组态式低压配电网真型模拟系统及其试验方法与流程

本发明属于电力系统，具体涉及组态式低压配电网真型模拟系统及其试验方法。

背景技术：

1、目前，尚未建立有效的低压配电网整形模拟系统对电气设备进行实时能效评测，即分析各种因素对电气设备耗能或节能设备节能效果的影响；同时，由于节能降损方面没有专门的技术支撑，无法为线损、无功优化、电能质量、三相不平衡、变压器经济运行、新能源接入等有关电网节能降损领域提供技术研究平台和能效评测平台，从而就无法为节能降损规范编制、入网节能设备评估检测、工程节能效果验证、节能咨询和诊断服务等工作开展提供理论和数据支撑，而低压配电网节能降损技术实验室必须包括低压配电网模拟系统。

技术实现思路

1、基于上述，本发明提供一种组态式低压配电网真型模拟系统及其试验方法，以解决现有技术由于没有建立节能降损能效实时监测平台，无法对电气设备进行实时能效评测、无法为线损、无功优化、电能质量、三相不平衡、变压器经济运行、新能源接入等有关电网节能降损领域提供技术研究平台和能效评测平台等问题。

2、本发明采用的技术方案是，组态式低压配电网真型模拟系统，包括：

3、物理模拟系统，用于构建低压配电网；

4、测量控制系统，实现网络组态，监测网络电压与电流，采集试验数据并记录；

5、试验场景管理系统，实现各个子系统的协调与控制；

6、通信系统，连接物理模拟系统、测量控制系统和试验场景管理系统，实现数据信号传输；其中，所述试验场景管理系统通过通信电/光缆分别连接物理模拟系统和测量控制系统，物理模拟系统采用二次电缆连接测量控制系统。

7、进一步的，所述物理模拟系统包括电源以及与电源通过一次电缆分别连接的综合组态屏、低压线路模拟柜、模拟负荷、分布式电源和故障模拟柜。

8、进一步的，所述电源包括配电变压器、隔离变压器和综合配电箱，配电变压器的400v出线经过隔离变压器后作为电源点，电源点经过综合配电箱后通过一次电缆连接至综合组态屏的电源分支接入即实现了系统的电源接入。

9、进一步的，所述综合组态屏包括功能模块以及与功能模块电连接的模拟开关、ct和测试接口；所述功能模块包括jp柜接入/测试模块、电源模块、线路模块、开关模块、分布式电源接入模块、三相负荷接入模块、单相负荷接入模块、单相/三相母线模块、故障接入模块、换相开关接入/测试模块、单相智能电表接入/测试模块、测试组件，通过功能模块的组合使用构建含配电变压器、分支箱、用户表箱与用户的完整低压拓扑结构。

10、进一步的，所述低压线路模拟柜线路采用集中式参数进行模拟，包括架空线模拟器与电缆线路模拟器，架空线模拟器与电缆线路模拟器通过组屏安装，且通过一次电缆连接至低压配网综合组态屏的线路模块。

11、进一步的，所述模拟负荷包括单相可编程rlc负载、三相可编程rl负载和馈能式电力电子负载。

12、进一步的，所述故障模拟柜包括故障控制器、断路器、故障档位开关和过渡电阻，所述故障档位开关对应过渡电阻对应设有多个，多个过渡电阻并联后与故障档位开关串联，且故障档位开关各个通过断路器受故障控制器控制开启。

