CN114915017A - 一种配电物联网实训柜系统 - Google Patents

Abstract

本发明方案公开了一种配电物联网实训柜系统，包括物联网实训柜硬件系统、台区智能融合终端、线路监测终端，物联网实训柜硬件系统包括实训柜1、实训柜2和实训柜3，实训柜1、实训柜2和实训柜3通过网口与各个箱体中的信号源相连；实训柜系统分为本地硬件实训系统和云端模拟主站系统，互联互通，可实现台区拓扑识别，安装作业错误可以有效反馈错误信息，由于网络的互通，整个软件可实现网络的迭代升级；可以模拟台区各种工况来模拟台区的日常工况，提高工作人员对实际故障情况的判断能力和后续处理能力；实训柜设备安装与手持终端辅助，云端主站响应三方共同完成，模拟真实环境；根据需求可实现有源和无源两种能量供给模式有源模式。

Description

一种配电物联网实训柜系统

技术领域

本发明涉及教学设备系统领域，尤其是涉及一种配电物联网实训柜系统。

背景技术

逆实训柜作为一种学习工具存在与各类教育教学行业，常见的如学校常用的电工实训柜，电子实训柜，化工实训柜等，在工业领域有针对各行各业的培训用柜， 它的特点功能偏向某一特定行业，具体解决某一专业领域。

随着时代的进步，当下的实训柜已不再是简单的物理操作训练了，它结合了网络和虚拟现实给予学习者一种反馈，由于物联网的快速发展，在电力系统中越来越多的设备需要参与网络配置和连接，需要参与网络主站的互联互通，实训柜也从简单的本地设备变成了具备本地有具有网络的实训柜系统。

采集运维技能竞赛仿真系统是采用一套系统、多台设备的部署模式。竞赛管理模块控制仿真柜实现故障模拟，并实现试题管理、考试人员管理、考试过程记录；闭环仿真模块生成故障工单，支持远程分析、派工、现场处理、反馈、归档等全流程；现场作业终端及外设接收工单，对现场故障进行测试分析，并反馈故障原因与处理结果；仿真柜提供专变采集终端调试和低压采集运维模拟环境，并实现各类故障模拟。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种配电柜系统”，包括只有本地功能，不贴近实际真实的运用环境的问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中对使用环境要求较高，没有故障库，不能对培训人员进行故障处理培训的问题，提供一种配电物联网实训柜系统；本发明通过与网络互联互通，更加贴合实际的真实运用环境，使得整个软件系统可实现网络的迭代升级。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种配电物联网实训柜系统，包括物联网实训柜硬件系统、台区智能融合终端、线路监测终端，其中，物联网实训柜硬件系统包括实训柜1、实训柜2和实训柜3，所述实训柜1、实训柜2和实训柜3通过网口与各个箱体中的信号源相连，配电系统仿真培训平台是一套针对基层安装及运维人员专业化培训竞赛的软硬件一体化解决方案，包括仿真主站、实训装置、现场作业终端与外设三大部分，并支持“闭环系统”、“采集系统”、“营销系统”各系统操作流程的培训，实训装置模拟现场状况，使得培训内容更贴近实际工作状态，提高培训效率，提高工作人员的培训效果。

作为优选，所述实训柜包括控制机、信号源、配网设备和设备接口，其中控制机为实训柜的主控设备，放置在实训柜1中，其他柜体则通过网口与各个箱体里的信号源相连，控制机下发命令可通过网线分发到各个柜体，从而起到控制作用，可以通过网络互联互通，贴近真实的工作运用环境，方便后续设备和系统的迭代升级。

作为优选，控制机下发命令通过网线分发到各个柜体，配网设备各类终端和一次开关则通过设备接口有序安装在实训柜作业面上，实训柜可实现设备与设备之间的拓扑仿真，针对现有的拓扑识别技术，实训柜支持多种拓扑的仿真功能包含微功率无功小电流脉冲信号和HPLC，这是传统的仿真模拟培训柜从不具备的能力。

