一種配電自動化系統(tǒng)及其仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電自動化領(lǐng)域，具體涉及一種具有在線仿真功能的配電自動化系統(tǒng)及其仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電自動化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和控制的自動化系統(tǒng)，具備配電SCADA、故障處理、分析應(yīng)用及與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)互連等功能，主要由配電自動化系統(tǒng)主站(以下簡稱“配電主站”)、配電自動化終端(以下簡稱“配電終端”)和通信網(wǎng)絡(luò)等部分組成。
[0003]作為配電自動化系統(tǒng)監(jiān)控對象的10kV及以下配網(wǎng)是系統(tǒng)內(nèi)事故頻發(fā)的高危區(qū)，通過對這部分運(yùn)行人員進(jìn)行全方位培訓(xùn)，以提升配網(wǎng)運(yùn)行人員技能水平，對降低配電網(wǎng)事故的發(fā)生率和提高配網(wǎng)的供電可靠性具有重要意義。而用實(shí)際投運(yùn)的配電自動化系統(tǒng)來培訓(xùn)成本高、風(fēng)險(xiǎn)大。
[0004]配電主站功能錯綜復(fù)雜，如何對其功能及各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試、驗(yàn)收、事件追溯、問題分析也是擺在用戶面前的難題，尤其是如何考評其當(dāng)配電網(wǎng)有故障時的故障定位、隔離和恢復(fù)對非故障區(qū)域的供電的饋線自動化功能缺少切實(shí)可行的辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有在線仿真功能的配電自動化系統(tǒng)及其仿真方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種配電自動化系統(tǒng)，包括配電主站、配電終端、通信模塊及主站仿真系統(tǒng)，其中所述的配電終端包括在線仿真處理模塊；主站仿真系統(tǒng)可與配電終端通訊，控制配電終端工作方式與其協(xié)同建立仿真環(huán)境。
[0007]本發(fā)明開發(fā)了一種具有在線仿真功能的新型配電自動化終端，該終端不僅具有常規(guī)的配電終端的所有功能，還具有在線仿真功能。該終端工作在在線仿真模式下可以與主站仿真系統(tǒng)協(xié)作仿真出相對于配電主站來說的各種配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)?；谠摻K端構(gòu)建成的配電自動化教學(xué)培訓(xùn)系統(tǒng)可以較好地滿足電力職工培訓(xùn)需求；具備在線仿真功能的配電終端構(gòu)建成的實(shí)際配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娭髡具M(jìn)行仿真測試。
[0008]為方便用戶維護(hù)，配電終端具有無線維護(hù)功能，所述的配電終端可通過藍(lán)牙與手持設(shè)備通信。手持設(shè)備通過GPRS和配電主站通訊可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)維軟件巡檢定位、設(shè)備定位、遠(yuǎn)程協(xié)助。
[0009]根據(jù)配電自動化系統(tǒng)進(jìn)行的仿真方法，主站仿真系統(tǒng)針對配電網(wǎng)不同的運(yùn)行方式和故障場景進(jìn)行時域仿真，并將仿真數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)下發(fā)或賦值給配電終端；配電終端將主站仿真系統(tǒng)下發(fā)或賦值的仿真數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)傳送給配電主站。
[0010]配電終端正常情況下?lián)?dāng)常規(guī)的配電終端滿足配網(wǎng)自動化要求，切入仿真狀態(tài)后可以對配電主站進(jìn)行測試與考評。
