一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法及系统与流程

本发明涉及配电自动化技术领域，具体地说是一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法及系统。

背景技术：

随着社会经济和技术的发展，10kv及以下配电网的运行可靠性愈加重要，配电自动化作为提高配电网运行可靠性的技术手段发展迅速，近几年来配电自动化相关技术、装备持续进步和提升，配电保护、一二次智能成套设备等快速推广并在配电网上广泛应用，极大提高了配电网供电可靠性。配电自动化装备快速发展的同时，与相关运维人员、技能培养不足的矛盾愈发凸显。为了提升相关人员运维技能水平，配电自动化系统的仿真技术是其中的重要支撑，通过将配电自动化系统的配电终端、通信通道、系统主站、一次设备等配电网及其自动化的关键环节进行部署和仿真，从而实现对配网调度、配电自动化、配电运维等相关从业人员的技能培训。

在配电网及其自动化系统的仿真中，配电故障模拟是最关键和最复杂的内容，尤其是当前一二次智能成套设备等集成了传统一次断路器、配电保护功能、二次终端采集与控制功能的新型装备，目前的故障模拟主要分两种类型，一种是通过软件模拟仿真，实现配电自动化故障信号的模拟并在自动化主站系统上进行故障处理，实现技能培训；另一种方法是针对配电一、二次设备，通过继电保护仪、功率标准源等实现故障电气信号的注入，从而完成故障仿真的培训。软件模拟简单但真实效果差，真型模拟效果号，但仿真信号模拟操作复杂，尤其是配电线路上多个设备同时模拟，在时钟同步和操作上均需要较多人员投入，操作复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法及系，用于解决在配电一二次智能成套设备的真型仿真中操作复杂、容易出现模拟故障错误、培训真实效果差的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法，该方法包括：

在主站系统与各个配电一二次智能成套设备之间设置有包括管理数据通信通道，实现对仿真信息和仿真指令进行传输；

在主站系统的故障仿真模块设置针对仿真配电故障点的故障仿真信号的分析、模拟和并行下装；

在主站故障仿真模块单元与配电一二次智能成套设备之间设置仿真管理通道，实现仿真操作模拟信号指令的下发；

在配电一二次智能成套设备侧增加仿真模拟信号的接收和执行模块，并按照故障仿真模拟信号指令，模拟配电一二次智能成套设备感知信号，并注入到配电保护、开关本体单元中，实现触发保护动作；

配电一二次智能成套设备侧采集配电保护和开关本体动作的信息并通过业务通道上送到主站系统，实现配电故障真型仿真。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，在上述步骤之前还包括：

对真型仿真配电线路的设备供电关系进行分析记录，并确定仿真故障点的位置信息；

依据故障点在真型仿真线路中所在位置，利用配电线路中设备相互供电的上下游关系，按照故障点上游设备产生故障信号，投入保护的设备并产生跳闸，形成保护故障信号对应设备的队列；

根据需求设置信号，形成最终的保护故障信号队列；

根据主站系统的前置采集模型数据，将信号队列中的各个信号与对应的配电一二次智能成套设备建立对应关系。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述的保护故障信号包括动作故障信号和跳闸信号，保护故障信号队列包括动作故障信号队列和跳闸信号队列。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，在主站系统的故障仿真模块设置针对仿真配电故障点的故障仿真信号的分析、模拟和并行下装具体包括：根据信号队列与配电一二次智能成套设备的对应关系，将仿真信号通过管理数据通道下发至各个配电一二次智能成套设备。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述触发保护动作包括：

当保护故障信号为动作故障信号时，配电一二次智能成套设备配电保护动作；

当保护故障信号为跳闸信号时，保护动作为开关本体跳闸。

结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，配电一二次智能成套设备采集配电保护动作和开关本体动作的信息并通过业务通道上送到配电自动化系统主站，实现配电故障真型仿真具体包括：

配电一二次智能成套设备通过业务数据通道将故障业务采集单元采集到的故障信号上送到主站系统中；

主站系统接收到故障信号后，配电故障分析模块进行故障处理，并推送分析结果给培训学员；

培训学员根据推送故障信息进行各种故障处置操作，完成故障培训。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，该方法还包括判断是否模拟误报信号、漏报信号；

如果需要模拟误报信号，则增加误报信号至保护故障信号队列，如果需要模拟漏报信号，则从保护故障信号队列中删除漏报信号。

本发明第二方面提供了一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真系统，利用所述的方法，该系统包括：

主站系统，用于将采集到的信号通过管理数据通道发送至配电一二次智能成套设备侧、接收故障信息并处理分析、接受受训人员的操作和处置；主站系统包含但不限于故障仿真模块；

配电一二次智能成套设备侧，用于采集保护故障信号并通过业务单元将保护故障信息发送至主站系统；

管理数据通信通道，设置于主站系统与配电一二次智能成套设备侧之间，用于对仿真信息和仿真指令进行传输；

仿真管理通道，设置于故障仿真模块与配电一二次智能成套设备侧之间，用于实现仿真操作模拟信号指令的下发；

仿真模拟信号的接收和执行模块，设置于配电一二次智能成套设备侧，用于按照故障仿真模拟信号指令，模拟配电一二次智能成套设备感知信号，并注入到配电保护、开关本体单元中，实现触发保护动作；

