1、电力配网综合自动化系统可行性研究报告电力配网综合自动化系统可行性研究报告一、立项依据 11.1、目的意义 11.2、国内外同类产品和技术情况 11.3、市场预测和发展趋势 21.3.1 行业及市场概述 21.3.2 产品的市场需求程度 31.3.3 目标市场 31.3.4 竞争优势分析 4二、研究开发内容、方法、技术路线 52.1、具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题 52.1.1 研究开发内容 52.2.2 要重点解决的技术关键问题（说明技术难点在哪里，我们需要重点解决的问题有哪些） 52.2、项目的特色和创新之处 62.2.1 该项目的特色 62.2.2 该项目的创新点 72.3、要
2、达到的技术、经济指标及社会、经济效益 82.3.1 技术指标 82.3.2 经济指标 112.3.3 社会、经济效益 112.4、采用的方法、技术路线以及工艺流程 132.4.1 采用的方法、技术路线 132.4.2 工艺流程 20三、工作基础和条件 213.1、承担单位概况（人员、资产、业务与管理状况） 213.1.1 企业基本概况 213.1.2 企业资质 213.1.3 研究开发能力 223.1.4 财务、经济状况 243.1.5 生产及营销能力 253.1.6科研及生产经营管理状况 263.2、本项目现有的研究工作基础（包括现有科研装备条件） 283.2.1研究工作基础 283.2.2
3、该项目产品已有的产业化基础条件 293.3、本项目相关技术已获得的政府财政支持情况 303.4、对环境的影响及预防治理方案 30四、本项目各参加单位工作分工及经费投入、支出情况，成果产权分享情况 324.2.1 投资估算 324.2.2 资金筹措计划 344.2.3 资金使用计划 35五、以往承担项目完成情况及主要成果（近五年内） 365.1、承担国家省部级有关课题完成情况（立项年度、项目编号、 项目名称、计划类型、完成时间、投资规模、完成效果） 365.2、以往科技成果转化情况（技术成果名称、实施单位、实施地点、实施时间、实施效果等） 365.3、项目获奖及已发表的与本课题研究有关的主要论文
4、、专著情况（年度刊物等说明） 37一、立项依据1.1、目的意义供电的中断，不但会对工农业生产造成经济损失，而且会影响人民的生活和社会的安定，市场经济决定了电力企业必须向电力用户提供优质、可靠的电力，这是企业利益所在，也是树立良好的企业形象、履行服务承诺制度、更好地为社会服务的重要内容。电力配网综合自动化系统是为实现电力网络，特别是10kV/35kV城网、农网在配电、配变方面的检测、控制、用电及计量管理的需求而精心设计的新一代职能型电力管理设备和系统。该系统包括多种配网终端和主站系统，集成了先进的自动化控制技术、嵌入式计算机技术以及微电子技术，确保了系统产品可靠性高、开放性好、扩充灵活等优点。在
5、成熟的配电自动化系统技术、配变管理技术、用电管理技术、远程监控技术的基础上，结合我国配电网系统的特点而研究开发的配网自动化完整的、实用的解决方案。尤其在配网系统中创新的引入遥视及远红外监控子系统来实现真正意思上的电力五遥：遥测、遥控、遥信、遥调、遥视。1.2、国内外同类产品和技术情况在过去的几年，国际发达国家也多次发生大规模故障停电事故，其根本在于配网的自动化管理不完善，其需求量非常巨大的。随着我国电力新形势的出现，电网结构越来越复杂，而配网系统的需求也在不断的变化，近年来随着对线损管理、安全管理的步伐加快，配网中对如下方面的功能需求明确起来：（1） 基于线损的对中高压线路计量的要求（2） 对
6、电力五遥信息的集成要求（3） 对重要电力设备的全方位监控要求（4） 配电网故障仿真和对事故预测技术（5） 基于地理信息的配网电子地图及拓扑结构（6） 基于公用变压器的计量和控制要求目前国内外各公司的配网产品还没有跟上新的需求和发展，还有一段时间的发展差距。广东中钰科技有限公司在多年的配电、电力监控经验的基础上，集成开发配网综合自动化系统，完全遵循国际、国家级电力公司有关标准，参照国内外现有相关系统和产品的设计思想，是建立配网自动化系统的理想配套产品。该系统包括多种配网终端和主站系统，集成了先进的自动化控制技术、嵌入式计算机技术以及微电子技术，确保了系统产品可靠新高、开放性好、扩充灵活等优点。系