[0011]主站仿真系統(tǒng)啟動仿真時，下發(fā)進(jìn)入仿真命令給配電終端。配電終端接到仿真命令后，配電終端的在線仿真處理模塊被激活，進(jìn)入仿真狀態(tài)。此狀態(tài)下終端不采集線路的實(shí)際狀態(tài)、不實(shí)際操作開關(guān)，而是接收主站仿真系統(tǒng)下發(fā)的仿真數(shù)據(jù)、設(shè)置的故障點(diǎn)、故障類型和故障仿真動態(tài)數(shù)據(jù)，并上送到配電主站實(shí)時系統(tǒng)。
[0012]主站仿真系統(tǒng)能夠?qū)?shí)際線路進(jìn)行潮流模擬，能根據(jù)電網(wǎng)中的各個參數(shù)例如阻抗模擬正常運(yùn)行方式下的電網(wǎng)潮流，能夠計(jì)算故障情況下的短路電流。主站仿真系統(tǒng)中預(yù)先儲備了大量有代表性的仿真用例。當(dāng)操作人員選定了一個仿真用例并啟動仿真通訊后，主站仿真系統(tǒng)將源源不斷地將仿真數(shù)據(jù)傳送給配電終端，配電終端在此狀態(tài)下接收主站仿真系統(tǒng)下發(fā)或賦值的各類數(shù)據(jù)，上送給配電主站。此時配電主站在仿真數(shù)據(jù)的激勵下會做出相應(yīng)的反映。反映是否符合邏輯、是否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期將會在此仿真環(huán)境下得到考評。通過此平臺，也可以開展研究工作。配電自動化系統(tǒng)的仿真方法，包括如下步驟:
[0013]步驟一、配電主站向配電終端發(fā)送遙控選擇命令；
[0014]步驟二、配電終端將接收到的遙控選擇命令發(fā)送給主站仿真系統(tǒng)；
[0015]步驟三、主站仿真系統(tǒng)接收到遙控選擇命令后根據(jù)情況向配電終端發(fā)送返校成功命令或返校失敗命令；
[0016]步驟四、若配電終端接收到主站仿真系統(tǒng)發(fā)送的返校成功命令，則將其發(fā)送給配電主站；若配電終端收到主站仿真系統(tǒng)發(fā)送的返校失敗命令，則將其發(fā)送給配電主站，本次遙控過程結(jié)束；
[0017]步驟五、配電主站接收到返校成功命令后，配電主站向配電終端發(fā)送遙控執(zhí)行或撤銷命令；
[0018]步驟六、若配電終端接收到遙控執(zhí)行命令則將其發(fā)送至主站仿真系統(tǒng)；若配電終端接收到遙控撤銷命令，則配電終端回復(fù)配電主站遙控撤銷確認(rèn)，本次遙控過程結(jié)束；
[0019]步驟七、主站仿真系統(tǒng)接收到遙控執(zhí)行命令后，根據(jù)情況向配電終端發(fā)送遙信變位幀，若主站仿真系統(tǒng)模擬開關(guān)拒動時則無遙信變位；
[0020]步驟八、配電終端向配電主站發(fā)送遙控執(zhí)行確認(rèn)幀、遙控執(zhí)行結(jié)束幀，若配電終端接收到遙信變位幀后，則向配電主站發(fā)送遙信變位幀。
[0021]優(yōu)選的，配電主站與配電終端通過以太網(wǎng)的2404端口采用標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5-104規(guī)約進(jìn)行通信。
[0022]優(yōu)選的，配電終端與主站仿真系統(tǒng)通過以太網(wǎng)的2406端口以仿照IEC60870-5-104通訊規(guī)約衍生的專用規(guī)約通信。
[0023]在線仿真系統(tǒng)能夠在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，利用平臺提供的多態(tài)多應(yīng)用機(jī)制建立模擬環(huán)境，能夠給操作人員提供具有真實(shí)感的仿真環(huán)境，達(dá)到對調(diào)度員的培訓(xùn)作用。在線仿真能在配調(diào)工作站上運(yùn)行，且模擬運(yùn)行不能影響系統(tǒng)的正常監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)度的操作仿真、運(yùn)行方式倒換、事故反演以及故障恢復(fù)等仿真培訓(xùn)功能。
[0024]采用此方式，相比動模的好處是不需要實(shí)際的故障點(diǎn)，節(jié)省了投入，并且沒有安全危險(xiǎn)。相比單純的仿真軟件，此系統(tǒng)是在不影響真實(shí)系統(tǒng)的情況下進(jìn)行的，可以在被培訓(xùn)人員不知情的情況下，模擬電力系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)，起到真正的實(shí)踐作用，大大提高了