作为优选，台区智能融合终端作为实训柜的边缘计算终端和控制其他设备终端，实训柜可仿真融合终端安装接线，入网等装接过程，其中安装作业错误可以有效反馈错误信息，也可以模拟台区各种工况来模拟台区的日常工况，使得故障仿真更贴近实际情况，提高工作人员的培训效率和实际的培训效果。

作为优选，线路监测终端安装在线路分支箱和表箱中，线路监测终端（LVTU）是安装在线路分支箱，表箱的端设备，其采集线路电数据后可以通过微功率无线或HPLC与台区融合终端通讯，实训柜可仿真LVTU安装物理过程，和网络注册流程，与融合终端通讯后可完成故障定位，台区拓扑等高级应用功能的仿真模拟，较以往传统类型的实训柜只有本地功能外，本方案通过与网络互联互通，更加实际贴近真实的运用环境。

作为优选，物联网硬件系统用于学员实训操作，包括一下内容：

城网实训柜：分为城网配变单元，城网分支单元和城网集中式表箱单元；

农网配变单元：农网配变单元和农网表箱单元；

配电实训柜按照使用环境可分为城网实训柜和农网实训柜子，每种柜体按照配电线路又可分为城网配变单元、城网分支单元、城网集中式表箱单元；农网配变单元、农网表箱单元。其中城网和农网是相互独立的柜子，有自己的主控单元和分控单元，对应的设备类型也不同。

作为优选，配点物联网实训柜系统的软件功能架构包括以下内容：

设备运维人员培训：功能面向的对象为配电物联网设备运维团队；

考试比武系统：面向所有培训人员；

研发测试工装：功能面向研发和测试团队；

设备功能检测：为生产检测和研发测试提供设备检测；

成果应用展示。

设备实现功能和应用较以往设备来说降低了设备的种类，体积小，方便安装和运输，三折的设计对空间占用减小，对使用环境要求不高，滚轮又可增加移动的便利性。

作为优选，物联网实训柜系统的软件功能架构包括有源模式和无源模式，实训柜系统根据客户需求，有有源和无源两种能量供给模式，其中有源模式用户可以设置电压，电流功率因数等电参数信息，方便用户模拟各种工况信息，包括故障，告警等参数模拟；无源模式则根据客户实际需求，降低了台体源的配置，降低了设备的制造成本，依然可以实现设备装接，台区模拟等培训功能。

因此，本发明方案具有以下有益效果：

实训柜系统分为本地硬件实训系统和云端模拟主站系统，互联互通，可实现台区拓扑识别，安装作业错误可以有效反馈错误信息，可以模拟台区各种工况来模拟台区的日常工况，提高工作人员对实际故障情况的判断能力和后续处理能力；

实训柜设备安装与手持终端辅助，云端主站响应三方共同完成，模拟真实环境；

较以往传统类型的实训柜只有本地功能外，本方案通过与网络互联互通，更加实际贴近真实的运用环境，并且由于网络的互通，整个软件可实现网络的迭代升级；

实训柜根据需求可实现有源和无源两种能量供给模式有源模式，用户可以设置电压，电流功率因数等电参数信息，方便用户模拟各种工况信息，包括故障，告警等参数模拟；无源模式则根据客户实际需求，降低了台体源的配置，降低了设备的制造成本，依然可以实现设备装接，台区模拟等培训功能。

附图说明

图1是本发明方案的软件功能架构示意图；

图2是本发明方案的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步具体的描述。

一种配电物联网实训柜系统，包括包括物联网实训柜硬件系统、台区智能融合终端、线路监测终端，其中，所述物联网实训柜硬件系统包括实训柜1、实训柜2和实训柜3，所述实训柜1、实训柜2和实训柜3通过网口与各个箱体中的信号源相连，控制机下发命令可通过网线分发到各个柜体，从而起到控制作用，配网设备各类终端和一次开关则通过设备接口有序安装在实训柜作业面；其中台区融合终端作为实训柜的边缘计算终端采集和控制其他设备终端，并将这些采集到的数据信息发送至模拟主站，主站接收到数据进行分类展示，于此同时，手持终端app对模拟主站数据进行跨平台展示。

