CN104330979B - 复杂配电网模拟仿真系统 - Google Patents

Abstract

针对具有互动化、智能化特性的有源配电网技术仿真试验需要，与采用旋转电机模拟电源、只能同时模拟一个电压等级的仿真系统不同，本发明集成电网电源、分布式电源、事故、线路、交直流配电、多样性负荷等模拟仿真技术，提出了一种含多个电压等级、8个模块的复杂配电网模拟仿真系统，包括反映电网一次、二次部分的电网模拟、电源模拟、负荷模拟、控制模拟、保护模拟等5个模块，以及利于仿真试验的事件/检测模拟、接口模、同步模拟等3个附加模块。本发明能够实现包含分布式电源、多样性负荷、智能化设备/系统、自动化/信息化系统、交直流混合电网、闭环运行等新要素的配电网稳态、暂态、多级配电网一体化仿真试验。

Description

复杂配电网模拟仿真系统

技术领域

本发明涉及一种配电网模拟仿真系统，具体涉及一种复杂配电网模拟仿真系统。

背景技术

近年来，随着分布式电源、需求侧响应、电动汽车及智能电网的发展，配电网成为包含分布式电源、多样性负荷接入的有源网络，具有规模大、点多面广、结构复杂的特点，是一个离散与连续过程相结合、暂态过程与稳态相结合的复杂系统，配电技术面临重大变革。如何针对配电网的发展趋势，开展有效的技术研究与试验，对于推动配电技术发展具有重要作用，对配电网仿真试验技术提出了新挑战。

一方面，配电技术研究与发展更需要仿真技术支持。分布式电源、需求侧响应、电动汽车及智能化装备、系统的应用，使配电网运行特性更加复杂，增加了建模与分析的难度，甚至受条件限制难以有效建模。而采用仿真特别是模拟仿真，可有效克服上述缺点，对复杂配电网进行各类特性仿真。

另一方面，当前的动态模拟仿真系统不能满足多形态配电网仿真需要。电力系统动态模拟仿真以相似理论为理论依据，用同步发电机模拟发电系统，通过电阻、电感、电容元件的串并联模拟电力线路，用低压负荷模拟电力系统负荷，应用中，通常将220kV、500kV等高电压等比降低到100V或150V电压等级，线路参数可以用实际电网参数或按一定比例降低，负荷也按也按照一定比例缩小。这种电源用同步发电机的动态模拟仿真，含有旋转装置，运行控制、组网复杂，仿真建模周期长、成本高，同时这种模拟仿真对接入大电网的配电网并不适用，与配电网短路电流、调频调压特性等有较大偏差，也不能满足多电压级电网联合模拟仿真、交直流混合电网模拟仿真需要。

近年来，随着分布式电源、微电网的发展，出现了微电网模拟仿真系统，该系统通常用交-直-交逆变电源模拟电网，用电阻、电感、电容元件的串并联模拟低压线路，系统运行电压与低压电网电压保持一致，线路参数与实际低压电网保持一致，负荷与实际电网保持一致，分布式电源用真实的分布式电源或用风电、光伏等分布式电源的模拟电源。这种模拟仿真，类似于真型仿真，电压等级及模拟的对象基本固定，灵活性不足，对配电网模拟仿真有一定适用性，但装备配置、参数设置等方面的影响，不能满足配电网安全保护、自动化系统等的仿真试验需要，也不能满足多电压等级配电网联合仿真需要，适用范围、可仿真的功能有限。

本专利针对当前模拟仿真技术存在的问题，基于配电网及智能配电网在配电技术研究、试验、运行分析与决策等方面的模拟仿真需要，并结合配电网技术发展趋势，解决如何开展包含传统配电网及分布式电源、微电网、电动汽车/充放电装置、智能化设备/系统、自动化/信息化系统、直流电网、交直流混合电网、闭环运行电网、电力电子逆变装置等新要素的配电网模拟仿真试验问题，提出一种配电网模拟仿真系统的构成、关键设备组成及功能、模拟系统的组网等技术解决方案，为构建复杂配电网动态模拟仿真系统、开展有源配电网动态模拟试验提供依据，为配电网技术发展、电网安全可靠性提高提供有力支持。具有以下特点：

(1)构建了适合配电网动态模拟仿真试验的模拟仿真电源系统。采用同步系统将不同的电力电子逆变电源进行整合构成模拟仿真电源系统，高精度的控制各电力电子逆变电源的输入、输出特性，可以根据试验需要模拟所需要的配电网供电电源的各类特性。

(2)构筑了可以等效模拟复杂配电网、多级电网一体化动态模拟仿真系统，模拟仿真环境、运行特点、结构形式等更接近真实电网，为复杂配电网仿真试验、多级电网控制/调度一体化、多级电网互动条件下的特性研究提供支持。

(3)采用模块化设计方式，给出了各模块的典型实现方式、应用方法，组网、试验方式灵活，易于扩展。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种复杂配电网模拟仿真系统，所述系统包括电网模拟模块和电源模拟模块，所述系统包括分别与所述电网模拟模块连接的负荷模拟模块、控制模拟模块、事件/检测模拟模块、保护模拟模块和接口模块；所述电源模拟模块分别与所述控制模拟模块、所述保护模拟模块和同步模拟模块连接；所述同步模块与所述接口模块连接。

优选的，所述电源模拟模块包括电网电源模拟单元和分布式电源模拟单元；所述电网电源模拟单元的数目至少为1；

优选的，所述电网电源模拟单元包括电力电子逆变电源、升压变压器和储能单元；

所述电力电子逆变电源的供电方式包括：用交-直-交逆变器将供电电网中的交流电源直接变换为所述系统需要的交流电源；以及分别用交-直逆变器和直-交逆变器，将供电电网中的交流电源转换为直流电源后再转换为所述系统需要的交流电源；

所述交-直逆变器输出的直流电源为所述电网模拟模块中直流电网的供电电源；

所述电力电子逆变电源的输出模式包括三相三线输出模式、三相四线输出模式、三通道独立输出模式和单相并联输出模式；所述三通道独立输出模式为三路单相电压分别独立输出；所述单相并联输出模式为三路单相电压并联输出；

所述电力电子逆变电源的输出控制方式包括恒定控制方式和模拟同步发电机控制方式；所述恒定控制方式为所述电源输出的电压、电流和频率依据设定值输出；所述模拟同步发电机控制方式为模拟同步放电机的出力、调频和调压特性调整所述电源输出的电压、电流和频率；