13、进一步的，所述测量控制系统包括rtu、高频录波仪、高精度标准表和低压感知终端，rtu、高频录波仪、高精度标准表采用组屏式安装，形成可灵活组态的测控系统。

14、进一步的，所述通信系统采用rs485、低压电力线载波、lora、微功率无线、gprs、4g多种通信方式，构造满足各种低压设备的通信组网。

15、组态式低压配电网真型模拟系统的试验方法，步骤如下：

16、s1、在试验场景管理系统上绘制低压配电网模型，并执行该模型，动模系统的其他子系统将自动跟随变化，无法通过切换操作完成组态的，系统将给出接线导引表；

17、s2、依据待测实验要求，接入一次低压智能设备或者一次低压模拟设备；

18、s3、依据待测实验要求，接入二次测控设备；

19、s4、通过试验场景管理系统上开始实验；

20、s5、查看被测一次设备或被测二次设备数据，收集实验数据与结果；

21、s6、在试验场景管理系统上查看实验过程，调阅实验过程中的动模系统过程数据。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明建立了低压配电网动态模拟系统，通过物理模拟系统构建一个含“源-网-荷-充”的低压配电网，综合组态屏构建各种类型的低压配电网架，实现低压配网的任意组态，并配置ct以供二次设备采集网络的电压与电流以及方便互感器外置式的低压感知终端的接入测试，同时综合组态屏支持各种一次智能低压设备(如综合配电箱、智能电容器、静止无功发生器、有源滤波器、三相不平衡治理装置、末端电压调整装置等)的接入测试；通过低压线路模拟柜模拟低压配电线路，用以研究功率特性传输与低压电力线载波传输；可编程rlc模拟负荷与能馈式电力电子负载主要作用是等效模拟低压配电网的负荷(三相负荷与单相负荷)；低压故障模拟柜实现对低压配网典型故障的模拟，可实现单相接地短路故障、两相相间短路故障、两相接地短路故障、三相短路故障、三相接地短路故障、缺相故障、断零线故障、漏电故障等多种故障场景的模拟。为电气设备进行能效评测提供与其工作环境相同的测试环境，使测试结果真实准确，为节能降损规范编制、入网节能设备评估检测、工程节能效果验证、节能咨询和诊断服务等工作开展提供理论和数据支撑。

技术特征：

1.组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述物理模拟系统包括电源以及与电源通过一次电缆分别连接的综合组态屏、低压线路模拟柜、模拟负荷、分布式电源和故障模拟柜。

3.根据权利要求2所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述电源包括配电变压器、隔离变压器和综合配电箱，配电变压器的400v出线经过隔离变压器后作为电源点，电源点经过综合配电箱后通过一次电缆连接至综合组态屏的电源分支接入即实现了系统的电源接入。

4.根据权利要求2所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述综合组态屏包括功能模块以及与功能模块电连接的模拟开关、ct和测试接口；所述功能模块包括jp柜接入/测试模块、电源模块、线路模块、开关模块、分布式电源接入模块、三相负荷接入模块、单相负荷接入模块、单相/三相母线模块、故障接入模块、换相开关接入/测试模块、单相智能电表接入/测试模块、测试组件，通过功能模块的组合使用构建含配电变压器、分支箱、用户表箱与用户的完整低压拓扑结构。

5.根据权利要求2所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述低压线路模拟柜线路采用集中式参数进行模拟，包括架空线模拟器与电缆线路模拟器，架空线模拟器与电缆线路模拟器通过组屏安装，且通过一次电缆连接至低压配网综合组态屏的线路模块。

6.根据权利要求2所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述模拟负荷包括单相可编程rlc负载、三相可编程rl负载和馈能式电力电子负载。

7.根据权利要求2所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述故障模拟柜包括故障控制器、断路器、故障档位开关和过渡电阻，所述故障档位开关对应过渡电阻对应设有多个，多个过渡电阻并联后与故障档位开关串联，且故障档位开关各个通过断路器受故障控制器控制开启。

8.根据权利要求1所述的组态式低压配电网真型模拟系统，其特征在于，所述测量控制系统包括rtu、高频录波仪、高精度标准表和低压感知终端，rtu、高频录波仪、高精度标准表采用组屏式安装，形成可灵活组态的测控系统。

9.根据权利要求1所述的组态式低压配电网真型模拟系统的试验方法，其特征在于，所述通信系统采用rs485、低压电力线载波、lora、微功率无线、gprs、4g多种通信方式，构造满足各种低压设备的通信组网。

10.根据权利要求1-9任一所述的组态式低压配电网真型模拟系统的试验方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结
本发明公开了组态式低压配电网真型模拟系统及其试验方法，包括：物理模拟系统、测量控制系统、试验场景管理系统和通信系统，所述试验场景管理系统通过通信电/光缆分别连接物理模拟系统和测量控制系统，物理模拟系统采用二次电缆连接测量控制系统。试验方法为：在试验场景管理系统上绘制低压配电网模型并执行该模型；依据待测实验要求，接入一次低压智能设备或者一次低压模拟设备；依据待测实验要求，接入二次测控设备；开始实验，查看被测一次设备或被测二次设备数据，收集实验数据与结果。本发明为电气设备能效评测提供与其工作环境相同的测试环境，使测试结果真实准确，为电力评估工作提供有效的数据支撑。

技术研发人员：黄磊,周忠强,方曦,汪适,黎婧,武玮,刘颖,梅嘉馨,吴鹏,姜丹,杨崇品,刘君,韩璐,田翰霖,龙小惠,冯业,张显文,胡惠,刘振球,覃杨,董君君,周小康,晏鹏,毛晓翼
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11