实训柜包括控制机、信号源、配网设备和设备接口，其中控制机为实训柜的主控设备，放置在实训柜1中，其他柜体则通过网口与各个箱体里的信号源相连，实训柜可实现设备与设备之间的拓扑仿真，针对现有的拓扑识别技术，实训柜支持多种拓扑的仿真功能包含微功率无功小电流脉冲信号和HPLC，这是传统的仿真模拟培训柜从不具备的能力。

控制机下发命令通过网线分发到各个柜体，配网设备各类终端和一次开关则通过设备接口有序安装在实训柜作业面上，实训柜可与仿真主站进行通讯，完全模拟云管边端的IV区主站数据流和管理流程，用户在仿真主站可以与实训柜实时互联互通，仿真日常主站的工作状态；同时对于未接入仿真主站的实训柜，依然具备离线仿真模拟学习的功能，用户还是可以本地进行设备装接，故障模拟的学习工作。

台区智能融合终端作为实训柜的边缘计算终端和控制其他设备终端，台区智能融合终端是国网设备部在台区运用的新一代具有边缘计算功能的终端，实训柜可仿真融合终端安装接线，入网等装接过程，其中安装作业错误可以有效反馈错误信息，也可以模拟台区各种工况来模拟台区的日常工况。

线路监测终端（LVTU）是安装在线路分支箱，表箱的端设备，其采集线路电数据后可以通过微功率无线或HPLC与台区融合终端通讯，实训柜可仿真LVTU安装物理过程，和网络注册流程，与融合终端通讯后可完成故障定位，台区拓扑等高级应用功能的仿真模拟，实训柜可实现设备与设备之间的拓扑仿真，针对现有的拓扑识别技术，实训柜支持多种拓扑的仿真功能包含微功率无功小电流脉冲信号和HPLC，这是传统的仿真模拟培训柜从不具备的能力。

物联网硬件系统用于学员实训操作，包括一下内容：

城网实训柜：分为城网配变单元，城网分支单元和城网集中式表箱单元；

农网配变单元：农网配变单元和农网表箱单元；

其中城网和农网是相互独立的实训柜系统，有自己的主控单元和分控单元，对应的设备类型也不同，配电实训柜按照使用环境可分为城网实训柜和农网实训柜子，每种柜体按照配电线路又可分为城网配变单元、城网分支单元、城网集中式表箱单元；农网配变单元、农网表箱单元；其中城网和农网是相互独立的柜子，有自己的主控单元和分控单元。

实训柜支持模块化自由组合，随着配电业务的发展，配网设备种类繁多，接入方式多种多样，根据云管边端的配电物联网体系，不同的端设备最终要与边和云端进行互联互通，配网实训柜根据云管边端体系进行设计，可自由模块化组合，实现智能台区的即插即用的设计理念。

配点物联网实训柜系统的软件功能架构包括以下内容：

设备运维人员培训：功能面向的对象为配电物联网设备运维团队，主要有以下几个功能：

设备安装流程：模拟设备安装全流程，指导运维人员如何安装相关设备及接线；

设备网络装接：模拟设备安装完成后上电，进行组网的装接流程；

故障处理模拟：模拟设备发生相关故障，指导人员进行正确处理，并反馈到主控制器中，通过内部存储器存储相关记录；

作业SOP：指导运维人员进行相关运维工作流程，入装接前断电，组网流程等；

面向供电所的一线员工，进行模拟设备功能及用处，显示屏进行相关讲解、模拟设备与主站互动，如告警现场产生，主站后台展示，这部分功能可预设视频，也可现场模拟测试主站展示以及展示配电物联网设备组成及网络，设备装接和网络装接与运维人员培训内容一致。

