CN112305340B - 一种低压配电物联网真型试验平台 - Google Patents

一种低压配电物联网真型试验平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压配电物联网真型试验平台，配变侧、线路侧、用户侧依次连接；配变侧包括配电变压器、多条低压出线、低压智能开关、光伏、储能、充电桩和无功补偿装置等；线路侧包括第一分支箱、第二分支箱、第三分支箱、电缆网、三相线路模拟阻抗、故障模拟试验箱；用户侧包括通过多路低压出线接单相/三相可编程模拟负载或光储一体机。本发明可模拟仿真低压配电网正常运行工况和三相负荷不平衡、低电压、过负荷、停电、断线、接地等异常工况，可实现低压台区全景监测、低压拓扑自动识别、低压故障定位、台区负荷预测、台区综合能源协调控制、电压质量治理及电动汽车有序充电等高级功能的测试与验证。

Description

一种低压配电物联网真型试验平台
技术领域
本发明涉及一种低压配电物联网真型试验平台，属于电力系统的真型试验研究技术领域。
背景技术
低压配电网作为供电服务的“最后一公里”，直接面向客户，具有管理需求变化快、管理设备规模大、服务要求高等特点，为不断加强对低压配网的精益化管理能力，全面提升客户服务和配网运营管理水平，迫切需要打造一种低压配电物联网真型试验平台。
试验平台需综合考虑低压配电物联网技术新、场景多、要素全等特点，搭建涵盖光伏、储能、充电桩、三相不平衡负荷等要素在内，并具备完整物理拓扑结构，因此，如何搭建这样一个真型试验平台，开展各种应用场景下的设备和系统应用测试试验验证，是本领域技人员急需要解决的技术问题。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足和技术问题，本发明提供一种低压配电物联网真型试验平台。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种低压配电物联网真型试验平台，包括：配变侧、线路侧、用户侧，所述配变侧用于对配电变压器低压侧通过低压母线对电流进行分流，并通过各控制装置对电网的相关数据进行采集，相关设备进行控制；所述线路侧用于通过分支电路传输经低压母线分流的电流，并模拟分支电路中的阻抗、量测、保护，感知分支电路中的故障；所述用户侧用于模拟分支电路末端的负荷、故障、分布式电源。
所述配变侧包括配电变压器、多路低压出线，所述配电变压器低压侧通过断路器与低压母线相连接，低压母线上连接有无功补偿装置、智能配变终端、集中器、换相开关主机、多路低压出线，一路低压出线通过低压智能开关与储能相连接，一路低压出线通过低压智能开关与光伏相连接，一路低压出线通过低压智能开关与充电桩相连接，至少一路低压出线通过低压智能开关与低压故障传感器相连接后接入线路侧；
所述线路侧包括多个分支箱，至少一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接第一分支箱，第一分支箱至少一路输出端连接有三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接有第二分支箱；至少一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接第三分支箱；
所述用户侧包括：单相可编程模拟负荷、三相可编程模拟负荷、光储一体机、故障模拟试验箱，第二分支箱至少一路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第二分支箱至少一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第三分支箱至少一路输出端通过光储一体机并联有储能、光伏；第三分支箱至少一路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第三分支箱至少一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第二分支箱或第三分支箱均至少有一路输出端连接有故障模拟试验箱。
作为优选方案，所述智能配变终端用于配电变压器监测，通过本地通信模块与台区传感器、采集终端进行信息交互，并对台区低压智能开关、无功补偿装置进行控制，同时能够将采集的实时数据进行边缘计算应用，并能通过远端通信模块与配电云主站进行信息交互。
作为优选方案，所述集中器用于汇集用户侧表箱采集数据，上送至用电信息采集系统。
作为优选方案，所述换相开关主机用于对台区换相开关进行控制，并与智能配变终端进行信息交互。
作为优选方案，所述三相线路模拟阻抗用于任意设置线路等值电阻R、等值电抗X。
作为优选方案，所述低压智能开关用于量测、保护，并与智能配变终端进行信息交互。
作为优选方案，所述低压故障传感器用于对线路故障进行感知、能对线路拓扑进行识别，并与智能配变终端进行信息交互。
作为优选方案，所述单相可编程模拟负荷用于对单相负荷特性进行模拟；三相可编程模拟负荷用于对三相负荷特性进行模拟。
作为优选方案，所述光储一体机用于模拟光伏以及储能运行工况，包括光伏的发电或储能的充放电工况。
作为优选方案，所述故障模拟试验箱用于对线路短路、接地、断相故障进行模拟。
