CN115512581A - 一种多网架多模fa仿真培训与验证平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,包括物理模拟子系统、测量控制子系统和综合管理平台;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,能够模拟多种典型配电网网架结构的运行特性以及故障特性,结合测量控制子系统所提供的多模配电终端的馈线保护功能,进行多类型馈线自动化动作过程的展示;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,还能够接入待测的配电自动化终端进行馈线自动化保护功能测试。本发明提供的平台可对多种典型网架结构的FA动作过程进行展示和培训,也可实际接入终端开展系统级FA测试,实现了系统级FA培训和测试的一体化设计;支持多种典型配电网架的灵活切换,切换方式简单便捷。
Description
技术领域
本发明涉及一种FA(馈线自动化,Feeder Automation,下文简称FA)仿真培训与验证平台。
背景技术
随着配电自动化建设的不断推进,FA因其减小停电范围、缩短停电时间与提高供电可靠性等功能特点得到了各供电公司的青睐,得到了十足的发展。但是目前大量实施的配电自动化项目,其核心功能馈线自动化应用情况不甚理想,没有发挥出其应有的价值,实用化程度不高,主要原因在于:配电运维人员素质偏低,对于馈线自动化动作过程、定值配置以及常见的问题不熟悉;缺少一个系统级的FA功能测试手段,设备在挂网运行前缺少实验室测试或者现场测试。
目前市场上的相关FA展示与测试系统往往受以下条件限制:
(1)只能针对特定的网架结构进行模拟;
(2)FA模式固定、不能实现FA模式的灵活切换;
(3)不能灵活接入配电终端或者不能兼容小信号终端的接入测试;
(4)依靠多台测试仪在二次侧加量,测试仪数量多、投资大,且展示效果不佳。
发明内容
本发明的目的是:提升系统级FA功能培训和测试的灵活性、通用性和便捷性。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是提供了一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,包括物理模拟子系统、测量控制子系统和综合管理平台;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,能够模拟多种典型配电网网架结构的运行特性以及故障特性,结合测量控制子系统所提供的多模配电终端的馈线保护功能,进行多类型馈线自动化动作过程的展示;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,还能够接入待测的配电自动化终端进行馈线自动化保护功能测试,其中:
物理模拟子系统用于实时模拟各种典型配电网网架结构的各种运行工况,并输出每个监测点的全电气量;
测量控制子系统用于监测与控制利用物理模拟子系统搭建的模拟配电网网架;
综合管理平台通过调用物理模拟子系统以及测量控制子系统实现物理模拟子系统以及测量控制子系统所提供的功能,并用于培训实验场景或者培训案例的编辑、实验场景的下发、实验过程的监视、馈线自动化测试报告的生成。
优选地,所述物理模拟子系统包括供所述综合管理平台调用的电源模拟模块、多网架模拟模块和故障模拟模块,其中:
所述综合管理平台调用电源模拟模块模拟多网架模拟模块所需的无穷大电源;
所述综合管理平台调用多网架模拟模块模拟多种典型的配电网网架,并在模拟的不同配电网网架之间切换,包括由多个模拟开关组成的模拟开关矩阵,利用模拟开关矩阵中的模拟开关实现对不同类型的配电网网架的模拟构成模拟配电网网架,并在不同类型的配电网网架之间切换;模拟配电网网架中各模拟开关的电压信号、电流信号、开入信号、开出信号连接至所述测量控制子系统;
所述综合管理平台调用故障模拟模块用来进行故障场景的设置。
优选地,所述模拟开关矩阵包括环网柜开关模拟矩阵和柱上开关模拟矩阵,环网柜开关模拟矩阵与柱上开关模拟矩阵通过导线互连,其中:
环网柜开关模拟矩阵组共有m×n个排列成阵列的环网柜模拟单元,每个环网柜模拟单元根据实际环网柜的间隔数匹配数量不等的环网柜模拟开关;
柱上开关模拟矩阵组共有p×q个排列成阵列的柱上模拟开关,一个柱上模拟开关代表一台实际柱上开关;