考试比武系统：面向所有培训人员，主要由以下几个功能：

设备安装及入网：测试配电物联网设备安装及入网全流程，进行各个环节打分，并反馈结果；

设备故障判断及相应的处理：模拟设备各种故障，培训人员进行故障判断，提高工作人员的相应处理能力。

研发测试工装：功能面向研发和测试团队，对设备测试用例进行编辑（新增和删除等功能），使得计算机制定相关程序流程；根据测试用例进行相关测试（计算机自主完成），输出相关测试报告；TTU和对下设备LTU，换相开关，智能电容器等组网连调测试。

设备功能检测：为生产检测和研发测试提供设备检测，置入生产复检相关检测项目，实现一键复检功能，同时根据送检检测条目（不一定完整）进行送检测试，也可以作为第三方送检，最后针对测试可以进行系统选择和程序导入。

成果应用展示：展示内容为配电物联网全生态、四个标准作业面板功能展示、配合显示屏输出，展示人机互动功能。

所述物联网实训柜系统的软件功能架构包括有源模式和无源模式，本实训柜系统根据客户需求，有有源和无源两种能量供给模式，其中有源模式用户可以设置电压，电流功率因数等电参数信息，方便用户模拟各种工况信息，包括故障，告警等参数模拟；无源模式则根据客户实际需求，降低了台体源的配置，降低了设备的制造成本，依然可以实现设备装接，台区模拟等培训功能。

本方案通过与网络互联互通，更加实际贴近真实的运用环境，并且由于网络的互通，整个软件可实现网络的迭代升级；设备实现功能和应用较以往设备来说降低了设备的种类，体积小，方便安装和运输，三折的设计对空间占用减小，对使用环境要求不高，滚轮又可增加移动的便利性，网络通讯除了可以连接仿真主站WEB端，也可以通过手持终端进行云端的监测控制，除此之外，手持终端也是设备智能装接的重要一环，用户将通过终端扫码的方式将设备快速装接入网，实训柜对其整个过程进行完全模拟仿真。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下，还有其他的变体及改型。

Claims (8)

1.一种配电物联网实训柜系统，其特征是，包括物联网实训柜硬件系统、台区智能融合终端、线路监测终端，其中，所述物联网实训柜硬件系统包括实训柜1、实训柜2和实训柜3，所述实训柜1、实训柜2和实训柜3通过网口与各个箱体中的信号源相连。

2.根据权利要求1所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，所述实训柜包括控制机、信号源、配网设备和设备接口，其中控制机为实训柜的主控设备，放置在实训柜1中。

3.根据权利要求2所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，控制机下发命令通过网线分发到各个柜体，配网设备各类终端和一次开关则通过设备接口有序安装在实训柜作业面上。

4.根据权利要求1和3所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，台区智能融合终端作为实训柜的边缘计算终端和控制其他设备终端。

5.根据权利要求1所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，所述线路监测终端安装在线路分支箱和表箱中。

6.根据权利要求1所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，所述物联网硬件系统用于学员实训操作，包括一下内容：

城网实训柜：分为城网配变单元，城网分支单元和城网集中式表箱单元；

农网配变单元：农网配变单元和农网表箱单元；

其中城网和农网是相互独立的实训柜系统，有自己的主控单元和分控单元，对应的设备类型也不同。

7.根据权利要求1所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，配点物联网实训柜系统的软件功能架构包括以下内容：

设备运维人员培训：功能面向的对象为配电物联网设备运维团队；

考试比武系统：面向所有培训人员；

研发测试工装：功能面向研发和测试团队；

设备功能检测：为生产检测和研发测试提供设备检测；

成果应用展示。

8.根据权利要求6所述的一种配电物联网实训柜系统，其特征是，所述物联网实训柜系统的软件功能架构包括有源模式和无源模式。

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