CN112583119A - 一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，包括模拟主站、存量台区模拟系统和增量台区模拟系统；所述模拟主站系统与存量台区模拟系统和增量台区模拟系统分别连接。本发明有效简化了模拟台区数据传输及处理能力得到极大的提升，并解决了云边协同机制的问题。

Description

一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统

技术领域

本发明属于配电物联网领域，具体涉及一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统。

背景技术

低压配电网是电力物联网系统中与用户联系最为密切的一环，配电台区分布广泛、设备众多、形势复杂、云边协同机制无法得到验证，缺少高效的监测控制方法。低压配电网运行的质量直接影响着电力用户的用电体验。近年来，伴随着我国社会经济的健康发展和人们对美好生活的向往，用户越来越追求更高的供电服务质量，对于电能质量差、停电次数多等情况的投诉反馈的数量日益增多，对于诉求的响应时间的限制更加敏感。随着电力体制改革的进一步推进，如果无法有效解决以上问题，不仅电网公司的客户会减少，企业形象也会受到影响。

同时，现有技术方案是采用检测装置系统手动进行单个边设备/端设备基本功能和性能测试，从而保障边端设备现场运行可靠性，但一种检测装置系统只能检测一类设备的功能和性能，起不到自动检测和实际运行联调验证。一般方式检测装置系统根据设定的检测项目，手动制定测试计划，系统分析检测项目具体测试需求，依据搭建测试环境，包括测试环境的部署，模拟环境的资源准备等；设计测试用例，测试用例包括具体的测试步骤，测试数据的输入、输出，测试动作的响应等编写测试脚本；检测管理系统管理自动测试脚本的依次执行；执行过程中同步运行信息；执行完成后，记录单个边/端设备测试结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，有效简化了模拟台区数据传输及处理能力得到极大的提升，并解决了云边协同机制的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，包括模拟主站、存量台区模拟系统和增量台区模拟系统；所述模拟主站与存量台区模拟系统和增量台区模拟系统分别连接。

进一步的，所述低压智能台区模拟平台系统还包括台区配变监测模块、台区故障定位模块、拓扑关系自动识别模块、精益化线损分析模块、台区阻抗分析模块、分支线路监测模块、低压智能开关接入模块以及电能质量监测和调节模块。

进一步的，所述存量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元。

进一步的，所述配电单元包括智能融合终端和智能电容控制器；所述智能融合终端设置于对应台区变压器侧，用于模拟低压配网台区集中和分散安装的设备进行统一的管理和优化；

所述出线单元包括第一分支线路监测终端，所述分支线路监测终端设置于对应出线柜侧，用于模拟出线柜线路监测；

所述分支单元包括第二分支线路监测终端和交采扩展单元，所述第二分支线路监测终端和交采扩展单元设置对应分支箱侧用于模拟两路分支箱分支线路监测。

进一步的，所述表箱单元包括电能表、多/单表位表箱监测单元、电源感知模块、微断路器和壳断路器；所述电源感知模块、多/单表位表箱监测单元、电能表和微断路器分别连接；所述壳断路器与电能表、多/单表位表箱监测单元分别连接；所述电能表用于模拟实际台区多表位表箱和单表位表箱；所述多/单表位表箱监测单元设置于对应表箱，实现监测电表箱进线的用电信息，扩展电源感知模块实现对表后空开侧的停复电情况进行监控。

进一步的，所述增量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元；所述配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元分别对应配置智能融合终端、智能塑壳断路器、智能微断和载波智能电表。

进一步的，所述模拟主站基于IEC61850或者cim规范定义的拓扑模型简化，通过二次设备地址标记设备对象，定义相位属性标记拓扑相位，具体为：

其中台区为边设备，分支侧和表箱侧为分支监测终端或者智能开关等端设备，用户侧为电能表；通过规范和轻量化标记实例化模型，云边定义保持完全一致，边设备识别到的拓扑结构，实例化为json对象，上报至云主站，主站基于一致的描述解析出拓扑。

进一步的，所述模拟主站还包括档案管理模块、台区拓扑展示模块、用电数据模块、用电事件模块以及APP功能检测模块；

所述档案管理模块，用于档案导入导出，增删改查、同步；

所述台区拓扑展示模块，用于利用百度离线地图展示台区拓扑，按沿布图形式展示，可结合拓扑自动识别结果实时更新；

所述用电数据模块，用于查询历史用电数据，按图形和图表形式呈现。计算分段线损，分析三相不平衡情况及阻抗分析；

所述用电事件模块，用于查询用电事件，统计故障数据。停复电告警与故障定位；

所述APP功能检测模块，用于融合终端安装的APP功能检测，依据APP处理的主要业务验证融合终端是否安装了相关APP，同时可输出检测结果。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明效简化了模拟台区数据传输及处理能力得到极大的提升；

