智能变电站数字物理混合仿真系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能变电站数字物理混合仿真系统包括智能变电站仿真系统、用于模拟智能变电站一次设备的一次设备物理模型、用于对一次设备物理模型的工作进行控制、保护、监察、测量的二次设备；所述智能变电站仿真系统包括第一交换机、教练机和仿真运算服务器，所述一次设备物理模型包括第二交换机；所述第二交换机的一端分别与一次设备物理模型和二次设备双向连接另一端与第一交换机双向连接，所述第一交换机的另一端分别与仿真运算服务器与教练机连接双向连接。本实用新型专利技术实验模拟的数据能灵活调整、实验可扩展同时能全面真实模拟现实智能变电站完整的系统。

Digital Physics Hybrid Simulation System for Intelligent Substation

The utility model discloses a Digital-Physical hybrid simulation system for intelligent substation, which comprises an intelligent substation simulation system, a primary equipment physical model used to simulate the primary equipment of intelligent substation, and a secondary equipment used to control, protect, monitor and measure the work of the primary equipment physical model. The station simulation system includes a first switch, a trainer and a simulation operation server, and the physical model of the primary device includes a second switch; one end of the second switch is connected with the physical model of the primary device and the secondary device in two directions, the other end is connected with the first switch in two directions, and the other end of the first switch in two directions. Do not connect to the simulation operation server and the training machine in two directions. The experimental simulation data of the utility model can be adjusted flexibly, the experiment can be expanded and the complete system of the real intelligent substation can be simulated comprehensively and truly.

