CN106527181A - 一种基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，包括故障仿真软件、具备仿真功能的新型配电自动化终端、对时设备和通信网络。故障仿真软件安装于主站后台电脑，是一款离线软件，可以根据配网架构和配置模拟各种运行工况，生成各配电自动化终端安装处的电量和开关量。新型配电自动化终端可以根据通信输入的电压和电流的有效值、相位生成模拟量采样值，根据开入量状态生成开入采样值。故障仿真软件将生成的模拟数据、开关数据和设定的时间数据发送到配电自动化终端，经过GPS校时的新型配电终端根据时间数据在指定时刻生成相应的模拟量和开关量数据，从而在主站后台即可实现配网现场的系统级自动化测试。
Description
技术领域
本发明针对目前10kV配网设备的单设备检修测试模式，提出了配电网自动化系统的系统级仿真测试，可以用于现场定期的检修测试，也可用于配网控制算法的开发验证测试。
背景技术
随着经济的不断发展，对电网的供电可靠性和智能化要求越来越高。在构建了坚强输电网后，电网公司对与人们工作生活密切相关的配网系统的供电可靠性加快了技术升级，采用大量配电自动化终端和通信设备，实现了故障检测、故障定位、故障隔离和供电恢复的自动化处理方案。随着大量自动化设备的投入，对这些设备和系统功能的维护检测和功能验证带来了新的难题，目前的测试办法只能对现场的每台配电终端设备一台一台地进行三遥检测和通信检测，没有条件进行系统级的功能测试和验证。随着分布式配电终端的投入运行和自主控制策略的使用，定期进行系统性检修测试，就显得更有必要。
发明内容
针对目前配网自动化系统现场只对单台终端设备的测试，而缺失对局部或整体系统的仿真测试，本发明提出了如下一种系统仿真测试技术方案。
本发明采用的技术方案为：一种基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，主要包括故障仿真软件、具备仿真功能的配电自动化终端、对时设备和通信网络。故障仿真软件根据配网架构和配置，模拟需要仿真测试的运行工况，生成各配电自动化终端安装处的电量(电压、电流有效值和相位)和开关量(开关位置和投退压板)，并通过通信网络下发给配电终端。配电自动化终端在通信中给出的指定时刻，并根据接收到的电压和电流有效值、相位生成模拟量采样值，根据开入量状态生成开入采样值，从而仿真配网运行的各种工况，评估和测试配网系统的自动化功能和性能。
上述基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方案，其进一步特征在于：故障仿真软件可以绘制配网接线图，输入电网参数(电源参数、线路参数、负载参数)和故障参数，可以查看各配电终端所在位置的电压电流仿真数据并以曲线图表方式直观表示。新型配电自动化终端在仿真状态产生的模拟量和开关量采样值，与实际运行产生的数据一样，可以输送给配电终端的逻辑程序进行计算、逻辑判断和录波。新型配电自动化终端具备GPS校时功能，在仿真状态可以在指定时刻产生仿真数据。新型配电自动化终端具备运行状态和仿真状态，可以就地或远方通过通信进行状态转换，并且转换具备权限管理。故障仿真软件和新型配电自动化终端通过通信网络交换数据，包括仿真模拟量数据如电压、电流有效值和相位、开关量数据如开关位置和压板位置。
本发明创造的有益效果：本发明以一种基于通信网络的、由故障仿真软件离线生成配网各种工况数据并发送给各新型配电终端，由新型配电终端根据该数据模拟运行工况，从而达到可以在现场直接进行局部或全部配网仿真测试自动化功能和性能的目的，对提升配网控制逻辑的研发测试水平、以及定时进行配网自动化功能的检修测试提供了理想的解决方案。
本发明可以在主站后台即可实现配网现场的系统级自动化测试，简化了测试过程，实现了定期检验配网自动化系统可靠性的目的，也可以用于配网控制算法的实际验证。
附图说明
图1是本发明内容的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试框图。
图2是本发明实施例的新型配电终端仿真模块原理框图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，是本发明的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试框图。
在连接两个变电站的一条线路上有五台断路器，其中两台安装于变电站内。另外三台将线路分成了四段，联络开关DL5正常为分状态，这是一条最简单的配电线路。
线路上三台断路器旁边各安装一台配电终端，配电终端通过无线网络或光纤网络连接到控制中心—主站。配电终端外接GPS校时设备。配电终端可以采集线路电压、电流和开关位置上送到主站。当线路发生故障时配电终端可跳开断路器切断故障线路，或由变电站的出线开关DL1、DL2动作切断故障线路，同时配电终端将故障事件传送到主站，由主站进行故障点判别、遥控配电终端控制断路器进行故障隔离和恢复供电，也可以通过相互通信的配电终端协商进行故障点判断、故障隔离和恢复供电。
下面通过仿真测试系统分别仿真正常运行、线路L2上F点发生故障、断路器DL1跳闸切除故障、主站定位并控制DL3和DL4跳闸隔离故障、控制DL5合闸恢复线路L3供电、DL1重合闸恢复L1供电的整个过程来检验配电自动化过程是否符合设计要求。
第一步，在主站电脑上安装故障仿真软件，通过绘图界面绘制该线路图，设置变电站1、2在该线路的输出功率(电源)、线路L1-L4的参数(电阻、电感、电容)、负载参数(电阻、电感)。仿真输出数据包括三相电压、三相电流、零序电压和零序电流。
第二步，仿真开始，故障仿真软件通过光纤通道向配电终端FTU1、FTU2和FTU3输出同一时刻的电压、电流的幅值和相位，在仿真状态的各配电终端收到数据后在主站规定的同一时刻点模拟输出电压电流采样点数据，线路进入正常运行。
