和深度规定以及许继电气的具体要求，经过实地勘察和资料收集，确定本次研究工作的范围为：根据项目提出的背景，分析项目建设的必要性、可能性及可行性，通过对市场进行调查和分析预测，分析企业优势和劣势，确定产品生产规模和项目建设地址，确定项目总体建设方案和项目建设组织管理，最后进行投资估算和经济社会效益分析，得出项目是否可行的结论，为项目的决策和建设提供可靠的依据。本项目可行性研究报告主要由河南省机电设计院有限公司承担完成，其
8、中智能电网区域网络保护系统等技术问题由许继电气配合完成。1.2.3可行性研究报告的编制依据和原则（一）编制依据（1）电工装备制造产业投资项目可行性研究报告内容要求；（2）国家发展改革委员会、建设部联合颁发的建设项目经济评价方法与参数（第三版）；（3）国家中长期科学和技术发展规划纲要（2004年2020年)；（4）委托方提供的企业有关基础数据、技术资料和编制要求以及与本院签订的工程技术咨询服务合同；（5）其他有关法律、法规文件。（二）编制原则（1）依据国家有关政策以及国家、行业、地区发展的长远规划，根据委托方提供的项目建设有关基础资料，公正、客观和科学地论证项目建设的必要性、可能性及可行性；（2
9、）充分贯彻执行“统筹规划、统一标准、资源共享”的指导原则，在对工程项目的建设条件和需求进行充分调查分析的基础上，对实验系统的规模和能力、结构和功能、设备主要技术指标等进行方案比较；（3）注意节能、环境保护与劳动安全卫生，选用先进可靠的技术设备，实施可持续发展战略。1.3项目单位情况1.3.1 企业发展历史及基本情况许继电气是以电力系统自动化、保护及控制设备的研发、生产及销售为主的上市公司。是国家电力装备行业大型骨干和主导企业，国家电力系统自动化和电力系统继电保护及控制行业的排头兵，被誉为我国电力装备行业配套能力最强的企业，是河南省科委和国家科技部认定的河南省高新技术企业和国家重点高新技术企业，
10、荣获首届“中国机械十大杰出企业”，“机械工业管理示范企业”和“中国工业大奖表彰奖”。公司拥有国家级企业技术中心和企业博士后工作站，“许继”商标2005年被国家认定为“中国驰名商标”。公司现有员工6020人，其中研发及工程技术人员2782人，占比46.21%。许继电气成立于1993年，1997年在深圳证券交易所上市。自上市以来，公司一直坚持持续分红回报投资者的利润分配政策，在证券市场上树立了持续回报投资者的良好形象。连续六年入选“中证亚商中国最具发展潜力上市公司50强”。公司信息披露工作连年保持优良评价。“许继电气”股票被深圳证券信息有限公司列为“最有市场影响力的100只股票”之一，并持续入选深
11、证100指数成份股、和深证自主创新指数初始成份股；2006年2月顺利入选国内证券市场发布的第一个创新指数“深证自主创新指数”初始成分股，成为首批入选的40家样本上市公司之一。2010年和2011年，在大众证券报、新浪财经主办的大众证券杯评选中，公司凭借优良的公司业绩、广阔的发展前景连续荣膺“最具成长前景上市公司”荣誉称号，品牌知名度进一步提升。经过近二十年的努力，特别是上市十余年的快速发展，公司已发展为覆盖发电、输电、配电、用电等电力系统各环节，横跨一次及二次、交流及直流装备领域，综合成套能力最强、国内最具竞争力的电力装备制造企业和系统解决方案的提供商，为我国电力系统安全、稳定、经济运行做出了
12、杰出贡献。2011年，公司狠抓市场开拓，聚焦科研开发，优化管理模式，各项工作取得了长足进步。实现营业收入43.62亿元，较上年同期增长13.14%；实现净利润1.57亿元，较上年同期增长6.70%。1.3.2 业务范围及服务情况许继电气的产品覆盖发电、输电、配电、用电等电力系统各个环节，横跨一次及二次、交流及直流装备领域，市场根植网内外、海内外，服务贯穿设备供应、设备成套、系统集成和工程总包，是国内综合配套能力最强、最具竞争力的电力装备制造商及系统解决方案提供商。经营范围：生产经营电网调度自动化设备,配电网自动化、变电站自动化、电站自动化、铁路供电自动化、电网安全稳定控制设备,电力管理信息系统