7、统在成熟的配电自动化系统技术、配变管理技术、用电管理技术、远程监控技术的基础上，结合我国配电网系统的特点而研究开发的配网自动化完整的、实用的解决方案。本系统尤其在配网系统中创新的引入遥视机员红外监控子系统来实现真正意思上的电力五遥：遥测、遥控、遥信、遥调、遥视。与国内外同类产品比较，本项目具有如下优势：配网信息传递中对重要数据应用了安全加密技术、采用最先进的高速高精度数字采样技术、实现配网终端产品采用全模块化设计。1.3、市场预测和发展趋势1.3.1 行业及市场概述由于城网改造，长期以来配电网建设不受重视，结构薄弱，导致发电容量冗余的同时供配电能力低下。由此国家出台城网改造的政策、资金，并提出
8、要积极稳步推进配电配网的自动化。配网自动化首要作用是提高供电可靠性，减少计划及故障停电时间。其次是与电能质量控制相结合，这是电力发展的一个重要方向。研究和政策表明：电力自动化市场上近期最大的亮点是配网自动化市场。国外配网自动化发展较快，日本有58%的配电线路实现了自动化，德国有56%，韩国45%，而国内城市配网馈线自动化率尚不足10%。而配电可靠性的提高，除了依靠一次设备的更新改造外，就是对配网自动化设备的需求，主要包括配网自动化主战系统、配网自动化终端设备，由于10kV以下城市配网管辖的配电压器、柱上开关、馈线线路量非常大，因此对配网自动化设备的需求量也相当惊人。业内人士估计配网自动化总的市
9、场规模约为保护及变电站自动化静态市场规模的10倍。1.3.2 产品的市场需求程度特高压电网建设和城市电网建设是国家电网公司急需着力解决的两大问题。“十一五”期间，国家电网公司总投资额将超过9000亿元，南方电网公司总投资额超过3500亿元，从整个电网投资规模来看，“十一五”规划投资将比“十五”的实际完成额将近翻一番，每年平均2000亿3000亿元。电力自动化设备市场迎来又一个春天，估计每年市场需求规模至少为100亿元，相比前几年60亿元80亿元的投资规模增加近四分之一以上。“十一五”期间，电力自动化设备市场需求结构会发生明显变化，除了每年用于保护及变电站自动化系统大约40亿元外，剩下至少60亿
10、元投资将全部用于配网自动化系统、调度自动化系统、电力市场以及计量计费自动化系统等。保护及变电站自动化的市场需求每年大致40亿元左右，在电力自动化整个市场中仍占据排头位置。近五年，调度自动化市场规模将略有上升，其中，县调市场规模最大，地调市场规模次之，省网调市场规模最小。每年电网调度自动化投资规模为6亿11亿元左右，较“十五”期间平均水平略有上升，占整个电力自动化设备市场的比重基本持平。在“十一五”期间，本公司将把国家电网公司和南方电网公司作为该项目产品重点投资和发展方向。从国家电网大环境看，每年巨大的投资额，将使该项目具有非常显著的市场价值。1.3.3 目标市场“十一五”期间，除每年用于保护及
11、变电站自动化系统大约40亿外，剩下60亿投资将全部用于配网自动化系统、调度自动化系统、电力市场以及计量计费自动化系统。因此，“十一五”期间，保护及变电站自动化市场规模下降的同时，配网自动化、调度自动化、电力市场等产品市场将呈现快速甚至爆发式增长态势。预计通过多年的努力，在南方电网中，我司该项目产品能够占到10%的市场份额，在国家电网中，能占到5%的份额。1.3.4 竞争优势分析由于配网综合自动化是随着电力行业不断发展和需求提升所衍生的产品，因此目前国内能够生产该类产品的厂家不多，包括南瑞、南自、许继、科陆等厂家，未来的新竞争对手也来自传统电力自动化的生产厂家。中钰科技已经在电力及自动化行业有多
12、年的积累，具备了技术、人才、管理、行业等多方面的竞争优势。本项目产品具有以下竞争优势：（1）技术的先进性，长期的技术积累和创新服务于有待突破的市场。（2）企业行业背景和成功业绩：本公司长期从事电力行业的设备和技术服务，拥有得天独厚的行业门槛和进入壁垒（3）产品开发人才充沛：通过长期的与国内顶尖大专院校合作，获得充沛的后备人才储备并招揽了一批优秀的骨干技术人员。（4）电力行业是一个特殊的行业，区别于常用的产品和工业品，对产品的要求极高。中钰为电力行业服务的多年经验是其他许多公司所无法拥有的，也依靠此能更好的理解客户需求和行业规则，体现出产品的差异性。预计通过多年的努力，在南方电网中，该系列产品能