所述综合管理平台通过调用运行控制器,使得环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态在闭合和打开之间切换,使得环网柜开关模拟矩阵组以及柱上开关模拟矩阵组中相应环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态切换至闭合,其余环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态保持打开,实现对不同类型配电网网架的模拟,并在不同类型配电网网架之间切换。
优选地,采用交流接触器作为所述环网柜模拟开关以及所述柱上模拟开关,所述综合管理平台通过调用运行控制器通过控制交流接触器的闭合和打开,利用环网柜开关模拟矩阵组以及柱上开关模拟矩阵组模拟不同的配电网络形态,并通过改变交流接触器的开闭状态可在不同的配电网络形态之间切换,实现多种配电网架的模拟和切换。
优选地,将作为所述环网柜模拟开关的所述交流接触器进一步定义为环网柜交流接触器,将作为所述柱上模拟开关的所述交流接触器进一步定义为柱上交流接触器,则若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的相应环网柜交流接触器处于闭合状态,则当前环网柜模拟单元被选中;若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的所有环网柜交流接触器处于打开状态,则当前环网柜模拟单元未被选中;若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于闭合状态,则当前柱上模拟开关被选中;若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于打开状态,则当前柱上模拟开关未被选中;
依据待模拟的实际配电网架类型从环网柜开关模拟矩阵组中选中N个环网柜模拟单元以及从柱上开关模拟矩阵组中选中M个柱上模拟开关后,依据实际配电网架结构将N个环网柜模拟单元与M个柱上模拟开关电连接构成模拟配电网架,从而实现对当前类型的实际配电网架的模拟;
当需要模拟其他类型的实际配电网架时:在当前模拟配电网架的基础上,若无需增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟;在当前模拟配电网架的基础上,若需要增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:除改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态外,还根据需要增加的环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,选中环网柜开关模拟矩阵组或柱上开关模拟矩阵组中相应数量的原先未被选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,并依据待模拟的配电网架结构,将新选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关与已有的环网柜模拟单元或柱上模拟开关相连,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟。
优选地,所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障场景设置时,能够设置故障点的位置、故障类型以及故障发生时刻。
优选地,所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障点位置的设置时,能够进行出线故障、站间故障、母线故障、分支线故障、主干线故障的设置;
所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障类型设置时,能够为各个故障点设置单相接地故障和/或两相短路故障,能够设置各个故障点的故障相,进而实现A相单相接地故障、B相单相接地故障、C相单相接地故障、AB两相短路故障、BC两相短路故障、AC两相短路故障的模拟。
优选地,所述故障模拟模块配置有故障控制器,所述综合管理平台通过调用故障控制器能够实现对故障点的位置、故障类型以及故障发生时刻的远程设置。
优选地,所述测量控制子系统包括多模配电终端、通信模块以及测试接口,其中:
多模配电终端支持多种馈线自动化模式,使用时,通过所述综合管理平台为多模配电终端设置各种不同的馈线自动化模式并进行馈线自动化展示;开展馈线自动化测试时,将待测的配电自动化终端接入模拟配电网网架,多模配电终端退出运行,仅起到监视的作用;开展馈线自动化培训时,多模配电终端投入运行,接入模拟配电网网架;
通信模块用于多模配电终端间的组网;
测试接口用于接入待测的配电自动化终端,实现馈线自动化的功能验证。
优选地,在所述模拟配电网网架中,为每个所述模拟开关配置两个电流互感器,一个电流互感器供测量控制子系统的多模配电终端采集使用,另一个电流互感器供待测的配电自动化终端接入测试时使用。
本发明提出了一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,可较好地解决背景技术中指出的问题。本发明提供的平台可灵活组建多种配电网网架,支持多种典型的配电网网架,如:辐射型网架、手拉手网架、电缆单环网、电缆双环网等,并可以根据需求自定义网架类型。同时,本发明也支持多种FA模式,如:电压时间型、电压电流型、自适应综合型、智能分布式等,可完成多网架和多模式的系统级的FA验证、培训和测试。本发明提供的平台充分考虑了现场运行工况,由实际柱上开关、环网柜、多模配电终端及其测试接口、灯柱、灯带等组成,借助实际开关真实动作以及灯柱的带电指示既可直观地展示不同配电网架结构的多种FA动作过程,也可实际接入配电终端或者小信号终端控制器实现FA动作逻辑的测试。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明提供的平台可对多种典型网架结构的FA动作过程进行展示和培训,也可实际接入终端开展系统级FA测试,实现了系统级FA培训和测试的一体化设计;
(2)本发明提供的平台支持多种典型配电网架的灵活切换,切换方式简单便捷;
(3)本发明提供的平台支持多种FA模式的灵活切换,切换方式简单便捷;
(4)本发明提供的平台不仅可实现配电网正常工况的模拟,也可实现配电典型故障的模拟,切换方式简单便捷;
(5)本发明提供的平台的多网架、多模FA和多种故障工况模拟功能均可以通过综合管理平台一键下发设置,平台兼具简易性和灵活性。
附图说明
图1为多网架多模FA仿真培训与验证平台整体构架;
图2为配电网架模拟矩阵;
图3为配电网架结构;
图4为架空手拉手网架结构;
图5为两供一备网架结构;
图6为三供一备网架结构;
图7为架空电缆混合网架结构;
图8为多分段单网架结构;
图9示意了故障点设置。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明提供的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台通过模拟配电网运行特性以及故障特性,结合配电终端的馈线保护功能,进行就地型、智能分布式等多类型馈线自动化动作过程的展示,使得学员熟悉馈线自动化处理故障的过程,也可接入实际配电终端进行FA功能测试。
多网架多模FA仿真培训与验证平台整体构架如图1所示,主要由物理模拟子系统、测量控制子系统和综合管理平台等构成。物理模拟子系统主要负责实时模拟配电网的各种运行工况,并输出每个监测点的全电气量。测量控制子系统主要负责系统监测与控制。综合管理平台主要负责配电网络建模、培训实验场景或者培训案例的编辑、实验场景的下发、实验过程的监视、馈线自动化测试报告的生成等。下面将分别介绍三个子系统的设计原理和组成:
(一)物理模拟子系统
在整个多网架多模FA仿真培训与验证平台中,物理模拟子系统的主要功能是建立含有变电站、开关、线路等与配电网现场一致的模拟配电网络,主要负责实时模拟配电网的各种运行工况,并输出每个监测点的全电气量。
物理模拟子系统主要由电源模拟模块、多网架模拟模块和故障模拟模块组成。电源模拟模块主要用来模拟多网架模拟模块所需的无穷大电源,由隔离变压器连接380V电源实现。多网架模拟模块主要用来模拟多种典型的配电网网架,并在模拟的不同配电网网架之间灵活切换,主要由模拟开关矩阵、电流互感器、电压互感器、运行控制器等组成。设计时,给模拟开关矩阵中的每个模拟开关配置两个电流互感器(一个用于培训,另一个用于测试),并扩展接口,将各个模拟开关的电压信号、电流信号、开入信号、开出信号连接至多模终端。故障模拟模块用来进行故障场景的设置,如故障点的位置、故障类型、故障发生时刻等。
1)模拟开关矩阵设计原理
本发明在多网架模拟模块中设计了一个规模庞大的模拟开关矩阵组,即模拟开关矩阵。通过考虑需要模拟的配电网架的不同类型,进行最优化设计,在模拟开关矩阵中选择合适数量的模拟开关。