所述升压变压器的绕组设置有高压侧、中压侧和低压侧；所述电力电子逆变电源接入所述中压侧或低压侧；

所述储能单元，用于模拟当功率逆向时从所述系统吸收有功功率；

优选的，所述分布式电源模拟单元的供电方式包括统一模式和独立模式；

所述统一模式为，所述电力电子逆变电源的交-直-交逆变器从电网取电后，依据电力电子逆变电源的输出控制方式模拟不同类型的分布式电源；恒定控制方式用于模拟光伏发电、光热放电和风力发电；模拟同步发电机控制方式用于模拟燃气轮机发电；

所述独立模式为，所述电力电子逆变电源模拟燃气轮机发电，用交-直逆变器和直-交逆变器对电网中交流电源转换以模拟光伏发电和光热发电，用电动机拖动发电机模拟风力发电；

优选的，所述电网模拟模块包括变电站模拟模块和电力线路模拟模块；所述变电站模拟模块包括模拟主变压器、模拟接地单元和模拟开关；所述电力线路模拟模块包括模拟馈线、模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元；

优选的，所述模拟主变压器与电源模拟模块连接，对模拟电源升压或降压；所述模拟主变压器为三相绕组变压器和双相绕组变压器的任一种变压器；所述模拟变压器的高压侧绕组为三角形连接和星形连接的任一种连接方式，中压侧绕组和低压侧绕组为星形连接，绕组上设置有中性点抽头；所述模拟主变压器的出线端包括至少三回线路；

优选的，所述模拟接地单元与所述模拟主变压器的中性点抽头连接，用于模拟所述模拟主变压器的接地装置；所述模拟接地单元包括独立设置的电阻和电抗，以及两组接地线；所述电阻和电抗用于调节所述模拟主变压器的接地阻抗；一组所述接地线接入大地，另一组所述接地线与大地绝缘；

优选的，所述模拟开关，用于模拟所述模拟变电站和所述模拟馈线上的断路器、分段器、负荷开关、熔断器和隔离开关；所述模拟开关的两侧安装有电压互感器，任一侧安装有电流互感器；

所述模拟开关的布置方式包括固定安装式和集中安装式；所述固定安装式为，将所述模拟开关分别与所述模拟主变压器、所述模拟馈线、所述模拟变压器、所述模拟无功补偿单元和所述模拟调压单元固定连接；所述集中安装式为，将所有模拟开关集中放置在至少一个开关柜内，每个开关柜相互独立；

优选的，所述模拟馈线，用于模拟三相架空线路和三相电缆；所述模拟馈线包括电阻、电抗和电容，用于模拟实际线路的参数；所述电容设置有开关，用于旁路所述模拟馈线；所述模拟馈线模拟的线路上设置有线路长度调整段点；所述线路长度调整段点，用于接入所述模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元；

优选的，所述模拟变压器，用于模拟配电变压器和隔离变压器；所述模拟变压器为双相绕组变压器；所述模拟变压器的高压侧绕组为三角形连接和星形连接的任一种连接方式，低压侧绕组为星形连接；

优选的，所述模拟无功补偿单元采用低压无功补偿装置，所述模拟调压单元采用调压装置；

优选的，所述负荷模拟模块包括线性负荷单元和电力电子逆变负荷单元；

所述电力电子逆变负荷单元与所述电源模拟模块的出线连接，依据人工设定的负荷响应特性吸收有功功率和无功功率；

所述线性负荷单元包括可编程低压负荷装置和变压器；所述可编程低压负荷装置的可编程低压负荷包括可编程RLC负荷、可编程RL负荷、可编程RC负荷和电动机模型负荷；所述电动机模型负荷为低压电动机；

所述变压器通过调整变比，提高或降低所述可编程低压负荷的额定容量；所述额定容量的调整量ΔW的计算公式为：

式(1)中，所述W_N为线性负荷单元的初始额定容量，所述U_N为线性负荷单元的初始额定电压，所述U为线性负荷单元的运行电压；

优选的，所述事件/检测模拟模块的事件模拟包括故障模拟、风险模拟、电网性能模拟、安全稳定模拟和设备动作模拟；

所述故障模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线和二相断线，所述故障模拟用故障模拟装置实现；

所述风险模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线、二相断线、线路绝缘老化和导线参数变化，所述风险模拟用风险模拟装置实现；

所述设备动作模拟包括负荷投切、分布式电源投切、空载长线投切、开关投切、变压器投切和充电/储能装置投切，所述设备动作模拟用模拟开关的关断和闭合实现；

所述电网性能模拟包括过压、过负荷、低电压、三相不平衡、无功不足、电压暂降、电压闪变、电压波动和谐波干扰；所述安全稳定模拟包括电压崩溃和电压失稳；

所述电网性能模拟和所述安全稳定模拟，通过调节所述电源模拟模块和所述负荷模拟模块的输出实现；

所述事件/检测模拟模块的检测模块包括与待检测系统相应的物理接口；所述物理接口将所述待检测系统接入所述电网模拟模块，并采集接入点电压和电流；

优选的，所述保护模拟模块包括设备保护装置和电网模拟保护系统；

所述设备保护装置，检测电力设备的温度和电压，当温度超过温度阈值或电压超过电压阈值时，断开模拟开关将所述电力设备从模拟电网中切除；

所述电网模拟保护系统包括断路器继电保护单元、电压/电流检测单元和故障分析单元；结合所述控制模拟模块监测到的模拟电网的故障特征，所述断路器继电保护单元和所述故障分析单元依据设定的保护动作规则和故障诊断分析程序，控制所述模拟开关跳闸或合闸动作，从而实现模拟电网保护；

优选的，所述控制模拟模块包括低压电压互感器、低压电流互感器、通信单元、终端单元和监测/控制单元；

所述终端单元，用于模拟电网中的配电变压器监测终端、馈线终端装置、无线终端设备和智能终端设备；

所述监测/控制单元通过通信单元与模拟电网中的电力设备连接，包括调节电源和负荷的功率、运行方式；修改线路和开关的参数；监视并展示模拟电网的实时运行信息；通过接口模块与待检测系统的配电自动化单元、故障诊断分析单元相关联，将所述实时运行信息发送到所述待检测系统，将所述待检测系统对所述电源模拟模块和所述负荷模拟模块的控制指令发送到需要执行控制指令的电力设备；

