智能变电站过程层网络技术的研究与应用

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智能变电站通信网络技术方案

智能变电站通信网络技术方案1 智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准，IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层，并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。

变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络，间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。

变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。

为了保证过程层网络的实时性、安全性，在现有的技术条件下，变电站层网络应与过程层网络物理分开，并采用100M及以上高速以太网构建。

通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SMV网光缆过程层网络GOOSE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。

拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比，其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能，少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信)，但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。

国内经过多年的技术积累，装置普遍具备2~3个独立以太网口, 星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。

国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。

变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机2变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE信息传输网络。

调研报告智能变电站状态检测新技术及应用

智能变电站状态检测新技术及应用变电检修室摘要：近年来，伴随能源变革趋势，打造新一代电力系统、构建能源互联网，提高电网智能化水平已成为必要条件。

状态监测系统采用高科技含量的传感器，运用尖端的测量和通信技术，并能进行高效的故障诊断对各种变电设备运行状态的在线监控、评价分析。

变电站状态监测系统使变电站的运行管理模式向更精益化的设备状态检修模式发展。

关键词：变电站状态监测；状态检修；二次设备；一次设备一、发展智能变电站状态检测新技术的重要性和可行性（一）变电站状态检测的意义电力系统是由发、送、输、配、用电设备连接而成的，整个变电站的安全运行直接取决于变压器、断路器、GIS等主设备的可靠运行。

状态监测是监测设备运行状态特征量的变化或趋势，评估电力设备是否可靠运行，或在重大故障发生前预知检修的需要。

如今电力系统把状态监测作为预防性试验的补充，可有效延长变电设备电气试验周期。

通过状态监测，设备故障先兆可被提早发现立即处理，设备使用寿命延长，运行人员巡视工作量减少，人力资源成本得以节约。

图1.1 配电网信息交换总线架构智能变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，在实现数据采集，测控、保护等功能的基础上，还能支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站同常规变电站一样，智能变电站也需连接线路、输送电能，它能收集更广范围、更深层次的信息，并完成更繁杂的信息处理工作。

实现电网运行数据的全面采集和实时共享，变电设备信息和运行维护策略与调度中心全面互动。

智能变电站有一次设备智能化、信息交换标准化、运行控制系统自动化等主要技术特征。

（二）智能变电站状态检测系统结构IEC61850将智能变电站系统分为3层，即过程层、间隔层和站控层。

这个体系结构的划分是从逻辑上按变电站所要实现的控制、监视和继电保护功能划分的。

站控层包括站域控制、自动化站级监视控制系统、对时系统、在线监测、辅助决策等子系统和信息一体化平台。

智能变电站过程层网络性能测试技术研究

智能变电站过程层网络性能测试技术研究摘要：对于目前智能变电站而言，其技术核心在于具有过程层，而过程层也成为了智能变电站区别于不同变电站的重要特征。

为了保证智能变电站过程层的有效性，通常我们要对过程层的网络性能进行测试，而网络性能测试技术成为了保证测试过程实现的关键。

所以，我们要对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行深入研究，并以三网合一作为实际案例，对智能变电站过程层的网络性能测试技术进行探讨。

关键词：智能变电站；过程层；网络性能测试技术1 引言从目前智能变电站的建设来看，智能变电站已经成为了未来变电站的重要发展趋势。

通过了解发现，智能变电站的核心技术主要是过程层具有较大的技术优势，这一技术优势决定了智能变电站比普通变电站具有更强的应用特性。

所以，我们在针对智能变电站的研究中，要积极展开过程层的研究与分析，要将过程层的网络性能测试技术作为主要的技术要点进行研究，把握过程层网络性能测试技术的要点，保证过程层的网络性能测试技术能够发挥积极作用。

因此，我们有必要对智能变电站过程层的概念及组成进行分析，明确智能变电站过程层的组成要求，对过程层网络性能测试技术进行积极的试验和测试，保证该技术能够发挥积极的作用，提高智能变电站过程层网络性能测试技术研究的最终效果。

2 智能变电站过程层概念及组成分析对于智能变电站而言，过程层是其重要组成部分，也是智能变电站与传统变电站的重要区别，所以我们要对智能变电站过程层的概念有准确的了解。