如图2所示,模拟开关矩阵主要分为环网柜开关模拟矩阵和柱上开关模拟矩阵两个部分,并通过导线互连,可实现架空—电缆混合配电网线路网架的模拟。其中,环网柜开关模拟矩阵组共有m×n个排列成阵列的环网柜模拟单元,每个环网柜模拟单元根据实际环网柜的间隔数匹配2-6个不等的环网柜模拟开关。柱上开关模拟矩阵组共有p×q个排列成阵列的柱上模拟开关,一个柱上模拟开关代表一台实际柱上开关。本发明采用交流接触器作为环网柜模拟开关以及柱上模拟开关,通过控制交流接触器的闭合和打开,利用环网柜开关模拟矩阵组以及柱上开关模拟矩阵组模拟不同的配电网络形态,并通过改变交流接触器的开闭状态可在不同的配电网络形态之间切换,实现多种配电网架的灵活模拟和切换。
将作为环网柜模拟开关的交流接触器进一步定义为环网柜交流接触器,将作为柱上模拟开关的交流接触器进一步定义为柱上交流接触器。若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的相应环网柜交流接触器处于闭合状态,则当前环网柜模拟单元被选中;若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的所有环网柜交流接触器处于打开状态,则当前环网柜模拟单元未被选中。若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于闭合状态,则当前柱上模拟开关被选中;若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于打开状态,则当前柱上模拟开关未被选中。依据待模拟的实际配电网架类型从环网柜开关模拟矩阵组中选中N个环网柜模拟单元以及从柱上开关模拟矩阵组中选中M个柱上模拟开关后,依据实际配电网架结构将N个环网柜模拟单元与M个柱上模拟开关电连接构成模拟配电网架,从而实现对当前类型的实际配电网架的模拟。当需要模拟其他类型的实际配电网架时:在当前模拟配电网架的基础上,若无需增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟;在当前模拟配电网架的基础上,若需要增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:除改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态外,还根据需要增加的环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,选中环网柜开关模拟矩阵组或柱上开关模拟矩阵组中相应数量的原先未被选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,并依据待模拟的配电网架结构,将新选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关与已有的环网柜模拟单元或柱上模拟开关相连,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟。
以其中一个多网架模拟模块案例为例进行详细说明。为了能够灵活地模拟多种配电网络,本发明设计了一个大的模拟开关矩阵,如图3所示。可通过灵活切换模拟开关的状态组成架空手拉手、多分段多联络、两供一备、三供一备、架空电缆混合网络。
在图3所示的配电网架的基础上,闭合开关CB2、CB3、FS1、FS2、FS3、FS5、FS6、FS7、FS8,设置开关FS4为联络开关,网架其余开关均断开,即可得到如图4所示的架空手拉手典型配电网架。
同样地,闭合开关CB1、CB2、CB3、FS1、FS2、FS3、FS5、FS6、FS7、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7,设置开关A8、FS4、FS8为联络开关,网架其余开关全部断开,即可得到如图5所示的两供一备典型配电网架。
同理,通过切换相应位置的开断,设置联络开关的位置,即可分别得到如图6、图7、图8所示的典型三供一备网架结构、架空电缆混合网架结构和多分段单网架结构。
应当注意的是,图4至图8仅列举了部分典型配电网架结构,此整体配电网架还可以构成如多分段多联络等复杂的配电网络。此外,模拟开关矩阵可根据具体需求进行灵活设计,并不局限于图3所示的整体配电网架。
2)故障模拟模块设计原理