优选的，所述接口模块为所述控制模拟模块与待检测系统的接口，用于所述控制模拟模块与所述待检测系统的实时信息交互；

优选的，所述同步模块，用于保证所述电源模拟模块之间的时间同步以及待检测系统和所述控制模拟模块之间的时间同步；

所述同步模块的实现方式包括：

方式一：将所述电源模拟模块、所述待检测系统和所述控制模拟模块的接口模块与网络连接，用网络授时实现时间同步；

方式二：所述同步模块向需要执行控制指令的电力设备发送触发信号，所述电力设备接收到所述触发信号后立刻执行所述控制指令，从而实现时间同步；

方式三：所述同步模块通过局域网或RS485接口与所述电源模拟模块、所述待检测系统连接，向所述电源模拟模块和所述待检测系统提供统一的时间，从而实现时间同步。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明提供的一种复杂配电网模拟仿真系统，能够实现包含传统配电网及分布式电源、微电网、电动汽车/充放电装置、智能化设备/系统、自动化/信息化系统、直流电网、交直流混合电网、闭环运行电网、电力电子逆变装置等新要素的配电网稳态、暂态模拟仿真试验；

2、本发明提供的一种复杂配电网模拟仿真系统，仿真功能全面，具备不同接地方式配电网的故障、动态潮流等仿真功能，可以实现无穷大电源或孤立运行的一个或多个电压等级配电网的模拟仿真；

3、本发明提供的一种复杂配电网模拟仿真系统，仿真结果可靠、真实，能够客观的反映真实配电网的运行特性；

4、本发明提供的一种复杂配电网模拟仿真系统，采用的技术、装备成熟可靠，易于实现；

5、本发明提供的一种复杂配电网模拟仿真系统，模块化设计，组网方式灵活，操作便利。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是：本发明实施例中复杂配电网模拟仿真系统结构示意图；

图2是：图1中电源模拟模块的电网电源模拟单元结构示意图；

图3是：图1中电源模拟模块的分布式电源模拟单元结构示意图；

图4是：图3所示分布式电源模拟单元的输出曲线示意图；

图5是：电动机拖动发电机模拟风力发电的应用示意图；

图6是：RLC负荷应用示意图；

图7是：故障模拟装置应用示意图；

图8是：风险模拟装置应用示意图；

图9是：图3所示分布式电源模拟单元的储能双向变流器并/离网控制示意图；

图10是：图3所示分布式电源模拟单元的电池储能低电压耐受能力曲线图；

图11是：图1中电网模拟模块结构示意图；

图12是：图1中负荷模块结构示意图；

图13是：本发明实施例中分布式电源的多电源多级配电网模拟仿真系统结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一、复杂配电网；

本发明中的复杂配电网指的是，包括单一电压等级或二个及以上电压等级的传统无源配电网、有源配电网、闭环运行配电网、交直流混合配电网等配电网类型建立的复杂配电网。

二、复杂配电网模拟仿真系统；

基于上述复杂配电网，其模拟仿真系统也需要包括上述配电网类型的各个组成单元、拓扑结构并具有相应的运行特性。针对这个特点，构建模块化的具有灵活建模、拓扑可变可控、参数可调可控特点的复杂配电网模拟仿真系统，该仿真系统与供电电网(即电力网)完成电气隔离，通过电力电子逆变电源从供电电网取电，内部形成一个频率、电压、电流、时间标度等与电力网完全无关的、独立的模拟电力系统，仿真系统额定电压为0-1500V之间的一个或多个电压，如可采用1100V、400V、100V三个电压等级；仿真系统中各模拟模块的绝缘水平不低于1500V，工作电压范围为0-1500V电压。

仿真系统的模拟模块包括电源模拟模块、电网模拟模块、负荷模拟模块、事件/检测模拟模块、保护模拟模块、控制模拟模块、同步模块和接口模块。每个模拟模块包括的装置的类型及数量根据需要模拟的电网规模确定。各模拟模块之间相互独立，在应用中根据需要模拟的电网类型，将各模拟模块的相关装置直接连接或嵌套组成电网拓扑，并调整装置参数、控制策略，搭建出需要的复杂配电网模拟仿真系统。

如图1所示，负荷模拟模块、控制模拟模块、事件/检测模拟模块、保护模拟模块和接口模块分别与电网模拟模块连接；控制模拟模块、保护模拟模块和同步模拟模块分别与电源模拟模块连接；同步模块与接口模块连接。

电源模拟模块、电网模拟模块、负荷模拟模块和同步模块组成复杂配电网模拟仿真系统的主体，模拟实体配电网的一次系统；保护模拟模块和控制模拟模块组成复杂配电网模拟仿真系统的自动化系统，模拟实体配电网的二次系统；事件/检测模拟模块串联或并联进模拟仿真系统的主体，模拟电网的短路、单相接地等事件，并对新装置、新技术的特性进行检验、验证；接口模块则实现与数字仿真系统、待实验的配电自动化等系统进行信息交互，并反作用于复杂配电网模拟仿真系统。

一)电源模拟模块，用于模拟交流同步发电系统、交流无穷大电源/配电网上级电网以及分布式电源、直流电源等配电网的各类电源。电源模拟模块包括电网电源模拟单元和分布式电源模拟单元。

(一)电网电源模拟单元；

如图2所示，电网电源模拟单元包括电力电子逆变电源、升压变压器和储能单元；电力电子逆变电源通过升压变压器与电网模拟连接，储能单元连接于电力电子逆变电源和升压变压器之间；当有两个电网电源模拟单元接入时，需要与同步模块配合应用。

