国家电网有限公司电力系统二次设备技术与应用实验室依托国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司）建设，围绕电力系统二次设备共性平台技术、站级全景感知与全域数字化监控提升技术、继电保护原理评估与实用化技术开展研究与攻关，打造自主可控二次设备研发基地、二次设备共性平台及装备关键技术研究中心、实证性研发实验平台、成果和技术标准孵化中心。
团队成果展示
●牵头承担智能电网国家科技重大专项1项、公司“任务制”攻关专项2项
●获得省部级科技进步奖一等奖3项、二等奖4项、三等奖4项
●出版著作1部，发表SCI检索论文4篇、EI检索论文21篇
●牵头编制IEC技术白皮书1项
●获得国家发明专利授权64项
●牵头或参与编制国家标准14项、行业标准2项、企业标准5项
打造安全可靠、技术自主的电力系统二次设备体系是关乎电网稳定运行的重要任务。作为我国二次设备理论和关键技术的策源地，国家电网有限公司电力系统二次设备技术与应用实验室面对电力系统运行控制难度增大、公司数字化转型提速等挑战，以十年磨一剑的韧劲和“一辈子办成一件事”的执着，围绕理论方法、关键技术、装备体系、重大工程应用全链条开展攻坚，全力构建高可靠、高安全、高性能的二次设备体系。
构建共性平台，筑牢二次设备可控基石
二次设备共性平台是继电保护装置、测控装置等二次设备的基础平台，提供统一的软件硬件运行环境、软件开发环境以及配置工具等。2010年，实验室自主研发了二次设备共性平台。如今，该平台已从专注支撑变电站高压继电保护的实时控制平台，升级为面向输变电、配电、发电和工业控制等多领域的综合性平台。
为实现二次设备自主可控，实验室相继攻克硬实时非对称架构、关键数据并行检测与恢复、文件安全加固方法等关键技术，采取体系化优化措施弥补国产元器件技术和性能不足，于2019年研制了与在运二次设备兼容的自主可控二次设备共性平台，助力摆脱了元器件及基础软件长期依赖国外供应链的局面。相关成果目前已规模化应用。
在建设新型电力系统的进程中，实验室持续推进共性平台技术革新：构建去中心化全连接核心数据交互网络，结合端对端高效复合校验方法，实现高可靠、无阻塞宽带数据交互；攻克计算资源综合交互技术，在确保硬实时数据传输确定性的同时，实现了处理器间多类型数据的高效聚合交互；突破计算资源标准接入技术，实现了平台架构与处理器的弱耦合标准化设计，进一步提升了核心元器件供应安全韧性。基于这些技术的新一代二次设备共性平台已支撑了多个新型电力系统核心装备研制及示范工程建设。
攻克宽频量测难题，追踪电网振荡异动
截至10月底，我国新能源发电装机已超过17亿千瓦。“双高”电力系统易发生电网宽频扰动，而传统的广域测量系统存在测不全宽频分量、送不出海量数据、识不出异常数据、辨不准振荡事件等局限性。作为国内首批参与动态与宽频数据测量攻关的科研团队，实验室于2024年突破了宽频扰动监测预警核心技术，实现了为电力系统运行“精准把脉”。
电网宽频量测面临三大难题：同步相量测量装置仅能捕捉基波相量，对100至9000赫兹高频分量的测量误差超过5%；数据上送规模大，现有调度数据网难以承载；数据中断、跳变导致分析可信度不足。实验室创新研发了频谱密度自动跟踪算法，提出通道“时分复用+预测差分”编码技术和不依赖线路参数的量测修正方法，实现测量频带覆盖0至9000赫兹，数据传输占用带宽降低至传统方法的10%，数据可信度提升至98%以上。
“测得准”更要“用得好”。电网振荡呈现宽频域、强时变性、多模态耦合的特征，传统事后告警模式易漏报误报。实验室在精准量测基础上构建了“机理仿真—实时量测—风险预警”闭环体系，融合多项关键电气量特征指标在线评估宽频振荡风险。基于该体系，实验室攻克了振荡监测预警这一行业难题，将应急响应从“事后处置”变为“初期干预”。
“面向新型电力系统的电网宽频带振荡监测与预警装置及系统”成果系统性地解决了电网宽频扰动监测难题，已在华北、华东、西北电力调度控制中心，多家省级电力调度控制中心及300多座变电站部署应用。
评估传统保护适用边界，打造保护技术新体系
随着新能源电源占比日益提高，电网故障特征发生显著变化，继电保护技术面临着保护适用边界“判不准”、保护原理“不适应”两大挑战。实验室历时6年深入探索，实现了从存量保护设备适应性评估到保护原理革新的突破，提出面向新能源电源高占比电网的完整解决方案。
确定存量保护设备适用边界是实施改造的关键依据。但电源形态多样，控制策略、接入方式等因素复杂，存量继电保护设备的适应性量化评估难度极大。实验室提出基于新能源馈入短路比的保护适用边界评估方法，并自主开发了保护适应性评估软件。该软件与国内主流故障分析整定软件对接，为国内百万台在运保护设备的适应性核查提供技术依据。
新能源的非线性响应特性使得传统保护原理难以适用，探索不受电源特性影响的新原理是保护领域面临的关键技术挑战。实验室紧抓“被保护对象的模型或参数发生变化”这一故障本质，提出基于模型特征参量辨识的保护新原理，打造不依赖电源特性的继电保护新体系并研制系列保护设备。相关成果已在江苏如东海上风电、杭州低频柔性输电、库布齐超大型沙漠光伏等重点工程应用。2024年12月，经中国电机工程学会鉴定，“适应高比例新能源接入的继电保护关键技术及应用”成果达到国际领先水平。