有益效果：本发明提供的一种低压配电物联网真型试验平台，具备的功能包括：可用于模拟仿真低压配电网正常运行工况和三相负荷不平衡、低电压、过负荷、停电、断线、接地等异常工况，可实现低压台区全景监测、低压拓扑自动识别、低压故障定位、台区负荷预测、台区综合能源协调控制、电压质量治理及电动汽车有序充电等高级功能的测试与验证。为解决配电网现场实际问题提供真型试验环境；为新设备的挂网运行、接入测试提供实景验证场景；为通信设备的接入测试提供实景验证场景；为低压配电物联网应用APP的功能测试提供实景验证场景，深化云、大、物、移等前沿科技在配电网中的应用。
附图说明
图1为本发明真型试验平台的结构示意图。
实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种低压配电物联网真型试验平台，包括配变侧、线路侧、用户侧，配变侧、线路侧、用户侧依次连接。
所述配变侧包括配电变压器、多路低压出线、低压智能开关、光伏、储能、充电桩和无功补偿装置、智能配变终端、集中器、换相开关主机；所述配电变压器低压侧通过断路器与低压母线相连接，低压母线上连接有无功补偿装置、智能配变终端、集中器、换相开关主机、多路低压出线，一路低压出线通过低压智能开关与储能相连接，用于电能的存储，一路低压出线通过低压智能开关与光伏相连接，用于光伏向电网送电，一路低压出线通过低压智能开关与充电桩相连接，用于向外在设备进行充电，二路低压出线通过低压智能开关与低压故障传感器相连接后接入线路侧。
智能配变终端用于配电变压器监测，通过本地通信模块与台区传感器、采集终端进行信息交互，并对台区低压智能开关、无功补偿装置进行控制，同时能够将采集的实时数据进行边缘计算应用，并能通过远端通信模块与配电云主站进行信息交互；集中器用于汇集用户侧表箱采集数据，上送至用电信息采集系统；换相开关主机用于对台区换相开关进行控制，并与智能配变终端进行信息交互。
所述线路侧包括多个分支箱、电缆网、三相线路模拟阻抗。一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接第一分支箱1，第一分支箱1至少一路输出端连接有三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接有第二分支箱2；一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接第三分支箱3。
三相线路模拟阻抗用于任意设置线路等值电阻R、等值电抗X；低压智能开关用于量测、保护，并与智能配变终端进行信息交互；低压故障传感器用于对线路故障进行感知、能对线路拓扑进行识别，并与智能配变终端进行信息交互。
所述用户侧包括：单相可编程模拟负荷、三相可编程模拟负荷、光储一体机；第二分支箱2的三路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第二分支箱2的一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第三分支箱3的一路输出端通过光储一体机并联有储能、光伏；第三分支箱3的一路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第三分支箱3的一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第二分支箱2和第三分支箱3均有一路输出端连接有故障模拟试验箱。
单相可编程模拟负荷用于对单相负荷特性进行模拟；三相可编程模拟负荷由三个单相可编程模拟负荷组合而成，且三个单相可编程模拟负荷可独立设置，用于对三相负荷特性进行模拟；光储一体机用于模拟光伏以及储能运行工况，包括光伏的发电或储能的充放电工况。故障模拟试验箱用于对线路短路、接地、断相故障进行模拟。
实施例
配变侧包括配电变压器、6路低压出线、低压智能开关、光伏、储能、充电桩和无功补偿装置、智能配变终端、集中器、换相开关主机；
配电变压器为10/0.4kV，配电变压器含三相出线温度传感器；配电变压器低压进线L1经0.4kV母线分支为6路支线：L2、L3、L4、L5、L6、L7，L7为备用线路；储能经低压智能开关接于支线L2；交流充电桩经低压智能开关接于支线L3；光伏经低压智能开关接于支线L4；低压故障传感器经低压智能开关串接于支线L5；低压故障传感器经低压智能开关串接于支线L6；支线L7经低压智能开关形成备用线路；换相开关主机对台区换相开关进行控制，并于智能配变终端进行信息交互；集中器汇集用户侧表箱采集数据，上送至用电信息采集系统；智能配变终端用于配电变压器监测，与台区传感器、终端进行信息交互，并对台区低压智能开关、无功补偿装置进行控制；无功补偿装置并联于0.4kV母线上。
线路侧包括第一分支箱、第二分支箱、第二分支箱、电缆网、三相线路模拟阻抗；
第一分支箱：支线L5经进线塑壳开关至0.4kV低压汇流母线，分支L8、L9、L10均接至该低压汇流母线；分支L8经低压智能开关串接于低压故障传感器；分支L9经低压智能开关串接于低压故障传感器；分支L10经低压智能开关串接于低压故障传感器。
第二分支箱：支线L9经三相线路模拟阻抗进线塑壳开关至0.4kV低压汇流母线，分支L11、L12、L13、L14、L15均接至该低压汇流母线；分支L11经低压智能开关串接至换相开关，换相开关串接至低压故障传感器；分支L12经低压智能开关串接至换相开关，换相开关串接至低压故障传感器；分支L13经低压智能开关串接至换相开关，换相开关串接至低压故障传感器；分支L14经低压智能开关串接至低压故障传感器。