1、电力电子逆变电源的供电方式包括：

(1)：用交-直-交逆变器将供电电网中交流电源直接变换为仿真系统需要的交流电源；

(2)：分别用交-直逆变器和直-交逆变器，将供电电网中交流电源转换为直流电源后再转换为仿真系统需要的交流电源；

其中交-直逆变器输出的直流电源可以作为电网模拟模块中直流电网的供电电源。

电力电子逆变电源的两种供电方式可以同时应用在仿真系统中，也可以仅采用任一种供电方式。

2、电力电子逆变电源的输出模式包括：三相三线输出模式、三相四线输出模式、三通道独立输出模式和单相并联输出模式。

三通道独立输出模式为三路单相电压分别独立输出；

单相并联输出模式为三路单相电压并联输出。

本发明中可以采用阶梯、步阶、渐变三种编程方式，根据时移模拟多种电压输出曲线。

3、电力电子逆变电源的输出控制方式包括：恒定控制方式和模拟同步发电机控制方式。

(1)恒定控制方式；

恒定控制方式为电源输出的电压、电流和频率中的一项或多项依据设定值输出，不受系统的负荷、电压等的影响。

(2)模拟同步发电机控制方式；

模拟同步发电机控制方式为模拟同步放电机的运行机理的控制方式，依据系统的负荷、电压等，模拟同步发电机的出力、调频和调压特性，从而调整电源输出的电压、电流和频率。

本发明中恒定控制方式和模拟同步发电机控制方式独立应用，可以集成到同一个装置也可以采用两套独立的装置。

4、升压变压器；

升压变压器的绕组设置有高压侧、中压侧和低压侧；电力电子逆变电源接入中压侧或低压侧。本实施例中升压变压器采用：

①：100V/400V/1100V变压方式；

②：100V/1100V或400V/1100V变压方式；

其中，1100V为高压侧，400V为中压侧，100V为低压侧。

5、储能单元；

储能单元，用于模拟当功率逆向时从模拟系统吸收有功功率。

(二)分布式电源模拟单元；

如图3所示，分布式电源模拟单元通过隔离变压器或直接与电网模拟模块连接。

1、分布式电源模拟单元的供电方式包括：

(1)统一模式；

统一模式指的是：电力电子逆变电源的交-直-交逆变器从电网取电后，依据电力电子逆变电源的输出控制方式模拟不同类型的分布式电源；

恒定控制方式用于模拟光伏发电、光热放电和风力发电；模拟同步发电机控制方式用于模拟燃气轮机发电，即可以模拟发电机的功率、频率响应特性。

(2)独立模式；

独立模式指的是：

①：电力电子逆变电源模拟燃气轮机发电；

②：用交-直逆变器和直-交逆变器对电网中交流电源转换以模拟光伏发电和光热发电；具体为，交-直逆变器模拟光伏发电和光热发电，直-交逆变器模拟直流系统与交流系统的并网装置；

③：用电动机拖动发电机模拟风力发电。

分布式电源模拟单元的两种供电方式可以同时应用在仿真系统中，也可以仅采用任一种供电方式，必要时多个分布式电源模拟单元通过同步模块配合使用。

2、分布式电源模拟单元的技术特性为：

①：可模拟各类分布式电源的出力特性，具备多类并网控制策略，并可根据试验需要植入相应的并网及控制策略；

②：分布式电源模拟单元的出力及发出的无功，谐波等皆静态或稳态可调；

③：分布式电源模拟单元的出力及发出的无功，谐波等可根据设定的出力预测曲线在不同的时间点处波动；

④：分布式电源模拟单元的工作额定电压为400V和100V，能够便利地接入任一个线路阻抗物理接入点；

⑤：分布式电源模拟单元具备承受短时故障电流的冲击能力；具备自保护能力，能够在电流大到一定程度时自动切断电源。

(三)电源模拟模块的其他控制特性；

1、电源模拟模块的输出控制特性；

(1)电源模拟模块的输出电压为：

式(1)中，Rs＝(Voc-Vmp)/Imp；

Voc为开路电压，Isc为短路电流，Vmp为最大功率点的电压，Imp为最大功率点的电流。电源模拟模块的输出曲线如图4所示。

(2)上述输出控制特性的实现方法包括：

①：技术人员通过上位机软件设置Voc、Isc、Vmp、Imp 4个参数，由上位机软件设置后下载到电源模拟模块内部，使得电源模拟模块按照上述控制特性输出，即SAS模式输出；

②：技术人员通过上位机软件编辑一组点，最多128个，最小3个，上位机软件实时控制电源模拟模块按照所设置点的输出曲线规律输出，即Table模式输出。

通过以上两种方式，可编辑多条输出曲线，循环输出，实现动态测试。

2、交-直-交逆变器、交-直逆变器和直-交逆变器的技术特性为：

①：逆变器的保护接地、工作接地采用分别接地，其中工作接地实现一点接地；

②：逆变器具有防止交流侧和直流侧入侵雷电波和操作过电压的功能；

③：逆变器在电子噪声，射频干扰，强电磁场等恶劣的电磁环境中可安全可靠的连续运行，且系统性能不降低。逆变器应满足抗电磁场干扰及静电影响的要求，在雷击过电压及操作过电压发生及一次设备出现短路故障时，不发生误动作；

④：逆变器采用电磁兼容设计，采用光电隔离、合理的接地和必须的电磁屏蔽等措施；

⑤：具有完善的保护功能，具有直流过压/过流、交流过压/欠压、交流过流、短路、过频/欠频、低电压穿越、系统瞬时功率等多种等综合保护策略；

⑥：具有完善自动与电网侧同期功能；

⑦：具有一定的过载能力，可长期过载10％运行；

⑧：逆变器能通过RS485等通讯接口向控制模拟模块上传设备状态、发电量、电流、电压等信号，以及设备的故障记录及历史数据，控制模拟模块可以远方控制逆变器启停，可以远方调整逆变器功率等。

3、用电动机拖动发电机模拟风力发电设备的实施方案为：

如图5所示，电动机拖动发电机模拟风力发电设备直接与模拟配电网模拟仿真系统连接，或者通过隔离变压器与模拟配电网模拟仿真系统连接。

本实施例中，包括一台变压器、一台变频调速器、一台原动机、一套齿轮调速箱，一台双馈风力发电机和一台风机变频器，其中原动机为交流异步鼠笼式变频调速电动机。

本实施例上述电力设备可以通过变压器接入公共电网，也可以直接接入公共电网，变压器用于减少电力设备运行时对公共电网的冲击；变频调速器驱动原动机模拟风力的波动情况对风力双馈发电机产生的影响；原动机通过齿轮调速箱拖动双馈风力发电机；风机变频器可以四象限运行，将双馈风力发电机所产生的电量通过变频调节输送到变压器的输出端，如此形成能量内循环，在仿真的过程中可以减少对电能的消耗。