就智能变电站来说，主要采用了分层网络系统、分布网络系统、开放式网络系统实现系统连接，其中过程层是最底层的系统，属于一次设备和二次设备相结合的层面，其任务主要是对设备的状态进行监测，并执行系统的操作和控制命令，同时对运行的电气量进行采集，并完成系统基本状态变量的输入和输出，保证信号数字化。

智能变电站的过程层组成主要包含以下几个部分：变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。

智能变电站的关键技术及应用分析

2021.2 EPEM169专业论文Research papers 智能变电站的关键技术及应用分析肇庆市恒信电力物业装饰工程有限公司刘裔年摘要：对智能变电站的定义与关键技术进行分析，探究其与常规变电站间的区别，突显智能化的优势与特点。

关键词：智能变电站；关键技术；应用措施1 智能变电站定义与相关技术此类变电站采用先进、低碳、可靠性强的智能设备，具有自动采集信息、监测信息、保护信息等功能，可满足全站信息数字化、信息共享标准化、通信平台网络化的要求，还可根据实际需求支持电网智能调节、实时自动控制、协同互动、辅助决策等，属于具备高级功能的变电站。

在以往常规变电站设备通讯中，存在通讯介质不统一、通讯协议不统一、通讯规约局限性等问题，各厂家自行扩充应用功能，无法相互操作，规约数据表达能力限制应用功能发展，且不支持装置间的通讯功能，而智能变电站便可有效克服上述问题。

智能变电站包含三层两网，同时也是二次设备网络化的主要体现，即站控层、间隔层与过程层。

其中，前两者以IEC61850标准的互联互操作为重心，实现数据共享；后者以稳定可靠为设计原则，屏柜内使用跳线，相同一小室内的平柜之间使用尾缆，跨小室使用光缆。

多模光纤主要是指可以传输多个光传导模，在局域网中应用广泛，接续简单，成本低廉。

在变电站中，适用于过程层组网、直连与光B码对时等；单模光纤只可传输基模，不存在模间时延差，宽带大于多模光纤，造价较高，可在大容量、长距离通信中应用。

在变电站中，此类光纤的作用在于线路保护的两侧间通信。

智能变电站的相关技术如下：设备状态可视化。

在不同监测项目中，可将实时监测结果展示出来，与相应项目的在线监测结果相匹配，利用鲜艳的颜色表示超过阀值的项目。

通过音效、曲线等将设备的综合状态展现出来，这样便可随时根据设备各项波形进行多阶段的功能对比。

智能预警。

针对站内数据、警告信息、故障信息进行全面处理，再根据系统对电网故障进行诊断，提供详细的影响度报告。

智能变电站继电保护中的关键技术分析

智能变电站继电保护中的关键技术分析摘要：电力是城市发展以及人们用电的保证，同时也是社会最基本的能源，因此国家对电力上的发展给予了极大的重视，而智能变电站就是电力行业发展至今由此衍生出来的一种东西。

智能变电站与传统变电站相比较，其由于受到电脑系统加成而具有极高的集成度，智能变电站主要是由一系列智能设备组成，借助计算机技术与人工智能技术，使得变电站变得更加高级，从而使得电力管理变得一体化，能够使电力信息集中处理并共享变电站信息资源。

