本发明专利技术公开了一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，在满足电力系统相似判据的条件下，按等比缩小容量的原则，采用400V低压设备模拟10kV配电网实际设备，设计出一系列模块化的配电网设备模拟器，根据所研究的实际10kV配电线路，通过模拟组态屏，组合出相应的配电网模拟测试系统，通过模拟配电网不同接地方式下正常运行、停送电操作、电源波动、接地或短路故障，记录并研究配电网暂态及稳态运行特性；此外，该系统还能模拟馈线自动化动作及处理过程，测试配电自动化开关控制器的功能与性能。
【技术实现步骤摘要】
一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统
本专利技术涉及一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统。
技术介绍
配电网是电网的重要组成部分，是控制和保证用户供电可靠性和供电质量的关键环节。我国配电网的网架设计、运行监控和试验研究相对输变电明显落后，是我国现代电网建设中最为薄弱的一个环节。近年来，随着大量分布式新能源、微网和多元化负荷接入配电网，传统配电网由无源网变为有源网，潮流由单向变为多向，配电网的运行特性与保护、控制策略日益复杂。由于配电网运行特性的复杂性，在进行理论分析、数字仿真的同时必须进行物理模拟试验研究，三者缺一不可。配电网动态模拟是分析电力系统特征、测试继电保护及二次设备的重要手段。配电网动态模拟试验可以在原型(10kV)线路上进行，也可以在等值低压模型(一般为380～1000V)上模拟进行。此外，配电网动态模拟系统也是配电自动化终端功能及性能的在线测试平台。配电自动化系统是提高供电可靠性的重要手段，由一次设备、配电终端、通信网络和主站系统组成。配电自动化系统通过配电终端，实现对配电一次设备的远程监测和控制。配电终端生产厂家多、产品型号多，运行于室外环境，其产品质量的检测与控制十分重要。但目前电自动化系统的测试联调一般只能在现场10kV配电网上进行，可测试项目少、风险高且效率低，无法有效检测配电自动化系统存在的不足和缺陷。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，该系统综合考虑配电网动态特性研究与配电自动化主站系统及终端的测试需要，为研究配电网暂态特性、分析配电设备故障和进行配电自动化测试提供基础平台。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，包括模拟组态屏、电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；其中，模拟组态屏连接电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；各个模块包括若干个不同的模拟器，所述模拟组态屏从屏体背面或侧面接入所有模拟器的两端进出线。所述电源模块，包括三相可编程交流电源、变压器模拟器和变压器接地单元模拟器；所述三相可编程交流电源的容量为30kVA，电压、频率及初始相位可调，每相电压可调范围0—300V，电源频率可调范围45-65Hz。所述变压器接地单元模拟器通过内置开关接入所述三相变压器中性点抽头，可模拟中性点不接地、小电阻接地或消弧线圈接地方式，不同接地方式通过手动操作改变。所述线路模块，包括出线断路器、架空线路模拟器、电缆线路模拟器和电缆分支线路模拟器。所述出线断路器连接所述三相变压器出线，额定电流63A，可手动或遥控分合，具备完善的保护功能，包括速断保护、定时限速断保护和过流保护。所述开关模块，包括电压型开关模拟器、电流型开关模拟器、环网柜模拟器和分界开关模拟器。所述负荷及无功补偿模块，包括三相可编程负荷模拟器和无功补偿模拟器；所述三相可编程负荷模拟器为三相隔离变压器，采用干式变压器，变比为400V/400V,容量30kVA；中性点抽头引出，可选取“Yy”或“Yd”接线方式。所述配电终端模块，包括保护测控装置、电压型开关控制器、电流型开关控制器、环网柜控制器和分界开关控制器；所述故障发生器模块包括三相可编程故障发生器，所述分布电源模块包括分布式电源模拟器；所述三相可编程故障模拟器进线端配带延时投入继电器的手动断路器，手动投入故障，故障持续时间可设置，模拟各种类型的配电线路故障：包括相间短路、三相短路、单相接地、两相接地和三相接地故障，每个短路回路配备限流电阻，限流值为30A，设备可远程或本地控制，可编程设置和自动转换故障类型。所述电压型开关模拟器，用于模拟电压型分段开关，可手动遥控分合；电压型分段开关配置A、B、C三相CT，CT变比10:5；开关电源侧和负荷侧安装AB、BC相间PT，PT二次侧输出电压为AC220V，作为电压采集信号和控制器外部供电电源。本专利技术的有益效果为：1.可组合模拟实际10kV配电线路，实现电源波动、负荷曲线和故障类型的可编程设置，可用于实验室研究配电网稳态与暂态特性，以及配电自动化终端的在线测试，具有很高的扩展性和灵活性；2.根据所研究的实际10kV配电线路，通过模拟组态屏，组合出相应的配电网模拟测试系统，通过模拟配电网不同接地方式下正常运行、停送电操作、电源波动、接地或短路故障，记录并研究配电网暂态及稳态运行特性；此外，该系统还能模拟馈线自动化动作及处理过程，测试配电自动化开关控制器的功能与性能。附图说明图1为本专利技术的系统组成结构示意图；图2为本专利技术的模拟两个变电站和2条手拉手线路的接线图。其中，1.模拟组态屏，2.