5.1.8.保护控制一体化系统研究
(一)研究目的
充分利用广域量测信息，提出适用于南方电网交直流主干输电网络的二次一体化系统方案，包括广域保护与控制系统的网络架构，以及广域自适应的后备保护算法和系统构成，有效降低南方电网主干输电网络连锁故障发生的概率。
(二)主要内容
基于时频域信息，研究高压交直流耦合主干网络的故障特性，包括交直流耦合故障分析方法、故障状态下的直流系统控制保护策略、交流系统故障延续性特征等方面；特别是连锁故障情况下，以及继电保护动作出口故障隔离后的二次、三次扰动信息的有效甄别、利用分析。
研究交直流高压输电系统的潮流转移耦合特性，包括交流系统的潮流耦合特性、直流系统的控制特性，特别是交直流系统间的潮流转移特性；研究潮流转移与交直流电源并网、负荷间的内在联系，分析与之对应的分层控制策略；研究后备保护动作时限对潮流转移的自适应性。
研究二次一体化系统方案，提出适用于南方电网主干输电网络的广域保护与控制系统的分层网络架构，优化设计广域保护控制系统的分层模式；针对南网通信网络架构，分析、设计、评估广域保护与控制系统的通信特性；在现有网络通信平台的基础上，试验构建南网广域保护与控制系统。
(三)预期成效
1)提出适用于南网交直流主干输电网络的基于广域信息的二次一体化系统方案，提出广域保护与控制系统的网络架构方案，以及能够满足广域保护与控制要求的通信拓扑和带宽特性，完成试验系统的研制，并测试检验。
2)提出适用于交直流耦合输电网络的故障分析方法，提炼出内在的故障特性，给出交流系统故障物理特性与直流系统故障控制特性的内在耦合关系。
3)提出广域自适应后备保护算法和系统构成，实现后备保护对系统故障潮流转移的适应性；建立后备保护与系统电源特性的耦合函数，提出广域控制方法，保证连锁系统故障下的系统安全性。
5.2.复杂交直流混合输电网应急防御体系
5.2.1.南方电网雷电防护策略及其关键技术研究
(一)研究目的南方电网地理环境与气候条件复杂，“西电东送”沿途经过多个雷击密集区，为保障“西电东送”输电通道的安全，必须对南网的雷击特点及其防护策略进行深入研究。
(二)主要内容
我国南方雷电特性及其参数监测研究；雷电灾害预警及其风险评估研究；超、特高压输电线路绕击屏蔽失效机理及其抑制措施试验研究。
适用于我国南方输电线路的并联间隙结构优化及其试点应用；输电线路避雷器（尤其是带间隙避雷器）规范化应用研究；超、特高压直流预电压对雷电发展的影响研究。
地形对雷电发展的影响研究；特高压交、直流输电线路冲击电晕特性研究；不同地质情况杆塔接地系统冲击特性评估及接地系统优化设计、规范化施工、运行监测研究；基于接地系统冲击特性的输电线路反击特性研究。
基于全波过程的变电站侵入波过程研究；线路耐雷水平提高后变电站主设备雷电防护策略研究。
(三)预期成效
1)完善规范化、标准化的南方电网防雷标准体系。
2)建立南方电网雷电监测及其预警体系。
3)建立输变电系统雷害评估与防护系统和电网雷害风险评估。
4)提出交、直流输电线路雷电过电压有效防护方法。
5)提出输电线路并联间隙、避雷器应用规范。
6)提出超、特高压输电线路、变电站雷击过程的仿真方法。
7)提出交、直流输电线路杆塔冲击接地电阻评估及结构优化方法。
5.2.2.网省地一体化的分布式联合反事故演习支撑技术及系统
(一)研究目的
针对南方电网网、省、地分层分区的调度与管理体系结构特点，通过先进的分布式计算与信息共享技术，研究开发网省地一体化的分布式联合反事故演习系统，实现可模拟真实事故过程的无剧本反事故演习，有效提高各级调度员协同处理严重电网故障的能力。
(二)主要内容
在互联电网分层分区实时建模的模式和框架下，利用上、下级调度中心电网模型的交互，构建各自所需的全局电网模型的方法，并实现电网实时模型的逐级构建、估计和融合，确保电网模型的可靠性和精确性。采用软总线和多智能代理系统技术，基于服务和编码的标准化，实现网、省、地三级调度中心的可互操作的数据中心，实现数据、模型和图形的共享。
研究集群计算支撑平台实现高性能集群计算的管理和调度功能。实现各控制中心在广域范围内充分、实时、大数据量的信息交互，为广域的分解协调计算提供技术保障。
研究大型互联电网稳态仿真分解协调计算模型，建立通用、鲁棒、易于扩展的互联电网稳态仿真分解协调计算模型；研究提高异步迭代算法的收敛性和通信效率，在此基础上研究全网稳态仿真的不完全异步分解协调算法，为实现更逼真的无剧本的网省地一体化多调度中心联合反事故演习奠定算法基础。
构建基于广域分布式协同计算的网省地一体化调度员培训示范系统，包括开发分布式联合反事故演习平台通信中间件、设计分布式联合反事故演习平台、异步分布式联合反事故演习系统故障处理和恢复方案等，并进行大规模互联电网分布式联合反事故演习系统测试，实现无剧本的网省地一体化多调度中心间联合反事故演习。利用多媒体技术建设场景化的事故过程仿真和再现，加深调度运行人员的事故过程的理解和认识。
(三)预期成效
1)实现分层、分布式计算的高效、灵活的通信协议及其软件，实现大规模集群计算的计算资源管理和优化任务调度。
2)实现分层、分布式建模的模型交互标准、正确性校验机制。
3)建立大型互联电网稳态仿真分解协调计算模型和异步式仿真算法。
4)将互联大电网稳态仿真分解协调计算模型与异步迭代方法相结合，提出高效实用的异步分解协调算法。
5)建立互联南方电网网省地一体化的联合反事故演习示范系统。