系统可在如图9所示的所有可模拟配电网架的不同区段设置故障,可进行出线故障、站间故障、母线故障、分支线故障、主干线故障等不同故障点的设置。各个故障点可实现单相接地故障以及两相短路故障的模拟,故障相可设置,即可实现A相单相接地故障、B相单相接地故障、C相单相接地故障、AB两相短路故障、BC两相短路故障、AC两相短路故障。故障过渡电阻应在一定范围内调节,实现短路故障电流、零序电压、零序电流的灵活调节。此外,故障模拟模块配置有故障控制器,可远程对故障发生位置、故障类型、故障相、故障过渡电阻、故障持续时间等进行灵活设置。
3)电压、电流、开关量的输出功能设计原理
将模拟配电网架中每个模拟开关的3个相电压、3个相电流、1个零序电压、1个零序电流以及开关状态量输出至端子排,便于与测控屏接线,同时在端子排上有扩展端子,通过扩展端子可接入外部遥控量。为了便于接入多模配电终端以及待测的配电自动化终端,本系统配置为每个模拟开关配置两套电流互感器,一套电流互感器供测量控制子系统的多模配电终端采集使用,另一套电流互感器供待测的配电自动化终端接入测试时使用。将端子排上的电压、电流、开关量等信号通过二次控制电缆连接至对应的配电终端或者测控屏中即可实现相应的展示或者测试。
(二)测量控制子系统
测量控制子系统主要由多模配电终端、通信模块、测试接口等组成。测量控制子系统主要完成由多网架模拟模块搭建的模拟配电网网架的监测与控制。多模配电终端除了具备普通的三遥功能,还支持电压时间型、电压电流型、自适应综合型、智能分布式等多种馈线自动化模式,使用时可根据需要在系统上设置各种不同的馈线自动化模式并进行馈线自动化展示。通信模块主要用于配电终端间的组网,测试接口主要用于接入待测的配电终端,实现馈线自动化的功能验证。
同时,多模配电终端配置了完善的保护功能,包括过流保护、断路器保护等,可配合一次网络完成各种自动化试验,且可以与实验场景管理、监控与测试系统配合,由系统进行统一模式切换以及定值的一键下载,达到方便快捷展示的目的。
开展馈线自动化测试时,本地的多模配电终端退出运行,仅起到监视的作用。开展馈线自动化培训时,本地多模配电终端投入运行,即可实现电压时间型、电压电流型、自适应综合型、智能分布式等多种FA模式的动作过程展示。
馈线自动化测试时,由于本系统电压二次值为0~220V、电流二次值为0~10A,若待测的配电自动化终端为电磁式接线,将待测的配电自动化终端经航插转换接至测试接口,与多网架模拟模块搭建的模拟配电网网架中对应模拟开关的电压、电流、开入、开出信号对接即可。若待测的配电自动化终端为电磁式接线,需将0~220V电压信号转换为0~3.25V的小信号,0~10A的电流信号转换为0~1V的电压小信号给被测开关控制器,将待测的配电自动化终端经电量变送器以及航插转换接至测试接口,与对应开关的电压、电流、开入、开出信号对接即可。
(三)综合管理平台
综合管理平台为多网架多模FA仿真培训与验证平台的管理软件,主要实现对培训网络的建模、培训场景的管理、培训过程的监视以及测试报告的生成。
1)配电网络建模功能
具备对包含变电站、母线、开关、线路、负荷的配电网络进行建模的功能,绘制网络拓扑时,能进行图模关联,自动生成拓扑信息并校验拓扑关系,且便捷地添加量测点并关联到开关。
2)配电网架结构的智能化组态功能
可实现多种配电网架结构的智能化组态,可根据展示与测试的需求实现网架结构的灵活切换。
3)故障单元建模以及故障自动触发功能
通过分布在一次网络节点上的故障接触器建立一次网络的故障点模型。通过故障模拟终端控制故障触发,可方便切换故障点,在不同实验场景中设置不同故障点、不同故障类型、不同故障过渡电阻、不同故障持续时间,实现故障的远程控制。
4)多模终端建模与管理功能
支持接入多模终端功能,可通过MDCP规约实现FA模式、FA定值与参数的一键切换与下载。
5)培训场景编辑与管理功能
具备培训场景预置的功能,学员可根据需求对馈线自动化模式、故障点位置、联络开关位置、故障类型、故障过渡电阻等进行编辑并保存,下次学员即可可自动执行对于的场景或者案例,极大地便利了用户的操作。
6)实验过程监控功能
采用基于CIM-G的图形系统进行界展示,可动态展示开关状态、量测变化、拓扑网络以及告警提示功能。
7)试验结果分析与测试报告生成功能
支持待测配电自动化终端的接入,因此综合管理平台能根据开关的动作SOE自动生成测试报告,报告中包含试验内容和步骤、试验过程中的各种参数和网络状态等,报告可以保存为多种文件格式并打印,文件格式包括Excel、PDF、word。
多网架多模FA仿真培训与验证平台的具体实施步骤如下:
步骤S1:配电网络的建模,绘制配电网络。使用综合管理平台进行配电网络的建模,搭建与培训方案或测试方案一直的配电网架;
步骤S2:切换平台的实际网架结构。通过综合管理平台,对多网架模拟模块的开关进行切换,得到所需的实际配电网架,进行后续实验或培训;
步骤S3:设置多模终端模式和参数。通过综合管理平台,一键下发配电终端模式和参数。选择所需的配电终端模式,如:电压时间型、电压电流型、自适应综合型和智能分布式等,并配置终端所需的保护参数、定值参数等。
步骤S4:设置故障场景。选择故障位置、设置故障类型,通过综合管理平台,一键控制故障模拟模块设置故障场景。
步骤S5:开展馈线自动化培训或测试。设置故障后,配电终端中的FA功能启动,进行馈线自动化实验,完成相应FA培训或测试。
Claims (10)
1.一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,包括物理模拟子系统、测量控制子系统和综合管理平台;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,能够模拟多种典型配电网网架结构的运行特性以及故障特性,结合测量控制子系统所提供的多模配电终端的馈线保护功能,进行多类型馈线自动化动作过程的展示;综合管理平台通过对物理模拟子系统和测量控制子系统的调用,还能够接入待测的配电自动化终端进行馈线自动化保护功能测试,其中:
物理模拟子系统用于实时模拟各种典型配电网网架结构的各种运行工况,并输出每个监测点的全电气量;
测量控制子系统用于监测与控制利用物理模拟子系统搭建的模拟配电网网架;
综合管理平台通过调用物理模拟子系统以及测量控制子系统实现物理模拟子系统以及测量控制子系统所提供的功能,并用于培训实验场景或者培训案例的编辑、实验场景的下发、实验过程的监视、馈线自动化测试报告的生成。
2.如权利要求1所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述物理模拟子系统包括供所述综合管理平台调用的电源模拟模块、多网架模拟模块和故障模拟模块,其中:
所述综合管理平台调用电源模拟模块模拟多网架模拟模块所需的无穷大电源;
所述综合管理平台调用多网架模拟模块模拟多种典型的配电网网架,并在模拟的不同配电网网架之间切换,包括由多个模拟开关组成的模拟开关矩阵,利用模拟开关矩阵中的模拟开关实现对不同类型的配电网网架的模拟构成模拟配电网网架,并在不同类型的配电网网架之间切换;模拟配电网网架中各模拟开关的电压信号、电流信号、开入信号、开出信号连接至所述测量控制子系统;
所述综合管理平台调用故障模拟模块用来进行故障场景的设置。
3.如权利要求2所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述模拟开关矩阵包括环网柜开关模拟矩阵和柱上开关模拟矩阵,环网柜开关模拟矩阵与柱上开关模拟矩阵通过导线互连,其中:
环网柜开关模拟矩阵组共有m×n个排列成阵列的环网柜模拟单元,每个环网柜模拟单元根据实际环网柜的间隔数匹配数量不等的环网柜模拟开关;
柱上开关模拟矩阵组共有p×q个排列成阵列的柱上模拟开关,一个柱上模拟开关代表一台实际柱上开关;
所述综合管理平台通过调用运行控制器,使得环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态在闭合和打开之间切换,使得环网柜开关模拟矩阵组以及柱上开关模拟矩阵组中相应环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态切换至闭合,其余环网柜模拟开关与柱上模拟开关的状态保持打开,实现对不同类型配电网网架的模拟,并在不同类型配电网网架之间切换,其中,p、q、m、n均为正整数。
4.如权利要求3所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,采用交流接触器作为所述环网柜模拟开关以及所述柱上模拟开关,所述综合管理平台通过调用运行控制器控制交流接触器的闭合和打开,利用环网柜开关模拟矩阵组以及柱上开关模拟矩阵组模拟不同的配电网络形态,并通过改变交流接触器的开闭状态可在不同的配电网络形态之间切换,实现多种配电网架的模拟和切换。