电源模块，3.线路模块，4.开关模块，5.负荷及无功补偿模块，6.分布电源模块，7.故障发生器，8.配电终端，9.三相可编程交流电源，10.变压器模拟器，11.变压器接地单元模拟器，12.出线断路器，13.架空路模拟器，14.电缆线路模拟器，15.电缆分支线路模拟器，16.电压型开关模拟器，17.电流型开关模拟器，18.环网柜模拟器，19.分界开关模拟器，20.三相可编程负荷模拟器，21.无功补偿模拟器，22.分布式电源模拟器，23.三相可编程故障模拟器，24.故障录波器，25.保护测控装置，26.电压型开关模拟器，27.电流型开关模拟器，28.环网柜控制器，29.分界开关控制器。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术采用以下技术方案，配电网动态模拟与配电自动化测试一体化系统由模拟组态屏1、电源模块2、线路模块3、开关模块4、负荷及无功补偿模块5、分布电源模块6、故障发生器7和配电终端8组成。所述电源模块2由三相可编程交流电源、变压器模拟器、变压器接地单元模拟器组成；所述线路模块3由出线断路器、架空线路模拟器、电缆线路模拟器14、电缆分支线路模拟器15组成；所述开关模块4由电压型开关模拟器16、电流型开关模拟器17、环网柜模拟器18、分界开关模拟器19组成；负荷及无功补偿模块5由三相可编程负荷模拟器20和无功补偿模拟器21组成；分布电源模块6由分布式电源模拟器组成；故障发生器7模块由三相可编程故障发生器组成；配电终端8模块由保护测控装置、电压型开关控制器、电流型开关控制器、环网柜控制器、分界开关控制器组成。所述模拟组态屏1从屏体背面或侧面接入所有模拟器的两端进出线，分别连接到组态屏前面板上一体式三相插孔，通过三相插头连接线进行各模拟器连接方式的自由组合，可模拟不同接线方式的配电线路，以及配电线路上负荷及无功补偿模块5、分布电源模块6、故障发生器7模块的不同接入位置。所述三相可编程交流电源9的容量为30kVA，电压、频率及初始相位可调，可遥控投入和退出。每相电压可调范围0—300V，电源频率可调范围45-65Hz。具备承受短时故障电流的冲击能力；具备自保护能力，能够在电流大到一定程度时自动切断电源。所述三相变压器模拟器10为三相隔离变压器，采用干式变压器，变比为400V/400V,容量30kVA；中性点抽头引出，可选取“Yy”或“Yd”接线方式。具备承受短时故障电流的冲击和自保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，其特征是：包括模拟组态屏、电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；其中，模拟组态屏连接电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；各个模块包括若干个不同的模拟器，所述模拟组态屏从屏体背面或侧面接入所有模拟器的两端进出线。
【技术特征摘要】
1.一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，其特征是：包括模拟组态屏、电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；其中，模拟组态屏连接电源模块、线路模块、开关模块、负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模拟模块和配电终端模块；各个模块包括若干个不同的模拟器，所述模拟组态屏从屏体背面或侧面接入所有模拟器的两端进出线；所述电源模块，包括三相可编程交流电源、变压器模拟器和变压器接地单元模拟器；所述三相可编程交流电源的容量为30kVA，电压、频率及初始相位可调，可遥控投入和退出；每相电压可调范围0—300V，电源频率可调范围45-65Hz；具备承受短时故障电流的冲击能力；具备自保护能力，能够在电流大到一定程度时自动切断电源；所述模拟组态屏从屏体背面或侧面接入所有模拟器的两端进出线，分别连接到组态屏前面板上一体式三相插孔，通过三相插头连接线进行各模拟器连接方式的自由组合，可模拟不同接线方式的配电线路，以及配电线路上负荷及无功补偿模块、分布电源模块、故障发生器模块的不同接入位置；所述分布电源模块包括分布式电源模拟器，所述分布式电源模拟器容量0-6kW可调节，由直流可编程电源和三相并网逆变器组成，可模拟各类DG的出力特性和并网控制策略，有功、无功及谐波可调节并在设定的出力预测曲线的不同时间点处波动，具备承受短时故障电流冲击和自保护能力。2.如权利要求1所述的一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，其特征是：所述变压器接地单元模拟器通过内置开关接入三相变压器中性点抽头，可模拟中性点不接地、小电阻接地或消弧线圈接地方式，不同接地方式通过手动操作改变。3.如权利要求2所述的一种模块化配电网动态模拟与终端测试一体化系统，其特征是：所述线路模块，包括出线断路器、架空线路模拟器、电缆线路模拟器和电缆分支线路模拟器。...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙勇，李立生，邵志敏，李建修，张世栋，张林立，刘合金，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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