13、,电力市场技术支持系统,继电保护及自动控制装置,继电器,电子式电度表,中压开关及开关柜,电力通信设备(不含无线),变压器、互感器、箱式变电站及其他机电产品(不含汽车);承办本企业自产的机电产品、成套设备及相关技术的出口业务,经营本企业生产、科研所需要原辅材料、机械设备、仪器仪表、零配件及相关技术的进口业务,经营本企业的进料加工和“三来一补”业务.低压电器生产经营；房屋租赁（凭证经营）。（以上经营项目国家法律法规须审批的除外）。1.3.3 主要检测工艺及设备情况为保证达到国际一流的产品质量，我们引入了国际上著名的克劳士比质量管理哲学，树立了“以先进的自动化检测设备全面保证产品质量”的理念，形成了
14、“零缺陷”的工作标准和质量文化。以先进的工艺技术装备、严密的制造过程控制、严格的检测手段，全面保证产品质量。许继拥有科研、中试基地面积8204平方米，科研仪器设备资产53592万元，科研仪器数量3452台；产品形成了信息化自动化控制技术、大功率电力电子技术、一次设备制造技术三大核心技术,其中“许继”商标被认定为国家驰名商标；电力监控自动化设备和干式变压器被评为“中国名牌产品”。许继电气以“满足市场和客户需求”为技术创新的根本出发点，在引进和消化吸收国际最佳实践的IPD、CMM、项目管理等先进管理理念的基础上，打破传统研发模式，构建许继特色的集成产品开发体系；成立产品管理委员会和技术管理委员会，
15、建立基于市场和客户需求驱动的新产品开发流程；建立研发全过程测试及评审体系，遵循全面测试、专业化测试、自动化测试理念，拥有独立的测试专家队伍研究测试技术；投巨资购置和自行开发大量自动测试和仿真设备，具备软件测试、硬件测试、装置集成测试和系统集成测试能力；配备有先进的检测试验设备和手段，建有：电力系统数字仿真实验室、电力系统动模实验室、高压产品实验站、国内同行业中最大的电磁兼容实验室、大规模集成电路测试设备、单板、装置、系统的自动测试装置等，对产品研发和生产的每一环节进行严格的检验和测试。1.3.4 近三年主要经营指标经历多年的高速发展，许继电气现已成为国家电力装备行业大型骨干和主导企业；许继电气
16、近三年的经营情况如下表1-1所示。表1-1 企业近三年的经营情况单位名称许继电气股份有限公司注册地址住所河南省许昌市许继大道1298号经营范围生产经营电网调度自动化设备,配电网自动化、变电站自动化、电站自动化、铁路供电自动化、电网安全稳定控制设备,电力管理信息系统,电力市场技术支持系统,继电保护及自动控制装置,继电器,电子式电度表,中压开关及开关柜,电力通信设备(不含无线),变压器、互感器、箱式变电站及其他机电产品(不含汽车);承办本企业自产的机电产品、成套设备及相关技术的出口业务,经营本企业生产、科研所需要原辅材料、机械设备、仪器仪表、零配件及相关技术的进口业务,经营本企业的进料加工和“三来
17、一补”业务.低压电器生产经营；房屋租赁（凭证经营）。（以上经营项目国家法律法规须审批的除外）。发展目标致力于智能电气行业领域的标准、检测、学术杂志、行业咨询等技术服务，为所有涉及智能电气行业领域的顾客提供优质服务。近三年经营数据2009年：销售收入30.39亿元，净利润：2.73亿元2010年：销售收入38.55亿元，净利润：2.90亿元2011年：销售收入43.62亿元，净利润：1.57亿元2011年：销售收入66亿元，净利润：1.6亿元2011上半年销售收入25亿元，净利润：1亿元1.4 结论及建议本项目符合国民经济发展的长远规划和国家产业政策，市场前景好，有较好的经济和社会效益，且具有较