关键词：智能变电站；继电保护；技术分析引言：电力系统继电保护技术是指通过合理、有效地配置，对电力设备进行管理，确保电网安全稳定运行。

在这个过程中，必须要考虑到相应的技术标准和运行要求，而智能变电站的继电器因为其可靠性高、安全性高，因此也成了现代电力系统的主要发展方向。

电力系统继电保护技术的核心在于它在某种程度上反映了电网的工作状态。

新一代智能变电站以“智能化设备与综合服务系统”为特点，从专业的设计到整体的综合设计，从一次设备到一次智能的转变，是先进适用技术的集成应用。

在智能变电站运行过程中，必须要将相关的信息准确地记录下来，并且合理利用这些数据的特性，以便对电力系统运行状况进行全面监测。

1智能变电站的特点智能变电站是将计算机技术、现代通信技术和综合控制技术相结合的一种新型的智能化变电站。

同时，它还可以在一定程度上减少传统变电站的安全隐患，随着科技的发展，网络时代的发展，其优点也将日益显现。

在智能化变电站的设计和生产中，其最大的优点是可以有效地防止人为的错误，达到无人值班的目的。

通过对电网的操作进行分析，发现常规变电站一般都是由继电器和控制设备组成的。

但随着技术的发展和完善，微机、PLC等设备的出现，可以实现对电能质量的实时监控和保护，自动化程度也得到了极大地提升，智能化程度也得到了极大地提升；可以说，智能化是人类社会发展的必然趋势。

2智能变电站继电保护架构体系智能变电站是智能电网的重要基础和支撑，它是电力系统的信息采集、信息的执行单位，它在智能电网的建设中起到关键作用。

智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究

作者：吕占彪;吕彦召;邓显俊;夏栋
作者机构：许继电气股份有限公司,河南许昌461000
出版物刊名：科技资讯
页码： 20-21页
年卷期： 2018年第1期
主题词：智能变电站;过程层网络;报文特性;通信配置
摘要：随着变电站业务需求的变化与增多,需要建立先进的智能变电站。

维持智能变电站正常工作的主要因素是过程层网络的通信性能。

本文从过程层网络报文特性着手进行分析,对智能变电站的报文特性展开详细分析。

此外,还描述了现阶段过程层网络通信配置中存在的不足,并给出相应的优化方案。

让过程层网络具有可控性,使其更透明。

希望对构建智能变电站通信配置工作可以起到借鉴价值。

智能变电站一键顺控技术研究与应用

智能变电站一键顺控技术研究与应用摘要：智能变电站是变电发展的主要趋势，目前智能变电站越来越多，变电站供电设施的运行变得更加复杂。

分析智能变电站的一键顺控技术，了解智能变电站的特点，对系统进行设计。

提升变电站的操作智能化，同时减轻操作人员的工作量。

基于此，本文分析智能变电站一键顺控技术研究和应用，为智能变电站的未来发展提供参考。

关键词：智能变电站；一键顺控技术；技术应用引言：当前，智能化快速发展，智能变电站数量在不断的增加，自身的操作工作也更加的复杂，当前智能变电站运行模式不能满足电网发展的要求。

智能变电站一键控制技术能够有效保证设备自身的运行状态，提高变电站的智能化水平，使变电站设备运行更加便利，促进智能变电站的未来发展。

一、智能变电站介绍及主要特点（一）智能变电站介绍在以前的常规变电站系统中，其运行方式与工作方式相同，形成了相对比较独立的信息状态，数据之间的监护由于规则的限制，不同的厂家设备之间是不能进行一定的通信的，也不能真正的进行资源的共享，装置相对比较庞大，而且信息冗余，应用程序无法有效实施，如果一旦在应用的过程中涉及到不同厂商产品之间的协作，系统调试时间比较长，系统稳定性比较差。

随着以太网通信技术的相关应用和一些智能的断路器技术的发展，变电站技术就面临了一个崭新的机遇，变电站的自动化技术能够最大程度上解决上述的问题，并能够有效的提升电网的安全运行的相关水平[1]。

变电站智能技术主要以一次和二次设备为数字对象，高速网络通信平台为主要基地，并有效的通过自动化信息进行标准的规划，从而能够真正的实现信息的共享，而且有效的以网络数据为相关的基础，真正的能够实现测量方面的监视，以及信息的管理等，充分实现变电站的智能化。