业务通道，设置于配电一二次智能成套设备侧，用于将配电一二次智能成套设备侧采集配电保护和开关本体动作的信息上送到主站系统。

本发明第二方面的所述系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。

由以上技术方案可见，本发明在真型仿真中，不需要在每个设备现场使用专用的电气特征注入工具进行故障仿真注入即可完成学员培训应用，极大减少了培训的相关工作量；本发明在主站系统的故障仿真模块单元依据人工设定的仿真故障点自动分析跳闸信号与保护动作的故障信号，并与配电一二次智能成套设备之间增加了一条管理数据通信通道，配电一二次智能成套设备扩展仿真模拟信号的接收和执行，实现仿真指令的在线下达和在线自动仿真模拟，减少了现场对各类设备的操作和现场工作人员投入，提高了仿真效率；由于软件在线模拟真型仿真指令后同时并行下装的特征，提高了时钟同步的准确度，减少了人为在各个设备上操作带来的时钟不同步导致故障模拟错误的问题。

本发明不额外增加硬件且不再需要继电保护仪、功率标准源等辅助设备的使用，采用软件方法实现真型仿真配电自动化系统的故障模拟培训，有成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法的流程示意图；

图2为为本发明实施例所应用的一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真方法，该方法包括以下步骤：

s1、对真型仿真配电线路的设备供电关系进行分析记录，并确定仿真故障点的位置信息；

s2、依据故障点在真型仿真线路中所在位置，利用配电线路中设备相互供电的上下游关系，按照故障点上游设备产生故障信号，投入保护的设备并产生跳闸，形成保护故障信号对应设备的队列；

s3、根据需求设置信号，形成最终的保护故障信号队列；

s4、根据主站系统的前置采集模型数据，将信号队列中的各个信号与对应的配电一二次智能成套设备建立对应关系；

s5、在主站系统与各个配电一二次智能成套设备之间设置有包括管理数据通信通道；

s6、在主站系统的故障仿真模块设置针对仿真配电故障点的故障仿真信号的分析、模拟和并行下装，将各信号通过管理数据通信通道逐个发送到对应的配电一二次智能成套设备，实现对仿真信息和仿真指令进行传输；

s7、在主站系统故障仿真模块单元与配电一二次智能成套设备之间设置仿真管理通道，实现仿真操作模拟信号指令的下发；

s8、在配电一二次智能成套设备侧增加仿真模拟信号的接收和执行模块，并按照故障仿真模拟信号指令，模拟配电一二次智能成套设备感知信号，并注入到配电保护、开关本体单元中，实现触发保护动作；

s9、配电一二次智能成套设备侧采集配电保护和开关本体动作的信息并通过业务通道上送到主站系统；

s10、主站系统收到配电保护和开关本体动作的信息后对信息进行处理，推出并展示分析结果，接受受训人员的操作和处置，实现仿真。

在上述方法中，还包括是否需要模拟误报信号、漏报信号；如果需要模拟误报信号，则增加误报信号至保护故障信号队列，如果需要模拟漏报信号，则从保护故障信号队列中删除漏报信号。

步骤s2中所述的保护故障信号包括动作故障信号和跳闸信号，保护故障信号队列包括动作故障信号队列和跳闸信号队列。

步骤s8中所述的触发保护动作包括：

当保护故障信号为动作故障信号时，配电一二次智能成套设备配电保护动作；

当保护故障信号为跳闸信号时，保护动作为开关本体跳闸。

如图2所示，一种配电一二次智能成套设备的真型试验仿真系统，该系统包括：

主站系统，用于将采集到的信号通过管理数据通道发送至配电一二次智能成套设备侧、接收故障信息并处理分析、接受受训人员的操作和处置；主站系统包含但不限于故障仿真模块；

配电一二次智能成套设备侧，用于采集保护故障信号并通过业务单元将保护故障信息发送至主站系统；

管理数据通信通道，设置于主站系统与配电一二次智能成套设备侧之间，用于对仿真信息和仿真指令进行传输；

仿真管理通道，设置于主站系统的故障仿真模块与配电一二次智能成套设备侧之间，用于实现仿真操作模拟信号指令的下发；

仿真模拟信号的接收和执行模块，设置于配电一二次智能成套设备侧，用于按照故障仿真模拟信号指令，模拟配电一二次智能成套设备感知信号，并注入到配电保护、开关本体单元中，实现触发保护动作；

业务通道，设置于配电一二次智能成套设备侧，用于将配电一二次智能成套设备侧采集配电保护和开关本体动作的信息上送到主站系统。

本发明的仿真方法解决了一二次智能成套设备现场故障仿真操作复杂的问题，通过在配电自动化主站系统故障仿真模块单元与配电一二次智能成套设备之间扩展一个仿真管理通信通道，在主站侧的故障仿真模块单元增加针对仿真配电故障点的故障仿真信号的分析、模拟和并行下装，主站故障仿真模块与配电一二次智能成套设备之间的仿真管理通道中，实现仿真操作模拟信号指令的下发，在配电一二次智能成套设备侧增加仿真模拟信号的接收和执行功能，并按照故障仿真模拟信号指令，模拟配电一二次智能成套设备感知信号注入到配电保护、开关本体单元中，实现故障触发保护动作，配电一二次智能成套设备采集配电保护和开关本体动作的信息并通过业务通道上送到配电自动化系统主站，实现配电故障真型仿真。

通过以上方法完成了配电网故障的真型仿真，满足培训学员的需求，本发明是在真型仿真中，不需要在每个设备现场使用专用的电气特征注入工具进行故障仿真注入即可完成学员培训应用，极大减少了培训的相关工作量；本发明的关键点是在主站系统的故障仿真模块单元依据人工设定的仿真故障点自动分析跳闸信号与保护动作的故障信号，并与配电一二次智能成套设备之间增加了一条管理数据通信通道，配电一二次智能成套设备扩展仿真模拟信号的接收和执行模块，实现仿真指令的在线下达和在线自动仿真模拟，减少了人工配置工作，提高了仿真效率。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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