18、强的抗风险能力，项目是可行的。随着许继电气产品领域的不断拓展以及智能电网产品的不断开发和升级，要想为客户提供高可靠性的电力装备，必须尽快具备智能电网产品的产业化能力。项目确定后，建议上级主管领导部门对本项目给以大力支持，加快项目的前期工作进程，积极落实建设资金，尽早开工，保质保量按时完成工程建设，及时投入使用，尽快发挥项目应有的社会效益和经济效益。第二章 项目建设必要性2.1 宏观环境分析受全球气候变化、生态环境恶化及化石能源快速消耗等问题影响，当今世界能源格局正在发生重大而深刻的变革。近年来，美国、欧洲等发达国家提出了智能电网发展理念，赋予其承载保障能源安全、促进能源清洁高效利用和提振经济发
19、展等重要使命。智能电网已经成为当今世界电网发展的新趋势、新方向。智能电网方面，面对新形势和新挑战，国家电网公司在迅速提出“建设坚强智能电网”的重大发展战略和“三步走”的具体建设部署，并积极推进有关工作。国家电网公司智能电网的总体发展目标是：“建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”坚强智能电网将主要围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等六大环节及通信信息平台进行建设，全面覆盖传统电力系统的所有领域。根据“三步走”的部署，将分三个阶段推进坚强智能电网建设，分别是：规划试点阶段（20092010年）、全面建设阶段（2011
20、2015年）和引领提升阶段（20162020年）。到2020年，坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网将基本建成。智能电网以其技术先进、信息化程度高，减少建设成本，符合节能减排，发展绿色经济的理念。目前，发达国家都在制定电网智能化的改造方案。国家电网公司制定了详细的电网智能化发展规划和路线图，南方电网公司也在积极推进电网智能化建设。作为国内综合配套能力最强的电力装备制造商和电力装备系统集成商，许继电气秉承高举高打的创新战略，积极响应国家电网公司战略规划，集中优势资源，加快智能电网装备制造步伐。2.2 行业发展现状智能电网是在发电、输电、配电、用电等环节应用大量的新技术，
21、最终实现用电的优化配置、以及节能减排。中国的智能电网定义为坚强智能电网，涵盖发电、调度、输变电、配电和用户各个环节，是一个闭环系统。国家电网公司正在全面建设坚强的智能电网，即建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网，并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化，在供电安全、可靠和优质的基础上，进一步实现清洁、高效、互动的目标。目前，我国建设智能电网主要精力在于电网信息化、数字化、自动化上，并且强调特高压传输。2010年6月，国家电网发布智能电网技术标准体系规划和智能电网关键设备（系统）研制规划。规划首次系统地提出了包括8个专业分支、26个技术领域、92个标准系列的智能电网技术标准体
22、系以及7个技术领域、28个技术专题和137项关键设备的研制规划，全面覆盖发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节。2010年国网设备总投资2500亿元，其中，由于智能电网尚为试点，投资不到10%，下一步将逐步扩大投资。智能电网六大环节主要企业如下：发电环节的建设重点是可再生能源发电并网、运行控制和功率预测、轻型直流输电等，荣信股份、思源电气是风电并网动态无功补偿设备SVC/SVG的主要供应商，中国电科院、国网电科院、许继电气是轻型直流输电的主要供应商，中国电科院是风功率预测系统的主导供应商；输电环节的建设重点在特高压和跨区输电工程，生产特高压变压器产品的主要企业是特变电工、中国西电、天威保变