2、本发明并解决了云边协同机制的问题。

附图说明

图1是本发明整体架构示意图；

图2是本发明一实施例中模拟主站的拓扑模型示意图；

图3是本发明一实施例中模拟主站的功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，由屏柜组合+设备分布安装方式构成，包括智能融合终端（边设备）、分支终端（端设备）、多表表箱监测单元（端设备）、塑壳断路器（端设备）、电表（端设备）等低压电气设备实物和服务器、显示屏等演示主站电子设施构成。包括模拟主站、存量台区模拟系统和增量台区模拟系统；所述模拟主站与存量台区模拟系统和增量台区模拟系统分别连接。模拟主站、存量台区模拟系统和增量台区模拟系结合实际网架的变台侧、出线、分支、表箱及用户等；可以替换边端设备用于测试边端接入问题和验证云边协同机制。

在本实施例中，所述低压智能台区模拟平台系统还包括台区配变监测模块、台区故障定位模块、拓扑关系自动识别模块、精益化线损分析模块、台区阻抗分析模块、分支线路监测模块、低压智能开关接入模块以及电能质量监测和调节模块。

台区配变监测模块，用于实现变压器出线数据采集（电压、电流、功率、电量、谐波等用电信息）、电能质量监测、台区停复电事件监测。

台区故障定位模块，采用分级监测的设计，用于对停复电事件的精准研判及预警，实现“变—线—箱—户”四个层级的停复电监测、分析、判断和上报；智能融合终端负责台区级停复电监测、分支线路监测终端/分支智能塑壳开关负责线路停复电监测、（单）多表位监测终端/表箱智能塑壳开关负责表箱停复电监测，并通过电源感知模块/智能微断对表后空开位置进行用户的停复电监测。所有停复电事件都上送到智能融合终端，经过终端中的应用软件进行统计、分析、判断和过滤，最终按（单）多户、表箱、分支线、台区等各层次停电事件主动上报到主站系统。从而实现了停复电后快速定位用户范围、快速恢复低压供电，全面支撑低压故障的快速抢修和供电可靠性分析。

拓扑关系自动识别模块，采用低压配电台区拓扑，一方面用于对变压器、分支箱、表箱及用户空开停电事件进行实时监测，快速上报，并能在拓扑图上实时显示，可快速准确定故障点，及时抢修，变被动抢修为主动服务。另一方面用于识别台区与表箱、支路与表箱之间的归属拓扑关系，实现拓扑结构实时、准确上报，实现“线-变-分支-表箱-户表”关系全贯通。自动生成配电网拓扑，解决台区前清后乱问题。为动态监测台区电压，台区和分支箱的三相不平衡、线路配变的空载过载，台区线损、台区分相线损、分支箱线损，准确把握配电网薄弱点，为配电网科学规划、业扩工程、反窃电、台变分装以及停电抢修、智能停电通知到户等提供可靠数据支撑，实现主动抢修的智能感知。

精益化线损分析模块，用于通过直接采集配网中各进、出线上的电压、电流和电量数据和智能电表中获取的电压、电流和电量数据结合网架模型分析，按照设定的统计关系，分层级的统计各线路的线损，计算台区总的、分路、分段的线损，实现按照设定线损阈值进行快速告警。

台区阻抗分析模块，用于通过对末端、节点的低压末端终端、分支终端、智能融合终端等设备所采集的实时与历史运行数据，计算和分析台区低压各节点的回路阻抗，末端计算并存储阻抗曲线，由智能融合终端定时抄读曲线数据，上送至模拟主站，由主站展现阻抗曲线和趋势，预防线缆老化而产生的故障。

分支线路监测模块，用于对台区出线侧、分支箱侧、表箱侧的分支线路终端、（单）多表位监测终端等设备通过HPLC方式进行信息采集，实现对低压分支线路各结点电压电流等用电信息和设备运行状态的监测和管理以及停上电故障监测。

低压智能开关接入模块，用于接入低压智能开关，定时采集低压智能开关的基本瞬时数据（电压、电流、功率、电量等），同时监测开关状态以及停上电信息。

电能质量监测和调节模块，用于监测模拟台区电能质量，对台区用电数据分析计算，通过智能融合终端与智能电容器装置实现对电能质量调节功能。

在本实施例中，存量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元。

配电单元包括智能融合终端和智能电容控制器；所述智能融合终端设置于对应台区变压器侧，用于模拟低压配网台区集中和分散安装的设备进行统一的管理和优化；

出线单元包括第一分支线路监测终端，所述分支线路监测终端设置于对应出线柜侧，用于模拟出线柜线路监测；

分支单元包括第二分支线路监测终端和交采扩展单元，所述第二分支线路监测终端和交采扩展单元设置对应分支箱侧用于模拟两路分支箱分支线路监测。

表箱单元包括电能表、多/单表位表箱监测单元、电源感知模块、微断路器和壳断路器；所述电源感知模块、多/单表位表箱监测单元、电能表和微断路器分别连接；所述壳断路器与电能表、多/单表位表箱监测单元分别连接；所述电能表用于模拟实际台区多表位表箱和单表位表箱；所述多/单表位表箱监测单元设置于对应表箱，实现监测电表箱进线的用电信息，扩展电源感知模块实现对表后空开侧的停复电情况进行监控。