13、够占到10%的市场份额，在国家电网中，能占到5%的份额。二、研究开发内容、方法、技术路线2.1、具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题2.1.1 研究开发内容电力配网综合自动化系统包括现场自动化装置和配网自动化管理主站系统（一级、二级）。其重点也是解决针对配网出现的新的需求。通过对国内外同行业产品和客户需求的调查，我们将侧重点放在整个配网综合信息的集成和高水平应用方面，包括：1、基于线损的对中高压线路计量的要求2、对电力五遥信息的集成要求3、对重要电力设备的全方位监控要求4、配电网故障仿真和对事故预测技术5、基于地理信息的配网电子地图及拓扑结构6、基于公用变压器的计量和控制要求以此为基础实
14、现：配电自动化系统、配变管理、用电管理、远程监控等功能。通过不断开发努力，2008年，将完成所有配网终端产品的研发、中试，规模化生产线的建设。2.2.2 要重点解决的技术关键问题（说明技术难点在哪里，我们需要重点解决的问题有哪些）目前国内的监测终端普遍采用现成的电能芯片进行用电数据的采集，不能满足谐波监测的要求，而中钰公司的监测终端，电能数据是采用高速AD+DSP针对配变监测要求研发生产的，能实现21次以上的谐波监测分析。1、项目主要技术：1） 基于配网地理信息与拓扑结构上的组态电子地图及管理。2） 基于遥视及远红外的遥感技术的网络监控技术。3） 电力网络运行中对事故的综合仿真和基于负荷的事故
15、预测。4） 在配网自动化系统中电力五遥信息的集成。5） 配网信息传递中对重要数据应用了安全加密技术。6） 在配网终端中都配备很高精度的计量模块，实现在线对电力负荷、窃电、电损方面的综合数据采集、分析。7） 采用最先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证测量精度，其测量精度高达0.1S级，采样频率达到64KHz，测量谐波高达21次以上。8） 配网终端产品采用全模块化设计，CPU、主板、调理板分别设计统一接口，能快速修改其中部分实现新的功能产品，通信上可灵活实现GPRS、CDMA、电力载波、拨号等方式，并能方便更换。2、关键技术实现的依
16、据本项目自2005年开始，在2006年已完成计量、负荷管理、遥视技术等方面的系列配网终端产品，基本完成了主站系统的开发，完成了产品的小批量生产。目前该系统已经完成开发的子系统和装置包括：1）各种电压等级和容量的现场配电装置2）带计量功能的配变配电现场装置3）电力负荷管理终端4）电力设备和开关的视频监控系统（遥视）5）主站系统2.2、项目的特色和创新之处2.2.1 该项目的特色该系统包括多种配网终端和主站系统，集成了先进的自动化控制技术、嵌入式计算机技术以及微电子技术，确保了系统产品可靠新高、开放性好、扩充灵活等优点。系统在成熟的配电自动化系统技术、配变管理技术、用电管理技术、远程监控技术的基础
17、上，结合我国配电网系统的特点而研究开发的配网自动化完整的、实用的解决方案。本系统尤其在配网系统中创新的引入遥视机员红外监控子系统来实现真正意思上的电力五遥：遥测、遥控、遥信、遥调、遥视。与国内外同类产品比较，本项目具有如下优势：配网信息传递中对重要数据应用了安全加密技术、采用最先进的高速高精度数字采样技术、实现配网终端产品采用全模块化设计。2.2.2 该项目的创新点1、应用创新1) 基于配网地理信息与拓扑结构上的组态电子地图及管理。大大提高了传统系统的易用和可用性。2) 基于遥视及远红外的遥感技术的网络监控技术。解决了以往夜间监控和设备状态监测的盲点。3) 在配网自动化系统中电力五遥信息的集成
18、。通过集成信息，使得调度系统能同时对现场的全方位信息监控。4) 配网信息传递中对重要数据应用了安全加密技术。提高了系统的可用性，防止被不明信息和通信接入。在配网终端中都配备很高精度的计量模块，实现在线对电力负荷、窃电、电损方面的综合数据采集、分析。2、技术创新该项目产品通过公司不断的经验积累和掌握最先进、最前沿的技术，有针对性的提出上述先进的功能和技术，具有国内领先，国际先进的水平。这些先进技术的应用将最大限度的满足客户对功能、性能、质量方面的需求。 除上述创新技术方面，还在如下方面利用最新的技术，保证该系统和产品的先进性：1）用最先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速计算，特别是在负荷波