【技术实现步骤摘要】
智能变电站数字物理混合仿真系统
本技术涉及一种仿真系统，尤其涉及一种智能变电站数字物理混合仿真系统。
技术介绍
随着智能变电站的推广，很多高校开始开设相关课程并建设相关实验室。但目前智能变电站教学实验系统只能模拟简单的过流故障及简单的系统潮流，只是系统的简单模拟并且其模拟的均是智能能变电站的二次设备，其缺少对对一次设备模拟，不具备全面的智能变电站运行复杂工况的分析与深度测试。其次，一次硬件和二次硬件与实际变电站的硬件存在一定差异使学员不能全面认知智能变电站的实际设备；同时由于模拟硬件设备的局限和不可扩展性，导致实验模拟的数据不能灵活调整、实验不可扩展。因此，有必要对现有技术改进以解决上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种智能变电站数字物理混合仿真系统，其实验模拟的数据能灵活调整、实验可扩展同时能全面真实模拟现实智能变电站完整的系统，具体而言通过以下技术方案实现：本技术所述的智能变电站数字物理混合仿真系统，包括智能变电站仿真系统、用于模拟智能变电站一次设备的一次设备物理模型、用于对一次设备物理模型的工作进行控制、保护、监察、测量的二次设备；所述智能变电站仿真系统包括第一交换机、教练机和仿真运算服务器，所述一次设备物理模型包括第二交换机；所述第二交换机的一端分别与一次设备物理模型和二次设备双向连接另一端与第一交换机双向连接，用于一次设备物理模型、二次设备和智能变电站仿真系统三者之间模拟量和数字量的传送；所述第一交换机的另一端分别与仿真运算服务器与教练机连接双向连接，用于实时修改数据并将实现结果在一次设备物理模型体现，同时将实验数据和结果在教练机上体现。进一步，所述二次设备包括微机保护装置、测控装置；所述微机保护装置和测控装置一端分别双向连接于第二交换机，所述微机保护装置和测控装置另一端经规约转换器与第一交换机连接，用于微机保护装置、测控装置、智能变电站仿真系统之间以及三者自身的自动化和互动化，并且将微机保护装置、测控装置状态显示在教练机上。进一步，还包括光纤接口转换器、光分路器、光交换机，所述二次设备还包括合并单元、智能终端以及与合并单元信号输入端连接的互感器；所述光纤接口转换器信号输入端分别连接于规约转换器和合并单元信号的输出端，信号输出端连接于光分路器的信号输入端，所述光分路器的信号输出端与所述微机保护装置和测控装置信号输入端连接；所述微机保护装置和测控装置信号输出端与光交换机的输入端，所述光交换机的信号输出端连接于第二交换机；所述智能终端规约转换器连接于测控装置。进一步，还包括学员机，所述学员机双向连接教练机连接，用于共享教练机上的信息。进一步，所述教练机上还连接有多媒体教学设备。进一步，所述规约转换器与光纤接口转换器之间增设有光纤接口扩展装置。本技术的有益效果：本技术克服了现有技术的局限性和不可扩展性，通过所述的仿真运算服务器实现变电站内的数据可以根据实验需要实时修改，并可以通过一次系统模拟物理结构体现出实验结果和现象。同时通过智能变电站仿真系统将实验数据和结果通过仿真软件体现在每台学员机上，突破了以往实验模拟的数据不能灵活调整及系统认知模拟不够全面的局限性和实验的不可扩展性。本技术通过对一次设备建立真实的物理模型同时采用真实的二次设备，不但使学员能够接触到实际智能变电的真实设备智熟悉智能变电站和真实整体的框架，而且将智能变电站仿真系统与一次设备和二次设备有机的结合，可以通过智能仿真软件全面学习和认知实际智能变电站的运行概况。本技术的其他有益效果将结合下文具体实施例中进行进一步的说明。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述：图1为本技术结构示意图；图2为一次设备物理模型示意图；具体实施方式如图1-2所示：本实施例中的一种智能变电站数字物理混合仿真系统，包括智能变电站仿真系统、用于模拟智能变电站一次设备的一次设备物理模型、用于对一次设备物理模型的工作进行控制、保护、监察、测量的二次设备；所述智能变电站仿真系统包括第一交换机、教练机和仿真运算服务器，所述一次设备物理模型包括第二交换机；所述第二交换机的一端分别与一次设备物理模型和二次设备双向连接另一端与第一交换机双向连接，用于一次设备物理模型、二次设备和智能变电站仿真系统三者之间模拟量和数字量的传送；所述第一交换机的另一端分别与仿真运算服务器与教练机连接双向连接。实验时，人员在教练机上根据需要实时修改数据，通过第一交换机和第二交换机将模拟量和数字量的传送到一次设备物理模型上，则一次设备物理模型就会体现出实验结果和现象；同时并通过智能变电站仿真系统将实验数据和结果显示在教练机上。进一步，所述教练机上安装有“虚拟3D场景”、“虚拟保护屏”、“接地站”、“仿真综自”、“五防开票”等内容为学员提供了更加丰富的学习的外部环境。在本实施例中，所述二次设备包括微机保护装置、测控装置；所述微机保护装置和测控装置一端分别双向连接于第二交换机，所述微机保护装置和测控装置另一端经规约转换器与第一交换机连接，用于微机保护装置、测控装置、智能变电站仿真系统之间以及三者自身的自动化和互动化，并且将微机保护装置、测控装置状态显示在教练机上。所述微机保护装置、测控装置有利于降低一次设备和二次设备的难度和融合的复杂性，同时所述微机保护装置、测控装置采用真实的现有设备，其是智能变电站二次设备中常用的设备将其融入到本技术中有利于学员接触到真实设备、有利于提供与真实设备完全一致的仿真环境。所述所述规约转换器优先IEC61850转换器以使本技术入采用IEC61850标准，过对设备的一系列规范化，使其形成一个规范的输出，实现系统的无缝连接。同时，使不同厂家间的设备互联互操作有利于系统维护、维修和成本的降低。在本实施例中，还包括光纤接口转换器、光分路器、光交换机，所述二次设备还包括合并单元、智能终端以及与合并单元信号输入端连接的互感器；所述光纤接口转换器信号输入端分别连接于规约转换器和合并单元信号的输出端，信号输出端连接于光分路器的信号输入端，所述光分路器的信号输出端与所述微机保护装置和测控装置信号输入端连接；所述微机保护装置和测控装置信号输出端与光交换机的输入端，所述光交换机的信号输出端连接于第二交换机；所述智能终端规约转换器连接于测控装置。进一步，所述互感器可是是电子互感器、电流互感器或电压互感器的一种或多种的组合，所述智能终端连接真实的开关刀闸、高压开关柜等。所述合并单元与第一交换机的连接是采用光以太网络，所述智能终端与第一交换机的连接是采用电以太网络，这样设置的好处在于：加快数据传输的速度和避免信号的干扰。在本实施例中，还包括学员机，所述学员机双向连接教练机连接，用于共享教练机上的信息。在本实施例中，所述教练机上还连接有多媒体教学设备以便于教学。在本实施例中，所述规约转换器与光纤接口转换器之间增设有光纤接口扩展装置，用于其他设备扩展的备用端口，有利于进一步提高本技术的可扩展性。综上所述，本技术智能变电站真实设备与智能变电站仿真系统有机的结合起来经数字物理混合成的仿真实验系统，一方面可以与实际设备相连实现混合仿真；另一方面可以脱离实际设备实现实际变电站的软件仿真全面认知与学习，满足实际设备教本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站数字物理混合仿真系统，其特征在于：包括智能变电站仿真系统，用于模拟智能变电站一次设备的一次设备物理模型，用于对一次设备物理模型的工作进行控制、保护、监察、测量的二次设备；所述智能变电站仿真系统包括第一交换机、教练机和仿真运算服务器，所述一次设备物理模型包括第二交换机；所述第二交换机的一端分别与一次设备物理模型和二次设备双向连接另一端与第一交换机双向连接，用于一次设备物理模型、二次设备和智能变电站仿真系统三者之间模拟量和数字量的传送；所述第一交换机的另一端分别与仿真运算服务器与教练机连接双向连接，用于实时修改数据并将实现结果在一次设备物理模型体现，同时将实验数据和结果在教练机上体现。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站数字物理混合仿真系统，其特征在于：包括智能变电站仿真系统，用于模拟智能变电站一次设备的一次设备物理模型，用于对一次设备物理模型的工作进行控制、保护、监察、测量的二次设备；所述智能变电站仿真系统包括第一交换机、教练机和仿真运算服务器，所述一次设备物理模型包括第二交换机；所述第二交换机的一端分别与一次设备物理模型和二次设备双向连接另一端与第一交换机双向连接，用于一次设备物理模型、二次设备和智能变电站仿真系统三者之间模拟量和数字量的传送；所述第一交换机的另一端分别与仿真运算服务器与教练机连接双向连接，用于实时修改数据并将实现结果在一次设备物理模型体现，同时将实验数据和结果在教练机上体现。2.根据权利要求1所述的智能变电站数字物理混合仿真系统，其特征在于：所述二次设备包括微机保护装置、测控装置；所述微机保护装置和测控装置一端分别双向连接于第二交换机，所述微机保护装置和测控装置另一端经规约转换器与第一交换机连接，用于微机保护装置、测控装置、智能变电站仿真系统之间以及三者自身的自动化和互动化，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马威，蒋彦喜，李辉，鲁莹，刘凯，刘勇，李彦伟，
申请(专利权)人：许昌许继昌南通信设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41