本实施例的保护特性包括：直流过电压保护、过流保护、缺错相保护、短路保护、接地保护、欠压/过压保护、过载保护、过热保护、过/欠频保护和相位保护功能。

用电动机拖动发电机模拟风力发电的技术特性为：

①：保护接地、工作接地不得混接，工作接地实现一点接地；

②：在电子噪声，射频干扰，强电磁场等恶劣的电磁环境中安全可靠的连续运行，且不降低系统的性能；包括光电隔离、合理的接地和必须的电磁屏蔽等措施；

③：具有完善自动与电网侧同期功能；

④：具有一定的过载能力，可长期过载10％运行；

⑤：能通过RS485等通讯接口向监控系统上传设备状态、发电量、电流、电压等信号，以及设备的故障记录及历史数据，实现监控系统远方控制模拟风力发电系统启停，调整模拟风力发电系统功率等；

⑥：能接受调度指令，实现有功功率调整和无功功率调整，调度指令通过监控系统下达至模拟风力发电系统并可靠执行。

4、储能双向变流器技术特性为：

①：双向变流器可根据指令控制其有功功率输出；

②：具备一定的耐受系统频率异常的能力；

③：电能质量：在谐波、电压偏差、电压不平衡度、直流分量、电压波动和闪变等方面满足国家相关标准；

④：当有接收到过放电告警信号、电池故障信号或者蓄电池单元端电压降低到放电终止电压时停止蓄电池的放电；

⑤：具有直流过电压保护、过流保护、输入反接保护、短路保护、接地保护(具有故障检测功能)、欠压/过压保护、过载保护、过热保护、过/欠频保护、三相不平衡保护及报警、相位保护功能；

⑥：恒流充电时，稳流精度≤1％(在20％～100％输出额定电流时)，电流纹波≤1％；

⑦：公共连接点的负序电压不平衡度应不超过2％，短时不超过4％；其中由变流器引起的负序电压不平衡度应不超过1.3％，短时不超过2.6％。

⑧：如图9所示储能双向变流器并/离网控制示意图，其工作过程为：

PCS并网运行时，投切开关吸合，负载由电网供电，PCS可进行并网充放电。如此时电网断电，则控制系统检测到电网断电后，投切开关断开，PCS切换到孤网运行模式，负载由PCS供电。

离网带载运行过程中，如电网恢复，则控制系统检测电网电压在正常范围，调整PCS输出电压与电网一致，并控制切换开关吸合，负载恢复由PCS供电的状态，PCS恢复至并网运行状态。

⑨：储能双向变流器具备并网电压异常时的响应特性：

并网电压异常时的响应特性系指储能双向变流器具有一定的耐受电压异常能力，避免在电网电压异常时无条件脱离，引起电网电源的损失。当储能单元交流侧电压在电压轮廓线及以上的区域内，储能单元必须保证不间断并网运行；交流侧电压在电压轮廓线及以下的区域内，允许储能单元脱离电网。储能单元的电池储能低电压耐受能力如图10所示。

二)电网模拟模块，用于模拟变电站、开关、馈线、变压器等。如图11所示，电网模拟模块包括变电站模拟模块和电力线路模拟模块。

(一)变电站模拟模块；

变电站模拟模块包括模拟主变压器、模拟接地单元和模拟开关。

1、模拟主变压器；

①：模拟主变压器与电源模拟模块连接，对模拟电源升压或降压。

②：模拟主变压器为三相绕组变压器和双相绕组变压器的任一种变压器。

③：模拟变压器的高压侧绕组为三角型连接和星型连接的任一种连接方式，中压侧绕组和低压侧绕组为星型连接，绕组上设置有中性点抽头；

当需要消除谐波时，模拟主变压器的原边采用三角形连接，副边采用星形或三角形连接；采用三角形变压器可以滤除来自电源模拟模块的三、五、七次谐波，减小变压器副边无谐波污染。

④：模拟主变压器的变比可调，以采用1100V、400V、100V三个电压为例，三绕组各侧额定电压采用1100V/400V/100V，双绕组1100V/400V、400V/400V或350V/100V。

④：模拟主变压器的出线端包括至少三回线路，具备承受短时故障电流的冲击能力；具备自保护能力，能够在电流大到一定程度时自动切断电源。

2、模拟接地单元；

模拟接地单元与模拟主变压器的中性点抽头连接，用于模拟模拟主变压器的接地装置；

①：模拟接地单元包括独立设置的电阻和电抗，用于调节模拟主变压器的接地阻抗；如电阻和电抗可分为0.1欧、0.2欧、0.4欧、1欧、4欧、10欧、50欧等档次；

②：模拟接地单元包括两组接地线；一组接地线接入大地，接地电阻小于0.4欧；另一组接地线与大地绝缘。

3、模拟开关；

模拟开关，用于模拟变电站和电力线路模拟模块中模拟馈线上的断路器、分段器、负荷开关、熔断器和隔离开关；模拟开关的两侧安装有电压互感器，任一侧安装有电流互感器。模拟开关的布置方式包括固定安装式和集中安装式；

①：固定安装式；

固定安装式指的是，将模拟开关分别与模拟主变压器、电力线路模拟模块中的模拟馈线、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元固定连接；

②：集中安装式；

集中安装式指的是，将所有模拟开关集中放置在至少一个开关柜内，每个开关柜相互独立。每个开关柜双侧预留与其它设备的连接接口。

模拟开关可遥控、遥测、遥信，具有通信接口，可以按保护定值自动跳闸，保护定值可控、可调，可迅速切断故障电流和容性负荷，关、合闸时间小于50ms。

(二)电力线路模拟模块；

电力线路模拟模块包括模拟馈线、模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元。

1、模拟馈线；

模拟馈线，用于模拟三相架空线路和三相电缆；

①：模拟馈线包括电阻、电抗和电容，用于模拟实际线路的参数；

其中，电容设置有开关，用于旁路该模拟馈线；

②：模拟馈线模拟的线路上设置有线路长度调整段点，线路长度调整段点，用于接入模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元。

模拟馈线可分为多种规格，如可以分为150m、200m、250m、500m、2000m、5000m等6种规格；以250m模拟馈线为例，线路0-250米可调，调整步进可设为50米，可分为5段，每段均设长度调整段点。

