專利名稱：高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于對電力營銷負(fù)荷管理工作的人員的職業(yè)技能進(jìn)行培訓(xùn)的全真實訓(xùn)考核系統(tǒng)，具體是涉及一種高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，可以實現(xiàn)與現(xiàn)場完全一致的實際運行狀況，達(dá)到全真設(shè)備上的考核效果。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)八十年代到上世紀(jì)末，電力緊張，電力生產(chǎn)滿足不了社會對電力的需求，加之電力配送能力的不足，經(jīng)常發(fā)生變壓器，線路過負(fù)荷情況。為緩解電力供需矛盾，提高電能利用效率，必須進(jìn)行有效的負(fù)荷管理，使有限的電力資源獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在計劃經(jīng)濟(jì)體制下，對用戶的電力分配政府主導(dǎo)，由政府計劃部門進(jìn)行電力分配，具有配給制的特點。電力部門對負(fù)荷管理工作主要是用電計劃的和“削峰填谷”的政策的執(zhí)行。 為適應(yīng)這一階段需求，管理手段以控制負(fù)荷，控制電量為重點。在這個階段，負(fù)荷管理系統(tǒng)獲得了較大的發(fā)展。技術(shù)方面完成了從定量器，音頻控制技術(shù)到無線控制技術(shù)，單向到雙向的技術(shù)演進(jìn)，確立了以使用230M負(fù)荷管理專用頻率的無線負(fù)荷控制技術(shù)為核心的負(fù)荷管理系統(tǒng)的基本建設(shè)方式。技術(shù)方面，這個階段主站系統(tǒng)由初期的單機版升級到網(wǎng)絡(luò)版。平臺從DOS升級到 Windows，數(shù)據(jù)從單機的文件保存形式發(fā)展的到采用了專用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，終端設(shè)備原來 8位CPU發(fā)展到了 16位CPU。通信數(shù)率也從早期的100波特率提升到1200波特率。系統(tǒng)功能早期系統(tǒng)以功控，電控，廠休控等基本控制功能為主，在這個階段的中、后期開始嘗試?yán)秘?fù)荷管理系統(tǒng)的軟硬件資源拓展了遠(yuǎn)方抄表，防竊電，購電控等管理功能。隨著電力供需矛盾的緩解，對負(fù)荷管理需求也相對減弱，負(fù)荷管理系統(tǒng)的建設(shè)它發(fā)展的第一個頂峰開始步入低谷，負(fù)荷管理系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向管理方面的需求。本世紀(jì)初的五年基本處于這個發(fā)展階段。負(fù)荷管理的工作內(nèi)容轉(zhuǎn)向到電能信息的自動采集和對用電營銷的業(yè)務(wù)支持方面。遠(yuǎn)方抄表，防竊電，購電控，電能質(zhì)量監(jiān)測，諧波監(jiān)測，線損計算等功能得到應(yīng)用。其中遠(yuǎn)方抄表，防竊電，購電控，電能質(zhì)量監(jiān)測在這一方展階段成為負(fù)荷管理系統(tǒng)的基本功能。伴隨這我國從計劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟(jì)，傳統(tǒng)的以控制為主的指令型負(fù)荷管理手段也轉(zhuǎn)向“有序用電”和可中斷負(fù)荷管理的市場化管理手段。在2005年重新出現(xiàn)電力緊張時，開始嘗試向用戶購買負(fù)荷的市場化調(diào)節(jié)方式。有些系統(tǒng)的采集范圍也擴展到系統(tǒng)變壓器、公用配電變壓器和低壓配電的集抄。在技術(shù)方面，這一時期主站設(shè)計更為重視對資源的共享和對營銷系統(tǒng)的支持和系統(tǒng)間的互連。系統(tǒng)平臺一般采用windows2000為操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用了 ORACLE，DB2這樣的大型關(guān)系型商用數(shù)據(jù)庫，并使用多線程技術(shù)。系統(tǒng)的互連采用商用的中間件平臺。終端開始使用32位CPU，運行嵌入式操作系統(tǒng)。引入了交流采樣技術(shù)，采用SMT技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)主板的生產(chǎn)。通信數(shù)率現(xiàn)提升到MOO波特率，并開始嘗試使用公網(wǎng)GPRS、CDMA作為通信信道。電力系統(tǒng)中，負(fù)荷控制裝置是非常重要的用戶監(jiān)控和自動裝置設(shè)備。由于相關(guān)技術(shù)日新月異，對電能信息的自動采集和對電力營銷的業(yè)務(wù)支持方面等功能的應(yīng)用不斷提高，如何在設(shè)備帶電運行狀態(tài)下實施負(fù)荷控制裝置的培訓(xùn)使用，達(dá)到全真培訓(xùn)考核效果，使培訓(xùn)人員上崗即能具備其崗位職業(yè)技能是現(xiàn)代企業(yè)培訓(xùn)功能的需要，是企業(yè)亟待解決的一個問題。進(jìn)行培訓(xùn)必須進(jìn)行理論性的講解，然后再進(jìn)行生產(chǎn)技能的實踐操作，以便使學(xué)員具有實際操作的職業(yè)技能。