第三步，故障仿真软件模拟F点发生A相接地故障，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入故障状态。FTU1检测到故障后向主站发送故障信息。
第四步，故障仿真软件收到故障信息后，模拟DL1跳闸后工况，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入故障切除状态。主站软件经过逻辑运算判断出F点发生故障，控制DL3、DL4跳闸隔离故障，控制DL5合闸恢复L3线路供电。
第五步，故障仿真软件模拟DL1重合闸动作恢复L1线路供电，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入恢复非故障区供电状态。
第六步，结束仿真状态。
配电终端的仿真数据生成框图，如图2所示。
本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (9)
1.一种基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，它包括故障仿真软件、具备仿真功能的新型配电自动化终端、对时设备和通信网络，其特征在于：故障仿真软件安装于配电主站后台系统，根据配网架构和配置，模拟需要仿真测试的各种运行工况，生成各配电自动化终端安装处的电量(电压、电流有效值和相位)和开关量(开关位置和投退压板)，并通过通信网络下发给具备仿真功能的新型配电自动化终端；具备仿真功能的新型配电自动化终端在指定时刻，根据接收到的电压和电流有效值、相位生成模拟量采样值，根据开入量状态生成开入采样值，从而仿真配网设备运行的各种工况数据。
2.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：所述电量包括电压和电流有效值、相位生成模拟量采样值；所述开关量数据包括开关位置和投退压板位置。
3.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：故障仿真软件和新型配电自动化终端通过通信网络交换数据，包括仿真模拟量数据如电压、电流有效值和相位、开关量数据如开关位置和压板位置。
4.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：故障仿真软件能够绘制配网接线图，输入电网参数(电源参数、线路参数、负载参数)和故障参数。
5.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：故障仿真软件能够查看各配电终端所在位置的电压电流数据并以曲线图表方式直观表示。
6.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：新型配电自动化终端具备运行状态和仿真状态，能够就地或远方通过通信进行状态转换，并且转换具备权限管理。
7.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：新型配电自动化终端在仿真状态产生的模拟量和开关量采样值，与实际运行产生的数据一样，能够输送给配电终端的逻辑程序进行计算、逻辑判断和录波。
8.根据权利要求1所述的基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，其特征在于：新型配电自动化终端具备GPS校时功能，在仿真状态能够在指定时刻产生仿真数据。
9.一种基于通信网络的配电自动化系统仿真测试方法，它包括故障仿真软件、具备仿真功能的新型配电自动化终端、对时设备和通信网络，其特征在于：在连接变电站的线路上有多台断路器，线路上各台断路器旁边各安装一台配电终端，配电终端通过无线网络或光纤网络连接到控制中心—主站，配电终端外接GPS校时设备，配电终端采集线路电压、电流和开关位置上送到主站，当线路发生故障时配电终端跳开断路器切断故障线路，或由变电站的出线开关动作切断故障线路，同时配电终端将故障事件传送到主站，由主站进行故障点判别、遥控配电终端控制断路器进行故障隔离和恢复供电，或者通过相互通信的配电终端协商进行故障点判断、故障隔离和恢复供电；
第一步，在主站电脑上安装故障仿真软件，通过绘图界面绘制该线路图，设置变电站在该线路的输出功率(电源)、线路各段的参数(电阻、电感、电容)、负载参数(电阻、电感)；仿真输出数据包括三相电压、三相电流、零序电压和零序电流；
第二步，仿真开始，故障仿真软件通过光纤通道向各配电终端输出同一时刻的电压、电流的幅值和相位，在仿真状态的各配电终端收到数据后在主站规定的同一时刻点模拟输出电压电流采样点数据，线路进入正常运行；
第三步，故障仿真软件模拟某点发生A相接地故障，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入故障状态，对应的配电终端检测到故障后向主站发送故障信息；
第四步，故障仿真软件收到故障信息后，模拟断路器跳闸后工况，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入故障切除状态，主站软件经过逻辑运算判断出某点发生故障，控制该点两端的断路器跳闸隔离故障，控制断路器合闸恢复某线路供电；
第五步，故障仿真软件模拟跳闸的断路器重合闸动作恢复该线路供电，并向各配电终端发送电压、电流的幅值和相位，线路进入恢复非故障区供电状态；
第六步，结束仿真状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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