第三分支箱：支线L6经三相线路模拟阻抗进线塑壳开关至0.4kV低压汇流母线，分支L16、L17、L18、L19均接至该低压汇流母线；分支L16经单相开关串接至低压故障传感器；分支L17经低压智能开关串接至低压故障传感器；分支L18经低压智能开关串接至低压故障传感器。
三相线路模拟阻抗能任意设置支路L9、L6线路等值电阻R、等值电抗X。
用户侧包括分别通过多路低压出线分别连接单相/三相可编程模拟负载或光储一体机、故障模拟试验箱。
第二分支箱输出端连接用户侧，单相用户表箱、微断开关、可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L11低压故障传感器下游；单相用户表箱、微断开关、可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L12低压故障传感器下游；单相用户表箱、微断开关、可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L13低压故障传感器下游；三相用户表箱、微断开关、三相可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L14低压故障传感器下游；分支L15经低压智能开关串接至故障模拟试验箱备用。
单相可编程模拟负荷可对单相负荷特性进行模拟，三相可编程模拟负荷由三个单相可编程模拟负荷组合而成，且三个单相可编程模拟负荷可独立设置。
第三分支箱输出端连接用户侧，光储一体机串接于支路L16低压故障传感器下游；储能、光伏并联于光储一体机下游；单相用户表箱、微断开关、可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L17低压故障传感器下游；三相用户表箱、微断开关、三相可编程模拟负荷依次串接后，接于支路L18低压故障传感器下游。分支L19经低压智能开关、低压故障传感器依次串接至故障模拟试验箱备用。
故障模拟试验箱能对支路L15或支路L19线路短路、接地、断相故障进行模拟。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种低压配电物联网真型试验平台，包括：配变侧、线路侧、用户侧，其特征在于：所述配变侧用于对配电变压器低压侧通过低压母线对电流进行分流，并通过各控制装置对电网的相关数据进行采集，相关设备进行控制；所述线路侧用于通过分支电路传输经低压母线分流的电流，并模拟分支电路中的阻抗、量测、保护，感知分支电路中的故障；所述用户侧用于模拟分支电路末端的负荷、故障、分布式电源；
所述配变侧包括配电变压器、多路低压出线，所述配电变压器低压侧通过断路器与低压母线相连接，低压母线上连接有无功补偿装置、智能配变终端、集中器、换相开关主机、多路低压出线，一路低压出线通过低压智能开关与储能相连接，一路低压出线通过低压智能开关与光伏相连接，一路低压出线通过低压智能开关与充电桩相连接，至少一路低压出线通过低压智能开关与低压故障传感器相连接后接入线路侧；
所述线路侧包括多个分支箱，至少一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接第一分支箱，第一分支箱至少一路输出端连接有三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接有第二分支箱；至少一路低压出线通过低压智能开关、低压故障传感器经电缆网连接三相线路模拟阻抗，三相线路模拟阻抗输出端连接第三分支箱；
所述用户侧包括：单相可编程模拟负荷、三相可编程模拟负荷、光储一体机、故障模拟试验箱，第二分支箱至少一路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第二分支箱至少一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第三分支箱至少一路输出端通过光储一体机并联有储能、光伏；第三分支箱至少一路输出端通过单相用户表箱、微断开关连接有单相可编程模拟负荷；第三分支箱至少一路输出端通过三相用户表箱、微断开关连接有三相可编程模拟负荷；第二分支箱或第三分支箱均至少有一路输出端连接有故障模拟试验箱；
所述智能配变终端用于配电变压器监测，通过本地通信模块与台区传感器、采集终端进行信息交互，并对台区低压智能开关、无功补偿装置进行控制，同时能够将采集的实时数据进行边缘计算应用，并能通过远端通信模块与配电云主站进行信息交互；
所述集中器用于汇集用户侧表箱采集数据，上送至用电信息采集系统；
所述换相开关主机用于对台区换相开关进行控制，并与智能配变终端进行信息交互；
所述三相线路模拟阻抗用于任意设置线路等值电阻R、等值电抗X；
所述低压智能开关用于量测、保护，并与智能配变终端进行信息交互；
所述低压故障传感器用于对线路故障进行感知、能对线路拓扑进行识别，并与智能配变终端进行信息交互；
所述单相可编程模拟负荷用于对单相负荷特性进行模拟；三相可编程模拟负荷用于对三相负荷特性进行模拟；
所述光储一体机用于模拟光伏以及储能运行工况，包括光伏的发电或储能的充放电工况；所述故障模拟试验箱用于对线路短路、接地、断相故障进行模拟。
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