23、、山东电力设备公司等，高压开关产品的主要供应商是中国西电、平高电气、东北电气等，直流换流阀产品的主要供应商是许继电气和中国西电，直流场成套设备的主要供应商是许继电气和中国西电，直流控制保护系统的主要供应商是许继电气和南瑞继保公司等；变电环节的建设重点是具有智能预警监控功能的智能变电站，主要设备供应商是许继电气、国电南瑞、国电南自、金智科技、长圆集团等；配电、用电、调度环节的建设重点是智能用电服务体系、智能用电管理设备，以及一体化智能调度体系，公司主要有许继电气、科陆电子、国电南瑞等。2.3 项目的提出随着智能电网建设的不断深入，市场容量不断扩大，许继电气目前的产能及研发无论是在标准上、场地上、
24、还是在规模上都已经远远不能满足市场需求。因此，为了满足未来智能电网装备制造的市场需求和集团整体发展，建设具有国际一流水平的符合国际标准的智能电网及新能源控制系统建设项目势在必行。为此，许继电气特向上级部门申请“智能电网区域网络保护系统产业化项目”。2.4 项目前期工作情况关于本项目建设的外部条件已经满足。目前，国家电网公司正在北京建设国网智能电网研究院，重点在开展智能电网技术基础研究，许继集团本部也成立了许继智能电网技术研究中心，重点开展智能电网技术产业化方面的研究，以国网智能电网研究院为技术研发龙头，许继智能电网研究中心为产业化提供技术支持，在技术方面已初步具有配套保障能力。本项目产业化建设
25、的四类产品均来自于已经完成和即将完成的国家电网公司科技项目。目前，项目前期工作已经在有条不紊的进行，建设方案、投标方案、设备采购方案等必要的工作都在准备中。2.5项目建设的必要性和意义智能变电站是坚强智能电网的建设基础和重要组成部分。国网公司对智能变电站的建设已明确了分阶段的规划目标，并已经发布了智能变电站技术导则、智能变电站继电保护技术规范、110（66）kV220 kV智能变电站设计规范等指导性建设文件，标志着智能变电站的建设已经全面展开。然而，现阶段智能变电站的建设主要停留在对IEC 61850标准及相关工程建设规范细节的验证、实现阶段，变电站保护及自动化的功能实现无论原理上，还是技术体
26、系上基本沿袭了传统综自系统的构成，智能变电站的优势未充分体现，如基于电子式互感器高品质测量的继电保护在新原理方案上几乎没有突破；国家电网规划到2015年建成华北、华东、华中（“三华”）特高压电网，形成“三纵三横一环网”，其中特高压同杆串补技术将进行试点应用，需要进行相关特高压继电保护新技术的研究；此外，可再生能源等的增加，使一些传统综自遗留的问题更显突出，如后备保护整定值无法适应系统的动态变化，大量的后备保护之间整定配合困难，整定时间过长；变电站内缺乏一个统一的全景信息整合及与外部系统进行信息互联的技术手段。保护的故障检测技术有限，故障判断和定位还未能做到及时、准确等。同时，具有中国特色的变电
27、站二次系统安全防护方案与国际标准IEC 61850之间的协调，继电保护装置直采直跳式的光纤连接方式，对于变压器保护、母线保护等跨间隔保护的实现，也提出了新的技术难题。可再生能源等新能源不断接入电网，电网结构日趋复杂，运行方式日益灵活，在广域信息具备的情况下，从整个电网安全的角度出发，有必要重新审视变电站保护控制的整体方案，利用区域电网广域集中三态信息来改善继电保护和控制的性能。组织关键保护自动化设备研制攻关，研制成功一批具有完全自主知识产权、国际一流的关键设备，为积极参与和组织实施国际重大合作项目创造有利条件，有利于增强我国在国际智能电网关键设备技术领域的话语权，有利于提高我国相关产业参与未来