2、模拟变压器；

模拟变压器，用于模拟配电变压器和隔离变压器；

模拟变压器为双相绕组变压器，包括如400V/400V、400V/100V等规格；

模拟变压器的高压侧绕组为三角型连接和星型连接的任一种连接方式，低压侧绕组为星型连接；

模拟隔离变压器时，模拟变压器的二侧相角偏移为0。

3、模拟无功补偿单元和模拟调压单元；

模拟无功补偿单元采用低压无功补偿装置；

模拟调压单元采用调压装置。

三)负荷模拟模块，用于模拟稳定或一定规律变化的各个电压等级的有功、无功交流负荷以及直流负荷。

(一)负荷模拟模块包括线性负荷单元和电力电子逆变负荷单元。

1、线性负荷单元；

如图12所示，线性负荷单元包括可编程低压负荷装置和变压器；

(1)可编程低压负荷装置的可编程低压负荷包括可编程RLC负荷、可编程RL负荷、可编程RC负荷和电动机模型负荷；电动机模型负荷为低压电动机；

①：RLC负荷包括阻性负荷、感性负荷和容性负荷，RL负荷包含阻性负荷和感性负荷，RC负荷包含阻性负荷和容性负荷。可编程低压负荷装置的阻性负荷、容性负荷、感性负荷独立可调，阻性、感性、容性部分可自由组合，便于模拟各种类型，各种大小的负荷，绝缘水平不低于1100V，额定容量可按额定电压1100V、400V、100V之一选择。

②：以可编程RLC负荷为例，其实施特性如下：

如图6所示，RLC负荷以并联的方式连接到复杂配电网模拟仿真系统中。

可编程RLC负荷内置有精密RLC负载，是由连续可调电阻、电感、电容负载系统、参数控制系统组成。

ABC三相阻性负载、感性负载、容性负载的功率，可以分相独立控制及调节，三相电压不平衡条件下仍可精确调节出交流谐振点。

内置元器件采用无源元件，在任何功率段输出测试时，可以不附加跟踪调节功能，加载真实的电阻、电感、电容，真实体现负载特性。

电气控制系统采用电子电路控制，具有温度过热自动报警保护功能：由于特殊原因出现过热、过流时，可自动切断负载。

(2)变压器；

变压器为二圈变压器或三圈变压器，变压器的变比可根据仿真需要选择，用来提高或降低可编程低压负荷的额定容量，或将可编程低压负荷与仿真系统的其它部分进行电气隔离。

本实施例中二圈变的变比可采用100V/400V、400V/1100V、100V/1100V、400V/400V，三圈变的变比可采用100V/400V/110V。

(3)RLC负荷、RL负荷、RC负荷为线性负荷，其容量/功率与电压平方成正比。设备制造时，其容量按1100V、400V、100V之一选取，当运行于其它电压时，容量或功率将发生较大变化，如额定电压选为400V，当运行电压为100V时，容量、功率降为400V的1/16；当运行电压为1100V时，容量、功率长高为400V的7.56倍。

应用中，当需要提高负荷的容量、功率时，可以将可编程低压负荷装置RLC、RL、RC接到变压器的高压侧，变压器的低压侧接入模拟电网；当需要降低负荷的容量、功率时，可以将可编程低压负荷装置RLC、RL、RC接到变压器的低压侧，变压器的高压侧接入模拟电网；不需要提高或不需要降低负荷装置容量时，可以将可编程低压负荷装置经隔离变压器或不经变压器直接接入模拟电网。

变压器通过调整变比提高或降低可编程低压负荷的额定容量；额定容量的调整量ΔW的计算公式为：

式(1)中，W_N为线性负荷单元的初始额定容量，U_N为线性负荷单元的初始额定电压，U为线性负荷单元的运行电压。

2、电力电子逆变负荷单元；

电力电子逆变负荷单元依据人工设定的负荷响应特性吸收有功功率和无功功率；

采用电力电子逆变器当作负荷，电力电子逆变器根据设置的规则、负荷响应特性从模拟电网吸收有功、无功，应用中可直接将电力电子逆变器二次侧接到仿真系统的供电电网或电源模拟模块的出线上，实现能源的回收利用。

四)事件/检测模拟模块，用于模拟配电网相间短路、接地短路、断路、风险、跳闸、负荷投切等事件以及需要检测的装置设备。

(一)事件/检测模拟模块的事件模拟包括故障模拟、风险模拟、电网性能模拟、安全稳定模拟和设备动作模拟。

1、故障模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线和二相断线；

故障模拟用故障模拟装置实现，故障模拟器的实施特性如下：

如图7所示，故障模拟器以串联或并联的方式连接到配电网模拟仿真系统中。

K₁为三相接触器，K_A2、K_B2、K_C2、K₂分别为单相接触器，电气控制系统对上述接触器的组合控制可以实现三相短路、二相短路、单相接地短路等模拟故障。

例如，三相短路：先控制K_A2、K_B2、K_C2全部闭合，之后闭合K₁；A相接地短路：先闭合K_A2和K₂，之后闭合K₁；其他类型的短路故障，则参考如上所逻辑关系即可实现。

K_A1、K_B1、K_C1分别为单相接触器，控制系统控制其中某一个或者某两个同时断开以实现单相断线和两相断线故障。

2、风险模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线、二相断线、线路绝缘老化和导线参数变化；

风险模拟用风险模拟装置实现，其具体实施特性如下：

如图8所示，风险模拟装置以串联或并联的方式连接到配电网模拟仿真系统中。

R_A1、R_B1、R_C1分别为1Ω可调电阻，R_A2、R_B2、R_C2分别为10M欧级可调电阻，K₁为接触器。

三相短路风险的模拟：电气控制系统控制可调电阻R_A2、R_B2、R_C2逐渐减小，以实现复杂配电网仿真系统三相短路风险的模拟；A相对地短路风险的模拟：电气控制系统首先控制接触器K₁闭合，之后调节R_A1电阻逐渐减小，以实现复杂配电仿真系统对A相对地短路风险的模拟。其它短路风险的模拟过程参考以上描述即可实现。