（二）智能变电站主要特点当前智能变电站的主要发展基础是智能化，主要包括一次设备和二次设备。

一次设备和二次设备必须在分层构建过程中根据特定规则运行，进而才能有效的完成对信息的采集以及控制等基本的工作，能够有效实现智能变电站不同设备间的信息共享。

智能变电站过程层与间隔层的应用技术研究

智能变电站过程层与间隔层的应用技术研究随着经济的发展，社会已经向智能化、信息化的时代发展。

科学技术水平的提高，变电站也向着智能化的方向发展前进。

智能变电站的技术关键点与难点过程层网络。

在满足过程层网络实时控制需求的基础上，结合现有技术条件，本文分析了过程层设备的功能、传输及配置原则，并阐述了智能变电站过程层的基本要求，并提出了相关的方案。

标签：智能变电站；过程层；应用技术；研究1、变电站过程层的概述智能变电站是当前电力系统发展的一大产物，它是随着科技的发展从而实现变电站的智能化和自動化。

可以有效的实现信息的数字化，并且具备一定的采集信息、处理数据信息的能力，实现信息共享。

智能变电站由站控层、间隔层和过程层三层结构。

而过程层位于整个自动化系统的最底层，主要由变压器、断路器、隔离开关以及电流电压互感器等一次设备和各种智能组件构成的电子装置。

其主要职能是对整个设备进行监测，并执行相关的操作命令。

过程层是三层中与一次设备连接最为密切的，因此它的运行状态也直接影响到整个变电站运行的稳定性。

过程层是智能变电站区别于常规变电站的主要特点，相对于传统的变电站，智能站的过程层能有效解决变电设备的抗干扰、对高压和低压的相互隔离、信息的不可共享和发展。

同时智能变电站的过程层设备的发展采用了较为复杂的新技术，从而新增了较多的设备。

对实时性和可靠性的要求提出了新的要求。

对于智能变电站的相应设备的运行业绩较少并且时间较短，并且相关的建设方案未实现完全的共识，设备过程中的安全性和可靠性过程中的分析和管理过程中的问题也不容忽视。

2、应用过程层的基本要求过程层在整个变电站中的使用当中起着重要的作用，因此，要想整个自动化系统合理、安全的运行下去，就必须遵循相应的原则，这样才能更好安装和管理好过程层。

2.1 实时性原则在通信标准中IEC 61580中规定的GOOSE是一种面向通用对象的变电站事件，简言之，其主要工作职能就是保护交换和传输中的信息能够合理有效。

基于IEC61850标准的智能变电站过程层网络性能探究

（１）报文传输流程的分析。基于ＩＥＣ６１８５０的智能变电站自动化系统中报文的传输，开始于报文发送方将数据信息置于其
过程层
Ｉ
Ｉ．
。
隔离开关
０断路器Ｉ詈鎏三墓霎ｌ断路器ｌ隔离开关电流压互感器
连续同步数据流，其中交叉着其他智能电子设备的输出数据。
、
智能变电站自动化系统的逻辑结构
随着电子式电流电压互感器、智能化开关和变电站运行操作培训仿真等设备的不断完善和应用，基于新的物理测量原理
第五类是时间同步报文，主要用于对智能变电站自动化系统中智能电子设备的内部时钟进行同步，同步时需要根据智能电子设备的具体用途来采取不同级的时间同步。
变电站层
输，因此对信息传输的安全性要求较高。
间隔层
ＩＩ竺ＩＩ
．
ｊＩ竺Ｉ双以太网
Ｉ．１．Ｉ．Ｉ
２．基于ＩＥＣ６１８５０标准的智能变电站过程层网络的传输延时
ＩＥＣ６１８５０标准对智能变电站过程层所涉及的通信服务有着详细的划分，通信报文的类型和性能级的规定如下所示：第一类是快速报文，主要包括命令、数据和单一报文的简
的智能变电站自动化系统的逻辑机构分为变电站层、间隔层和
据文件等的传输，在传输时要将数据分为有限长度的块，总传
输时间没有具体的规定的限制。第七类是访问控制命令报文，主要用于各种控制命令的传

基于IEC62439-3协议的智能变电站过程层网络监视方法研究与实现

基于IEC62439-3协议的智能变电站过程层网络监视方法研究与实现杨贵高红亮李广华李彦付艳兰摘要：IEC61850-90-4标准中引入了基于并行冗余协议（PRP）和高可用性无缝冗余协议（HSR）的组网方案，该组网方案与国内普遍推广应用的双星型网络在网络监视等方面具有明显的差异。

本文在HSR、PRP的过程层组网方案基础上进行网络监视方法研究，提出了基于监视帧、nodetable表、IED上送状态等几种网络监视管理方案并对几种监视管理方案进行了分析比较，给出基于HSR、PRP网络的可选监视管理方案。