但是現(xiàn)有的實訓(xùn)設(shè)備不具有負(fù)荷控制的培訓(xùn)功能，沒有考慮設(shè)置該功能，即只能實現(xiàn)對客戶端從業(yè)人員的培訓(xùn)，不能滿足電力企業(yè)職工生產(chǎn)技能培訓(xùn)需求。如果到客戶端現(xiàn)場進(jìn)行培訓(xùn)，可能對客戶端的供電可靠性造成影響，不能對保證學(xué)員的人身安全，甚至還可能損壞現(xiàn)場設(shè)備，并且違背操作規(guī)程。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提出一種高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，使得設(shè)備在帶電運行狀態(tài)下實施負(fù)荷控制裝置的培訓(xùn)使用，達(dá)到全真培訓(xùn)考核效果。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，其特征在于包括有負(fù)控終端主站系統(tǒng)、虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)、全真IOkV配電系統(tǒng)、工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)，其中負(fù)控終端主站系統(tǒng)和電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)與全真IOkV配電系統(tǒng)相連，全真IOkV配電系統(tǒng)與虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)相連，虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)相連。按上述方案，所述的全真IOkV配電系統(tǒng)包括有綜合保護(hù)器、高壓進(jìn)線柜、負(fù)控終端高壓計量柜和高壓出線柜，所述的綜合保護(hù)器和高壓進(jìn)線柜通過負(fù)控終端高壓計量柜與高壓出線柜相連。本實用新型的負(fù)控終端主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)對用戶(終端)的用電信息進(jìn)行采集，統(tǒng)計。 虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)模擬IOkV供電系統(tǒng)給計量、交采等回路提供電源。電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)實現(xiàn)二次回路的錯誤接線模擬(故障模擬)及計量。全真IOkV配電系統(tǒng)使用全真的IOkV配電系統(tǒng)以模擬真實的現(xiàn)場環(huán)境，以更出色的進(jìn)行培訓(xùn)或考核，實現(xiàn)“仿真逼真、模擬操作”目的。工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)實現(xiàn)對虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)的控制及整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的顯示及對相關(guān)人員的培訓(xùn)、演示等。整體設(shè)備的載體為IOkV的雙電源單母線分段典型供電系統(tǒng)，其一次側(cè)加載真實的IOkV電壓，二次側(cè)的輸出由虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)負(fù)責(zé)輸出，虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)可以根據(jù)工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)要求的電壓、電流、功率因數(shù)、功率值來輸出相應(yīng)的物理參數(shù)，同時可以驅(qū)動二次側(cè)所有儀表、電能表部分；加裝電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)，該系統(tǒng)串接在電壓電流互感器二次側(cè)和多功能電能表之間，工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)可以通過設(shè)定電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)的錯誤類型來進(jìn)行錯誤接線的模擬培訓(xùn)；負(fù)荷終端主站系統(tǒng)通過放置在計量柜中的負(fù)荷控制終端，對電能信息進(jìn)行采集，對負(fù)荷進(jìn)行控制，完成電能采集、負(fù)荷的遠(yuǎn)程控制、預(yù)付費電費的實現(xiàn)、對竊電行為的及時發(fā)現(xiàn).負(fù)荷終端主站系統(tǒng)系統(tǒng)由主站軟硬件系統(tǒng)、前置機軟硬件系統(tǒng)及負(fù)荷控制終端， 構(gòu)成電能采集和控制系統(tǒng)，終端主MCU采用功能強大的32位ARM平臺，滿足了對用電現(xiàn)場各項功能的需求，并為后期的功能擴展及個性化的需求提供了充足的硬件資源。終端軟件架構(gòu)采用獨特的“消息”處理機制，相對于傳統(tǒng)的“流程化”設(shè)計，提高了終端的運行效率和穩(wěn)定性。采用多用戶結(jié)構(gòu)，可以多人終端同時監(jiān)控。虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)系統(tǒng)由以太網(wǎng)通信控制器，三相交流信號波形發(fā)生器，功率放大控制器，信號采集反饋系統(tǒng)，上位控制軟件系統(tǒng)，功率保護(hù)系統(tǒng)，電壓升壓器和電流升流器組成，可以通過上位機設(shè)定輸出電壓電流及功率因數(shù)，可以模擬產(chǎn)生二次側(cè)的所有電參數(shù)信號。電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)用于模擬電能表的錯誤接線，由通信網(wǎng)絡(luò)控制器、電流接線控制系統(tǒng)、電壓接線控制系統(tǒng)、電流接線控制完成TA 二次出線正反控制電流 (TA 二次)短路(混連)模塊、電流換相、表尾電流方向切換；電壓切換可控制相序切換、電壓(TV—次、二次)通/斷、電壓跨相，可分別實現(xiàn)電壓相序、電壓線在電能表表尾不對應(yīng)造成跨相等接線方式。工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)的上傳和顯示功能.監(jiān)控設(shè)備開關(guān)的合分閘狀態(tài)，從而控制虛擬負(fù)荷功率源，實現(xiàn)二次電壓、二次電流的升降與數(shù)值設(shè)定，真實模擬各種設(shè)備的負(fù)荷運行情況，具備電能計量、模擬現(xiàn)場功率控制、電量控制、 終端故障模擬(終端錯接線，電壓回路包括開路、斷相，電流回路短路、開路等)等功能。下面詳細(xì)介紹本實用新型的各組成部分1.負(fù)控終端主站系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)荷控制的主站，可以滿足對負(fù)荷終端各類發(fā)送信號的接收與處理。負(fù)荷終端主站由系統(tǒng)操作軟件和服務(wù)器前置機組成，操作軟件功能滿足《電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約-2004》的規(guī)定。以公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)通信方式對負(fù)荷終端進(jìn)行初始工作參數(shù)設(shè)置工作、數(shù)據(jù)召測及指令下發(fā)等操作。主站與負(fù)控終端及IOkV系統(tǒng)可以構(gòu)成獨立運行的信息交換鏈，組成縮小版的單元完全真實的負(fù)荷管理系統(tǒng)；2.虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)對于相應(yīng)電路可以提供虛擬負(fù)荷，并設(shè)有虛負(fù)荷電流源保護(hù)電路，上述虛負(fù)荷電流源支路與出線負(fù)荷斷路器的對應(yīng)相構(gòu)成的回路中設(shè)置有對應(yīng)相的電流傳感器，可以反映相應(yīng)的故障與運行狀況。3.電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)可以模擬實現(xiàn)各種電能計量裝置的錯誤接線狀況，其利用工業(yè)陣列技術(shù)實現(xiàn)各種故障狀況的接線切換，其切換方式通過專用連接電纜和連接端子接入高壓計量柜；4.工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)與負(fù)控終端主站系統(tǒng)配合，構(gòu)成該系統(tǒng)對電力系統(tǒng)相關(guān)人員的生產(chǎn)技能的培訓(xùn)考核及系統(tǒng)演示等工作。5.全真IOkV配電系統(tǒng)使用全真的IOkV配電系統(tǒng)以模擬真實的IOkV配電現(xiàn)場環(huán)境，以進(jìn)行培訓(xùn)或考核，實現(xiàn)“仿真逼真、模擬操作”目的。對于IOkV典型配電實訓(xùn)室，通過系統(tǒng)配置的主站系統(tǒng)可直接對IOkV配電系統(tǒng)中所安裝的負(fù)荷終端進(jìn)行控制，采集電能表數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制跳間等行為，可以真實實現(xiàn)不法用戶實施竊電行為的模擬與監(jiān)控，實施負(fù)控裝置反竊電的培訓(xùn)考核。本實用新型以IOkV全真典型客戶配電系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加虛負(fù)荷加載系統(tǒng)、電能表錯誤接線模擬加載系統(tǒng)和負(fù)荷控制主站系統(tǒng)，用專用電纜將配電系統(tǒng)連接控制，依據(jù)負(fù)荷控制主站系統(tǒng)中獲取的終端負(fù)荷信號，對高壓配電裝置實施全真的負(fù)荷控制，對于可能出現(xiàn)的電能計量裝置的錯誤接線和竊電行為，由錯接線模擬加載系統(tǒng)提供相關(guān)信號組成完整的全真仿真系統(tǒng)。[0025]本實用新型的培訓(xùn)設(shè)備與現(xiàn)場的真實IOkV真實設(shè)備完全一致，并且按照現(xiàn)場典型客戶配電室真實帶電運行，其負(fù)控終端主站系統(tǒng)和電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)采集的是真實的數(shù)據(jù)。所有的二次回路保護(hù)輸出都可以被上位機和主控程序遙控，同時根據(jù)培訓(xùn)的需要，帶有以太網(wǎng)借口的程控功率電壓電流源可以根據(jù)上位機的設(shè)定真實的輸出保護(hù)回路所需信號，電能計量回路所需信號，從外部來看整個系統(tǒng)和現(xiàn)場的實際系統(tǒng)完全一致， 達(dá)到培訓(xùn)考核職工技能的需要。本實用新型同時可以做出多項要求的一次二次系統(tǒng)的故障模擬，例如可以控制需負(fù)荷源直接輸出所需的無功量，和各種所需參數(shù)進(jìn)行各種電氣動作。本實用新型的優(yōu)點在于除了傳統(tǒng)的負(fù)荷監(jiān)視與控制外，還利用負(fù)荷管理系統(tǒng)的通道和軟硬件資源，可以開展如遠(yuǎn)方抄表、購電控制、短期負(fù)荷預(yù)測、計量設(shè)備在線監(jiān)測、用配變監(jiān)測、系統(tǒng)變采集和低壓用戶集抄等新型功能應(yīng)用的培訓(xùn)考核。