在本实施例中，增量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元；所述配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元分别对应配置智能融合终端、智能塑壳断路器、智能微断和载波智能电表。

在本实施例中，参考图2，模拟主站基于IEC61850或者cim规范定义的拓扑模型简化，通过二次设备地址标记设备对象，定义相位属性标记拓扑相位，具体为：按照台区低压侧电力拓扑特点，其拓扑可按照如下结构建模：其中台区为边设备，分支侧和表箱侧为分支监测终端或者智能开关等端设备，用户侧为电能表。通过规范和轻量化标记实例化模型，云边定义保持完全一致，边设备识别到的拓扑结构，实例化为json对象，上报至云主站，主站基于一致的描述解析出拓扑。

模拟主站通过导入一次信息，如线路名称，用户编号等，并进行拓扑绑定，按照模型绘制拓扑图，结合GIS信息呈现台区完整拓扑；

模拟主站通过拓扑承载与之相关的业务数据，如分段线损，阻抗数据，带定位的故障信息。边设备通过监控各节点数据，运行状态，计算量测值，判断故障和定位，通过扩展拓扑属性承载业务数据，上报主站，主站基于一致的描述解析出数据。

参考图3，在本实施例中，所述模拟主站还包括档案管理模块、台区拓扑展示模块、用电数据模块、用电事件模块以及APP功能检测模块；

所述档案管理模块，用于档案导入导出，增删改查、同步；

所述台区拓扑展示模块，用于利用百度离线地图展示台区拓扑，按沿布图形式展示，可结合拓扑自动识别结果实时更新；

所述用电数据模块，用于查询历史用电数据，按图形和图表形式呈现。计算分段线损，分析三相不平衡情况及阻抗分析；

所述用电事件模块，用于查询用电事件，统计故障数据。停复电告警与故障定位；

所述APP功能检测模块，用于融合终端安装的APP功能检测，依据APP处理的主要业务验证融合终端是否安装了相关APP，同时可输出检测结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，包括模拟主站、存量台区模拟系统和增量台区模拟系统；所述模拟主站与存量台区模拟系统和增量台区模拟系统分别连接。

2.根据权利要求1所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述低压智能台区模拟平台系统还包括台区配变监测模块、台区故障定位模块、拓扑关系自动识别模块、精益化线损分析模块、台区阻抗分析模块、分支线路监测模块、低压智能开关接入模块以及电能质量监测和调节模块。

3.根据权利要求1所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述存量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元。

4.根据权利要求3所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述配电单元包括智能融合终端和智能电容控制器；所述智能融合终端设置于对应台区变压器侧，用于模拟低压配网台区集中和分散安装的设备进行统一的管理和优化；

所述出线单元包括第一分支线路监测终端，所述分支线路监测终端设置于对应出线柜侧，用于模拟出线柜线路监测；

所述分支单元包括第二分支线路监测终端和交采扩展单元，所述第二分支线路监测终端和交采扩展单元设置对应分支箱侧用于模拟两路分支箱分支线路监测。

5.根据权利要求3所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述表箱单元包括电能表、多/单表位表箱监测单元、电源感知模块、微断路器和壳断路器；所述电源感知模块、多/单表位表箱监测单元、电能表和微断路器分别连接；所述壳断路器与电能表、多/单表位表箱监测单元分别连接；所述电能表用于模拟实际台区多表位表箱和单表位表箱；所述多/单表位表箱监测单元设置于对应表箱，实现监测电表箱进线的用电信息，扩展电源感知模块实现对表后空开侧的停复电情况进行监控。

6.根据权利要求1所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述增量台区模拟系统包括依次连接的配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元；所述配电单元、出线单元、分支单元和表箱单元分别对应配置智能融合终端、智能塑壳断路器、智能微断和载波智能电表。

7.根据权利要求1所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述模拟主站基于IEC61850或者cim规范定义的拓扑模型简化，通过二次设备地址标记设备对象，定义相位属性标记拓扑相位，具体为：

其中台区为边设备，分支侧和表箱侧为分支监测终端或者智能开关等端设备，用户侧为电能表；通过规范和轻量化标记实例化模型，云边定义保持完全一致，边设备识别到的拓扑结构，实例化为json对象，上报至云主站，主站基于一致的描述解析出拓扑。

8.根据权利要求7所述的基于智能融合终端的低压智能台区模拟平台系统，其特征在于，所述模拟主站还包括档案管理模块、台区拓扑展示模块、用电数据模块、用电事件模块以及APP功能检测模块；

所述档案管理模块，用于档案导入导出，增删改查、同步；

所述台区拓扑展示模块，用于利用百度离线地图展示台区拓扑，按沿布图形式展示，可结合拓扑自动识别结果实时更新；

所述用电数据模块，用于查询历史用电数据，按图形和图表形式呈现;

计算分段线损，分析三相不平衡情况及阻抗分析；

所述用电事件模块，用于查询用电事件，统计故障数据;

停复电告警与故障定位；

所述APP功能检测模块，用于融合终端安装的APP功能检测，依据APP处理的主要业务验证融合终端是否安装了相关APP，同时可输出检测结果。

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