19、动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证测量精度，其测量精度高达0.1S级，采样频率达到64KHz，测量谐波高达21次以上。传统产品或其它厂家大部分都不能达到这个水平。2）网终端产品采用全模块化设计，CPU、主板、调理板分别设计同意接口，能快速修改其中部分实现新的功能产品，同心上可灵活实现GPRS、CDMA、电力载波、拨号等方式，并能方便更换。对比老一代的整体设计的方式，更容易扩展和使用。3）产品采用嵌入式技术，模块化设计，应用最先进的数字信号处理技术来完成复杂的电力需求侧功能要求。4）自带多功能计量功能模块的电力负荷管理终端，对比以前的产品单一功能，满足负荷管理同时节省用电侧电表投资。5）总
20、线不出CPU板结构设计，既能快速满足客户新需求，又能达到很高的EMI性能。6）采用全模块化设计，CPU、主板、调理板分别设计同一接口，能快速修改其中部分实现新的功能产品，通信上可实现GPRS、CDMA、230M无线通信模块互换。 终端可支持多电力通信协议自适应，并能支持多主站通信协议。2.3、要达到的技术、经济指标及社会、经济效益2.3.1 技术指标（1）配网终端装置主要性能项目技术指标项目技术指标系统可用率99.99%通讯误码率99.99%平均无故障误差（MTBF）100，000小时掉电数据保持时间10年终端时钟时误差1s/d遥测合格率98%对时误差1s遥控合格率99.99%采集成功率99.
21、99%遥信动作正确率99%功耗10W主站命令响应时间5s安全性，可靠性，易维护性，兼容性，扩展性，易操作性，数据准确性和完整性，时间性能（2）二级管理主站系统主站是整个配网自动化及管理系统的中间层，将配电网的各种现场信息转发（上传下达）给主站的通信处理机，监控子站具有对所辖馈电线路配电自动化管理功能，负责管理其附近区域内的开闭所，柱上开关，配电变压器上的配电终端监控设备，完成数据“集中器”的功能以及主站层与终端层之间的数据传输。系统功能： 采集辖区配电终端的各类运行数据，当地存储、转储、显示。 按照指定的通信协议将有关数据转送到主站，对主站数据和命令的接收；转发到从站终端。 子网内电动负荷开关
22、控制，故障隔离和供电恢复。 子网内有功、无功自动调节。 电压控制、从站装置控制。 与其他系统接口。技术指标：项目主要性能容量指标1.交流采样2000，采样精度0.5%2.开关量输入1024路接点方式无源接点数字量输出32路触电容量支流220V/5A支持开关重合闸实时性指标1.满足主站数据采集实时性要求2.事故遥信分辨率20000小时运行环境指标环境温度-3070相对湿度5%100%（3）主站系统主要性能指标主站系统是在成熟的配电网自动化系统技术的基础上，结合我国城市配电网系统的特点，而研究开发的配电自动化完整的、实用的配电自动化解决方案。该系统技术先进、功能成熟、可靠性高，适用于各种规模的配电
23、网系统。主要功能： 配电网的监视和控制(SCADA)； 配网故障处理和负荷决策转移； 配电网设备管理； 实时GIS； 在线维护功能； 报表系统； 在线仿真功能； 高级分析功能； 与其他系统接口。主要性能指标：项目性能项目性能通信前置机平均无故障时间10年GIS画面调用显示时间10年配电线事故时GIS画面更新时间3秒CPU负荷率30%配电线事故负荷转移时间6秒主备服务器切换时间40个遥测、遥信更新周期10,000台开关控制传送时间3秒2.3.2 经济指标2.3.3 社会、经济效益2.3.3.1 社会效益高科技产业是广州市目前的发展重点，本项目符合当前国家和省市的产业政策；本项目销售额增加后，对广
24、州市的纳税额也将增加，对广州市的发展有利。本项目的建成有利于我们与清华大学、华中科技大学、华南理工大学、东南大学、广东省电信科学技术研究院等国内著名院校及科研机构的合作和交流，对教学研究以及科研成果的迅速转化起到促进作用；由于本项目需要较高素质的人才，可以为附近的大、中专院校的毕业生提供就业机会，较高素质的人群的聚集也可增强附近一带居住区的文化氛围。本项目的完成投产，对我市的电子原配件的生产和加工行业及其上游企业的发展起到带动作用，有利于整条产业链的发展和完善；本项目相关产品的制造过程无烟、无尘、无毒、无辐射、不对外界环境产生不良影响，符合当前建设“文明广州、绿色广州”的宗旨。2.3.3.2