3、设备动作模拟包括负荷投切、分布式电源投切、空载长线投切、开关投切、变压器投切和充电/储能装置投切；

所述设备工作模拟用模拟开关的关断和闭合实现；

4、电网性能模拟包括过压、过负荷、低电压、三相不平衡、无功不足、电压暂降、电压闪变、电压波动和谐波干扰；

安全稳定模拟包括电压崩溃、电压失稳和功角稳定；

电网性能模拟和安全稳定模拟，通过调节电源模拟模块和负荷模拟模块实现；

(二)事件/检测模拟模块的检测模块包括与待检测系统相应的物理接口；物理接口将待检测系统接入电网模拟模块，采集接入点电压和电流，并进行通信。

五)保护模拟模块，用于模拟配电网继电保护、重合闸及保护配合。

保护模拟模块包括设备保护装置和电网模拟保护系统。

1、设备保护装置，检测电力设备的温度和电压，当温度超过温度阈值或电压超过电压阈值时，断开模拟开关将电力设备从模拟电网中切除；

2、电网模拟保护系统包括断路器继电保护单元、电压/电流检测单元和故障分析单元；

电网模拟保护系统结合控制模拟模块监测到的模拟电网的故障特征，断路器继电保护单元和故障分析单元依据设定的保护动作规则和故障诊断分析程序，控制模拟开关跳闸或合闸动作，从而实现模拟电网保护。

六)控制模拟模块，用于模拟配电网的监测、通信、控制系统、SCADA系统，实时采集模拟电网的运行信息，控制、改变模拟电网运行状态、参数、负荷、电源特性等。

控制模拟模块包括低压电压互感器、低压电流互感器、通信单元、终端单元和监测/控制单元。

1、低压电压互感器满足电压从0－1500V测量要求，低压电流互感器满足0－1000A电流测量要求，配置时，低压电压互感器和低压电流互感器均按三相配置，低压电压互感器测量相电压。

2、终端单元，用于模拟电网中的配电变压器监测终端TTU、馈线终端装置FTU、无线终端设备DTU和智能终端设备；

终端单元直接与监测/控制单元以及低压电压互感器、低压电流互感器、模拟开关连接，也可与其它终端单元直接通信，取得实时运行信息，并按照设定的程序进行处理、实现分析计算功能，可根据监测/控制单元传来的信息、分析计算结果控制模拟开关的关合。

3、监测/控制单元通过通信单元与模拟电网中的电力设备连接，包括：

调节电源和负荷的功率、运行方式；修改线路和开关的参数；

监视并展示模拟电网的实时运行信息；

通过接口模块与待检测系统的配电自动化单元、故障诊断分析单元相关联，将上述实时运行信息发送到待检测系统，将待检测系统对电源模拟模块和负荷模拟模块的控制指令发送到需要执行控制指令的电力设备。

七)同步模块，用于实现模拟仿真系统中的模拟电源等装置能够模拟真实电网电源间具有的时间上的一致性或某种与时间相关的特性的模块，实现多个电网模拟电源间同步以及数字－物理模拟系统间接口的同步。

同时，同步模块用于保证电源模拟模块之间的时间同步以及待检测系统和控制模拟模块之间的时间同步；同步模块的实现方式包括：

(1)方式一：将电源模拟模块、待检测系统和控制模拟模块的接口模块与网络连接，用网络授时实现时间同步；应用中直接取本系统的时间作为标准时间。

(2)方式二：同步模块向需要执行控制指令的电力设备发送触发信号，电力设备接收到触发信号后立刻执行控制指令，从而实现时间同步。

(3)方式三：同步模块通过局域网或RS485接口与电源模拟模块、待检测系统连接，向电源模拟模块和待检测系统提供统一的时间，从而实现时间同步。

八)接口模块，为待检测系统，包括软件系统、技术方法、设备而设立的接口，通过接口可以将待检测的软件系统、技术方法、设备接入模拟仿真系统并进行信息交流和互动。

本实施例中接口模块为控制模拟模块与待检测系统的接口，用于控制模拟模块与待检测系统的实时信息交互。

九)图13示出了采用上述模拟模块构建的含分布式电源的多电源多级配电网模拟仿真系统的拓扑结构及主要设备。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (15)

1.一种复杂配电网模拟仿真系统，所述系统包括电网模拟模块和电源模拟模块，其特征在于，所述系统包括分别与所述电网模拟模块连接的负荷模拟模块、控制模拟模块、事件/检测模拟模块、保护模拟模块和接口模块；所述电源模拟模块分别与所述控制模拟模块、所述保护模拟模块和同步模块连接；所述同步模块与所述接口模块连接；

所述电源模拟模块包括电网电源模拟单元和分布式电源模拟单元；所述电网电源模拟单元的数目至少为1；

所述电网电源模拟单元包括电力电子逆变电源、升压变压器和储能单元；

所述电力电子逆变电源的供电方式包括：用交-直-交逆变器将供电电网中的交流电源直接变换为所述系统需要的交流电源；以及分别用交-直逆变器和直-交逆变器，将供电电网中的交流电源转换为直流电源后再转换为所述系统需要的交流电源；

所述交-直逆变器输出的直流电源为所述电网模拟模块中直流电网的供电电源；

所述电力电子逆变电源的输出模式包括三相三线输出模式、三相四线输出模式、三通道独立输出模式和单相并联输出模式；所述三通道独立输出模式为三路单相电压分别独立输出；所述单相并联输出模式为三路单相电压并联输出；

所述电力电子逆变电源的输出控制方式包括恒定控制方式和模拟同步发电机控制方式；所述恒定控制方式为所述电源输出的电压、电流和频率依据设定值输出；所述模拟同步发电机控制方式为模拟同步发电机的出力、调频和调压特性调整所述电源输出的电压、电流和频率；

所述升压变压器的绕组设置有高压侧、中压侧和低压侧；所述电力电子逆变电源接入所述中压侧或低压侧；

所述储能单元，用于模拟当功率逆向时从所述系统吸收有功功率。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分布式电源模拟单元的供电方式包括统一模式和独立模式；

所述统一模式为，电力电子逆变电源的交-直-交逆变器从电网取电后，依据电力电子逆变电源的输出控制方式模拟不同类型的分布式电源；恒定控制方式用于模拟光伏发电、光热放电和风力发电；模拟同步发电机控制方式用于模拟燃气轮机发电；