28、智能电网领域国际竞争的成功率。本项目充分借鉴近年来国内外智能变电站建设的经验教训，利用坚强智能电网建设的契机，基于电子互感器、智能断路器、IEC 61850标准等最新成果，遵循相关导则、规范的情况下，以区域电网的保护、自动化控制及运营管理为应用场景，基于区域电网稳态、动态、暂态运行信息，以保护就地化实现快速主保护与区域集中式后备保护控制实现自适应保护相配合的方式，实现区域电网的保护与控制，并使智能变电站体积紧凑、适应分布式电源智能接入，另通过变电站一体化信息平台完成站内信息的整合及实现与区域控制中心及相邻变电站的信息交换。2.5.1智能电网建设的需要根据经济社会可持续发展的战略要求，人类迫切呼
29、唤建立以清洁、可再生能源为主的能源结构逐渐取代以污染严重、资源有限的化石能源为主的能源结构，智能电网正是依托新能源发电技术提出来的。在我国，分布式电源的发展起步较晚，但我国风能、太阳能、生物能等可再生能源潜力巨大，在近几年来的发展中取得了很大成绩。逐步提高优质清洁可再生能源在能源结构中的比例，力争到2020年使可再生能源消费量达到能源消费总量的15%的目标表明，在未来10年甚至更长的时间，以风电、生物质能发电、太阳能发电为代表的分布式电源技术将迎来前所未有的快速发展阶段。智能电网的建设发展，将使电网的形态和功能定位发生改变，电网的安全性、可靠性、高效率等问题显得尤为重要，对变电站保护及自动化提
30、出了新的技术要求，要求变电站具有适应智能电网可再生电源不断增加，电网结构日趋复杂，运行方式多变的新特征，并提供开放、合理的信息接口和各种高级应用功能，为智能电网建设提供技术支撑。长期以来，电网继电保护采用固定定值应付各种运行方式的策略，即根据电网的最大运行方式来整定保护定值，以满足保护的选择性;根据电网的最小运行方式来校验定值的灵敏性。可再生能源等新能源不断接入电网，电网结构日趋复杂，运行方式日益灵活，造成保护定值难以与当前的运行方式相匹配，无法达到最佳性能，延长了故障切除时间，扩大了故障切除的范围。尤其在大范围自然灾害下，如地震、台风或大雾，电网可能发生多处跳闸，电网拓扑发生了较大的变化，传
31、统保护定值无法涵盖新的运行方式，导致保护因灵敏性严重下降而拒动或者失去选择性而误动。因此，迫切需要一种具有区域电网全局视角，信息冗余的系统模式来提高保护（尤其是后备保护）的选择性、灵敏度和快速性，提高对电网运行方式变化的适应能力，做出最优的跳闸策略，克服因有效信息不足作出错误的或局部最优而非全局最优的判断，影响系统的稳定运行。2.5.2国家电网发展战略的需要与智能电网建设规划保持一致，国网公司对智能变电站的建设已明确了分阶段的规划目标，根据“三步走”的部署，将分三个阶段推进坚强智能电网建设，分别是：规划试点阶段（20092010年）、全面建设阶段（20112015年）和引领提升阶段（20162
32、020年）。到2020年，坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的坚强智能电网将基本建成。现阶段正处于关键的第二阶段（2011-2015 年）“支撑全面建设”，已有关键设备进一步完善和提升，全面完成规划中关键设备的研制，支撑智能电网全面建设。国网公司已经发布了智能变电站技术导则、智能变电站继电保护技术规范、110（66）kV220 kV智能变电站设计规范、330kV750 kV智能变电站设计规范等指导性建设文件，标志着智能变电站的建设已经全面展开。智能变电站在世界范围内尚属新生事物，当前，我国现有保护控制设备（系统）对智能电网建设支撑不足的矛盾日渐突出，而国际上也仍处于研究起步阶段。因此通过关键设备研制规划的编制，可有效指导智能电网规划、设计、建设、运行、设备制