从IEC61850-90-4组网方案的工程实施角度出发，解决标准中未涉及到的实际问题，为国内智能变电站发展提供了有益的技术支撑。

关键词：并行冗余协议;高可用性无缝冗余协议;监测帧;智能变电站TM769; TP393：A0 引言随着智能变电站的推广建设，智能变电站技术得到了飞跃发展，但是国内普遍采用的双星型网络架构存在组网成本高、IED设备处理器负荷重、与国际标准兼容性等方面问题。

2012年推出的IEC62439-3[1J标准描述了PRP/HSR两种冗余网络协议，其中HSR采用环网拓扑结构，PRP采用双星型网络拓扑结构。

通过RedBox（redundancy box）或QuadBox可有效的实现HSR与PRP网络、PRP/HSR网络与RSTP （rapid span-ning tree protocoD等其他网络进行互通[2]。

PRP/HSR冗余网络的特点是网络冗余，向应用层只上送一份数据，降低了对嵌入式硬件资源的使用需求[3]。

同时采用HSR环网可有效的降低组网成本。

IEC61850第二版中增加了IEC61850_90_4c4]组网方案相关的标准，该标准对智能变电站的各种组网方案进行了描述。

在IEC61850-90-4标准中第一次明确引入了IEC62439 -3标准中定义的PRP/HSR两种组网技术，并给出了各种基于该技术的组网方案。

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ＬａｙｅｒＮｅｔｗｏｒｋＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｊｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ
ＷＡＮＧＺｈｉ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｎ・ｐｅｎｇ，ＺｈａｏＺｈｉ — ｇａｎｇ
行。在此基础上分析了网络拓扑结构、ＳＭＶ采样信息与ＧＯＯＳＥ网、数据传输通信模型等过程层的理论、组成和基本要求，提出
了三种典型的过程层组网方案。对三种方案的优缺点进行理论分析，同时在辽宁大石桥智能变电站进行了多次专项测试，最
终验证提出三网合一技术方案性能指标完全满足智能变电站技术规范，能够保证智能变电站安全、可靠的运行要求，可显著提
电力系统及其自动化
ＰｏｗｅｒＳｖｓｔｅｍ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
《电气自动化）２０１３年第３５卷第６期
智能变电站过程层网络技术的研究与应用
王芝茗，张延鹏，赵志刚
（１．辽宁省电力有限公司，辽宁
２．东北电力科学研究院有限公司，辽宁沈阳
沈阳
１１００００；
沈阳１１００００）
１１００００；３．沈阳工程学院，辽宁
摘
要：智能变电站三层网络结构中，过程层网络是最直接与一次设备连接的最底层，它的运行稳定性直接关系到全站的安全稳定运
３．ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ１１００００．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｌａｙｅｒｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｎｇｔｈｅｂｏｔｔｏｍｌａｙｅｒｒｅｌａｔｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｔｏｔｈｅｐｉｍａｆ￣ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｎｃｅＩＴｌＳｄｉｒｅｃｔｌｙｔｈｅｓａｆｅａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｔｈｅｏｒｙ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＳＭＶｓａｍｐｌｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＧｏｏｓｅｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ａｎｄ
ｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｔｅａｍａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｅｓｅ
［中图分类号］ＴＭ７６［文献标志码］Ａ［文章编号］１０００— ３８８６（２０１３）０６— ００５７— ０３
ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓ
高过程层网络的运行可靠性，证明组网方案切实可行，值得推广。
关键词：智能变电站；过程层网络；采样植；并行冗余技术；ＩＥＣ６１８５０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ・ｉｓ１３．０６．０２１
ｓｃｈｅｍｅｓ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｓｓｐｅｃｉａｌｔｅｓｔｓｉｎＤａｓｈｉｑｉａｏＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｎＬｉａｏｎｉｎｇｐｒｏｖｉｎｃｅ，ａｎｄｖａｌｉｄａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅ
（１．ＬｉａｏｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．；２．ＮｏｒｔｈｅａｓｔＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．；