所述独立模式为，电力电子逆变电源模拟燃气轮机发电，用交-直逆变器和直-交逆变器对电网中交流电源转换以模拟光伏发电和光热发电，用电动机拖动发电机模拟风力发电。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电网模拟模块包括变电站模拟模块和电力线路模拟模块；所述变电站模拟模块包括模拟主变压器、模拟接地单元和模拟开关；所述电力线路模拟模块包括模拟馈线、模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟主变压器与电源模拟模块连接，对模拟电源升压或降压；所述模拟主变压器为三相绕组变压器和双相绕组变压器的任一种变压器；所述模拟变压器的高压侧绕组为三角形连接和星形连接的任一种连接方式，中压侧绕组和低压侧绕组为星形连接，绕组上设置有中性点抽头；所述模拟主变压器的出线端包括至少三回线路。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟接地单元与所述模拟主变压器的中性点抽头连接，用于模拟所述模拟主变压器的接地装置；所述模拟接地单元包括独立设置的电阻和电抗，以及两组接地线；所述电阻和电抗用于调节所述模拟主变压器的接地阻抗；一组所述接地线接入大地，另一组所述接地线与大地绝缘。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟开关，用于模拟所述变电站模拟模块和所述电力线路模拟模块中模拟馈线上的断路器、分段器、负荷开关、熔断器和隔离开关；所述模拟开关的两侧安装有电压互感器，任一侧安装有电流互感器；

所述模拟开关的布置方式包括固定安装式和集中安装式；所述固定安装式为，将所述模拟开关分别与所述模拟主变压器、所述模拟馈线、所述模拟变压器、所述模拟无功补偿单元和所述模拟调压单元固定连接；所述集中安装式为，将所有模拟开关集中放置在至少一个开关柜内，每个开关柜相互独立。

7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟馈线，用于模拟三相架空线路和三相电缆；所述模拟馈线包括电阻、电抗和电容，用于模拟实际线路的参数；所述电容设置有开关，用于旁路所述模拟馈线；所述模拟馈线模拟的线路上设置有线路长度调整段点；所述线路长度调整段点，用于接入所述模拟开关、模拟变压器、模拟无功补偿单元和模拟调压单元。

8.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟变压器，用于模拟配电变压器和隔离变压器；所述模拟变压器为双相绕组变压器；所述模拟变压器的高压侧绕组为三角形连接和星形连接的任一种连接方式，低压侧绕组为星形连接。

9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述模拟无功补偿单元采用低压无功补偿装置，所述模拟调压单元采用调压装置。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负荷模拟模块包括线性负荷单元和电力电子逆变负荷单元；

所述电力电子逆变负荷单元与所述电源模拟模块的出线连接，依据人工设定的负荷响应特性吸收有功功率和无功功率；

所述线性负荷单元包括可编程低压负荷装置和变压器；所述可编程低压负荷装置的可编程低压负荷包括可编程RLC负荷、可编程RL负荷、可编程RC负荷和电动机模型负荷；所述电动机模型负荷为低压电动机；

所述变压器通过调整变比，提高或降低所述可编程低压负荷的额定容量；所述额定容量的调整量ΔW的计算公式为：

$\mathrm{\Δ}W=\frac{W_N\×U^2}{U_N}---\left(1\right)$

式(1)中，所述W_N为线性负荷单元的初始额定容量，所述U_N为线性负荷单元的初始额定电压，所述U为线性负荷单元的运行电压。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述事件/检测模拟模块的事件模拟包括故障模拟、风险模拟、电网性能模拟、安全稳定模拟和设备动作模拟；

所述故障模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线和二相断线，所述故障模拟用故障模拟装置实现；

所述风险模拟包括三相短路、二相短路、单相接地短路、单相断线、二相断线、线路绝缘老化和导线参数变化，所述风险模拟用风险模拟装置实现；

所述设备动作模拟包括负荷投切、分布式电源投切、空载长线投切、开关投切、变压器投切和充电/储能装置投切，所述设备动作模拟用模拟开关的关断和闭合实现；

所述电网性能模拟包括过压、过负荷、低电压、三相不平衡、无功不足、电压暂降、电压闪变、电压波动和谐波干扰；所述安全稳定模拟包括电压崩溃和电压失稳；

所述电网性能模拟和所述安全稳定模拟，通过调节所述电源模拟模块和所述负荷模拟模块的输出实现；

所述事件/检测模拟模块的检测模块包括与待检测系统相应的物理接口；所述物理接口将所述待检测系统接入所述电网模拟模块，并采集接入点电压和电流。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保护模拟模块包括设备保护装置和电网模拟保护系统；

所述设备保护装置，检测电力设备的温度和电压，当温度超过温度阈值或电压超过电压阈值时，断开模拟开关将所述电力设备从模拟电网中切除；

所述电网模拟保护系统包括断路器继电保护单元、电压/电流检测单元和故障分析单元；结合所述控制模拟模块监测到的模拟电网的故障特征，所述断路器继电保护单元和所述故障分析单元依据设定的保护动作规则和故障诊断分析程序，控制所述模拟开关跳闸或合闸动作，从而实现模拟电网保护。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模拟模块包括低压电压互感器、低压电流互感器、通信单元、终端单元和监测/控制单元；

所述终端单元，用于模拟电网中的配电变压器监测终端、馈线终端装置、无线终端设备和智能终端设备；

所述监测/控制单元通过通信单元与模拟电网中的电力设备连接，包括调节电源和负荷的功率、运行方式；修改线路和开关的参数；监视并展示模拟电网的实时运行信息；通过接口模块与待检测系统的配电自动化单元、故障诊断分析单元相关联，将所述实时运行信息发送到所述待检测系统，将所述待检测系统对所述电源模拟模块和所述负荷模拟模块的控制指令发送到需要执行控制指令的电力设备。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口模块为所述控制模拟模块与待检测系统的接口，用于所述控制模拟模块与所述待检测系统的实时信息交互。

15.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同步模块，用于保证所述电源模拟模块之间的时间同步以及待检测系统和所述控制模拟模块之间的时间同步；

所述同步模块的实现方式包括：

方式一：将所述电源模拟模块、所述待检测系统和所述控制模拟模块的接口模块与网络连接，用网络授时实现时间同步；

方式二：所述同步模块向需要执行控制指令的电力设备发送触发信号，所述电力设备接收到所述触发信号后立刻执行所述控制指令，从而实现时间同步；

方式三：所述同步模块通过局域网或RS485接口与所述电源模拟模块、所述待检测系统连接，向所述电源模拟模块和所述待检测系统提供统一的时间，从而实现时间同步。