5.如权利要求4所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,将作为所述环网柜模拟开关的所述交流接触器进一步定义为环网柜交流接触器,将作为所述柱上模拟开关的所述交流接触器进一步定义为柱上交流接触器,则若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的相应环网柜交流接触器处于闭合状态,则当前环网柜模拟单元被选中;若环网柜开关模拟矩阵组中某个环网柜模拟单元所匹配的所有环网柜交流接触器处于打开状态,则当前环网柜模拟单元未被选中;若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于闭合状态,则当前柱上模拟开关被选中;若柱上开关模拟矩阵组中某个柱上交流接触器处于打开状态,则当前柱上模拟开关未被选中;
依据待模拟的实际配电网架类型从环网柜开关模拟矩阵组中选中N个环网柜模拟单元以及从柱上开关模拟矩阵组中选中M个柱上模拟开关后,依据实际配电网架结构将N个环网柜模拟单元与M个柱上模拟开关电连接构成模拟配电网架,从而实现对当前类型的实际配电网架的模拟,M、N均为正整数;
当需要模拟其他类型的实际配电网架时:在当前模拟配电网架的基础上,若无需增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟;在当前模拟配电网架的基础上,若需要增加环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,则:除改变相应环网柜交流接触器和/或柱上交流接触器的状态外,还根据需要增加的环网柜模拟单元或柱上模拟开关的数量,选中环网柜开关模拟矩阵组或柱上开关模拟矩阵组中相应数量的原先未被选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关,以及改变相应环网柜模拟单元及柱上模拟开关的连接关系,并依据待模拟的配电网架结构,将新选中的环网柜模拟单元或柱上模拟开关与已有的环网柜模拟单元或柱上模拟开关相连,从而构成新的模拟配电网架,从对当前类型的实际配电网架的模拟切换至对其他类型的实际配电网架的模拟。
6.如权利要求2所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障场景设置时,能够设置故障点的位置、故障类型以及故障发生时刻。
7.如权利要求6所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障点位置的设置时,能够进行出线故障、站间故障、母线故障、分支线故障、主干线故障的设置;
所述综合管理平台调用故障模拟模块进行故障类型设置时,能够为各个故障点设置单相接地故障和/或两相短路故障,能够设置各个故障点的故障相,进而实现A相单相接地故障、B相单相接地故障、C相单相接地故障、AB两相短路故障、BC两相短路故障、AC两相短路故障的模拟。
8.如权利要求6所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述故障模拟模块配置有故障控制器,所述综合管理平台通过调用故障控制器能够实现对故障点的位置、故障类型以及故障发生时刻的远程设置。
9.如权利要求2所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,所述测量控制子系统包括多模配电终端、通信模块以及测试接口,其中:
多模配电终端支持多种馈线自动化模式,使用时,通过所述综合管理平台为多模配电终端设置各种不同的馈线自动化模式并进行馈线自动化展示;开展馈线自动化测试时,将待测的配电自动化终端接入模拟配电网网架,多模配电终端退出运行,仅起到监视的作用;开展馈线自动化培训时,多模配电终端投入运行,接入模拟配电网网架;
通信模块用于多模配电终端间的组网;
测试接口用于接入待测的配电自动化终端,实现馈线自动化的功能验证。
10.如权利要求9所述的一种多网架多模FA仿真培训与验证平台,其特征在于,在所述模拟配电网网架中,为每个所述模拟开关配置两个电流互感器,一个电流互感器供测量控制子系统的多模配电终端采集使用,另一个电流互感器供待测的配电自动化终端接入测试时使用。
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CN202211199790.1A CN115512581A (zh) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | 一种多网架多模fa仿真培训与验证平台 |
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