25、经济效益分析根据项目的开发进度及产品化实施计划，该项目产品预计2007年底开始正式试运行投产，在产品投放市场的第一年，由于还处于试用阶段，需要客户的意见反馈，从而进行功能的改进，2007年预计可以实现512万的销售收入（终端装置600台，主站系统3套）。预计2009年可以正式批量投放市场，保守估计可以实现820万元的销售收入，在项目产品的市场成熟期（即正常生产年份2009年），年销售收入科技达到2400万元。由于中钰公司在电力配网业务方面有近十年的历史，有成熟的技术及缜密的市场网络。目前本项目已得到众多老客户试用和肯定，云南电网公司、广东电网公司、阳江供电局、揭阳供电局、广东省广电集团中山供电
26、分公司等多家单位已签定可购货意向书或供货合同，企业应能顺利完成以上经济目标。1、产品单位售价与盈利预测其中，以09年（正常生产年份）的生产成本为例，对产品的单位成本进行详细的分解分析如下： 表21 生产成本分析表 （金额单位：万元）项目金额计算依据生产成本1221生产过程成本（摊销入生产设备的固定资产投入）：单台终端的平均生产成本为1800元。单套主站系统的硬件成本平均为40万元。管理费用171项目管理人员4人，工资5000元/月，24万元/年；项目研发经费84万元（包括项目技术人员工资及培训费用，项目研发配套损耗、研发投入等）、外协交流技术费用10万元、会议差旅费等26万元，外观设计、商标注
27、册等知识产权费用12万元，其他15万元营业费用377单台终端的平均销售及服务成本为300元。单套主站系统的销售及服务成本为5万元。专设销售机构开支费用及市场调研费用占销售收入的7.6%左右。小计1769就全部年度的平均耗费水平来看，单台终端的平均生产成本为2644元；单套主站系统的平均成本为53.28万元。单位定价：单台终端的产品单价定价平均生产成本为5000元；单套主站系统的平均成本为60万元。随着生产工艺的娴熟和国内市场的竞争逐渐激烈，考虑了产品从新生期到成熟期的过渡过程，因此从2010年起，终端的产品定价降为原先的单价的近76%，单套主站系统的平均成本为55万元，但由于生产成本的降低，企
28、业仍然存在相当可观的获利空间。表22 项目今后5年的盈利预测表（金额单位：万元）年度单价（元）终端单价（万元）主站销售额（万元）总成本利润总额2007年5000655123851272008年3800658206102102009年370060240017696312010年3700603860283510252011年350055430030211279在投产年度研发人员的投入和直接成本项目上比例偏大，随着技术的成熟和市场的稳定，期间费用保持不变，将直接导致企业产品单位成本的降低。因此在产品达到稳定销售阶段，产品销售创造利润的能力开始提升，产品的销售利润率稳步上升。2.4、采用的方法、技术路
29、线以及工艺流程系统主要包括主站端计算机系统（主站系统）、现场管理系统（现场系统）、数据通信网络系统（通信系统）三部分组成。主站系统又可分为前置机系统、应用服务系统、数据库系统及其它接口系统；现场系统由现场终端、计量表计、遥信遥控开关设备、交流脉冲输入设备和现场维护系统构成；通信系统由GPRS/CDMA/GSM、语音拨号、宽带网络的相关设备和网络构成。系统总体结构图如图21和图22所示。1. 系统总体结构图21 配网自动化系统网络拓补图图22 配网系统逻辑结构图2. 配网自动化终端原理设计图23 配网自动化终端工作原理图图24 配网自动化终端设计方案3. 配网自动化终端软件总体设计图25 终端软
30、件设计框图4. 前置机设计图26 前置机系统结构图5.主站应用服务系统软件总体设计图27 系统软件总体结构图三、工作基础和条件3.1、承担单位概况（人员、资产、业务与管理状况）3.1.1 企业基本概况广东中钰科技有限公司始创于1992年（前身为广东中钰通信科技有限公司，2004年更名为广东中钰科技有限公司），注册资本1000万元，公司始创于1992年，公司注册资金1000万，公司企业之初主要从事通讯设备、器材线缆的销售等方面的业务，在电力、通信等行业的设备供应方面积累了相当的市场资源。广东中钰科技有限公司是一家民营高科技集团化企业，公司主要致力于电力行业，为客户提供电力行业专业解决方案及电力设备，是集产品研发、生产、销售和服务于一体的高新技术企业。公司汇聚了一批电力系统及自动化、计算机应用、自