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型的無線組網(wǎng)方案；圖3為本實用新型的遠(yuǎn)程控制功能實現(xiàn)原理；圖4為本實用新型的柜內(nèi)加裝線路原理框圖；圖5為本實用新型的系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型的負(fù)荷終端遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。1、整體結(jié)構(gòu)如圖1所示高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，其特征在于包括有負(fù)控終端主站系統(tǒng)、虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)、全真IOkV配電系統(tǒng)、工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)，其中負(fù)控終端主站系統(tǒng)和電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)與全真IOkV配電系統(tǒng)相連，全真IOkV配電系統(tǒng)與虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)相連，虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)相連。所述的全真IOkV配電系統(tǒng)包括有綜合保護(hù)器、高壓進(jìn)線柜、負(fù)控終端高壓計量柜和高壓出線柜，所述的綜合保護(hù)器和高壓進(jìn)線柜通過負(fù)控終端高壓計量柜與高壓出線柜相連。負(fù)控終端主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)對用戶(終端)的用電信息進(jìn)行采集、統(tǒng)計。虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)模擬IOkV供電系統(tǒng)對計量、交采等回路提供電源。電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)實現(xiàn)二次回路的錯誤接線模擬(故障模擬)及計量。全真IOkV配電系統(tǒng)使用全真的IOkV 配電系統(tǒng)以模擬真實的現(xiàn)場環(huán)境，以進(jìn)行培訓(xùn)或考核，實現(xiàn)“仿真逼真、模擬操作”目的。工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)實現(xiàn)對虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)的控制及整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的顯示及對相關(guān)人員的培訓(xùn)、演示等。[0041]2、通信系統(tǒng)的原理如圖2所示本實用新型負(fù)控終端主站系統(tǒng)的通信系統(tǒng)采用無線或以太網(wǎng)方式，負(fù)控終端主站系統(tǒng)通過通信信道(無線通信或以太網(wǎng))與全真IOkV配電系統(tǒng)現(xiàn)場的負(fù)控終端通信，負(fù)控終端可以采集電能表的數(shù)據(jù)，并可以通過電動執(zhí)行機構(gòu)對進(jìn)線柜或出線柜的斷路器跳閘和合閘。3、負(fù)控終端遠(yuǎn)程控制功能實現(xiàn)原理如圖3所示1)負(fù)控終端的控制方式，可以分成遙控、功控、電控三大類型。而功控又細(xì)分成時段(功率)控、廠休控、緊急下浮控；電量控制又可細(xì)分成日電控、月電控及購電控。在通信規(guī)約中有其具體定義。以其中的遙控、時段控和購電控為例來說明控制的實現(xiàn)方式。2)遙控的實現(xiàn)過程遙控又稱分合間，是讓負(fù)控終端的某個繼電器無條件進(jìn)行分間或者取消分閘動作。在分閘狀態(tài)下，負(fù)控終端周期性發(fā)送分閘信號，致使斷路器分(跳)閘機構(gòu)分閘并無法合閘。其原理如圖3所示，這種控制的實現(xiàn)方式是負(fù)控終端主站系統(tǒng)只需要直接發(fā)送遙控命令即可。時段控的實現(xiàn)過程時段控是一種當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制，實現(xiàn)起來比較復(fù)雜一些，需要設(shè)置比較多的參數(shù)。設(shè)置功控輪次、設(shè)置功控時段及各時段功率定值；設(shè)置時段控投入、購電控的實現(xiàn)過程購電功控也是一種當(dāng)?shù)亻]環(huán)控制，需要設(shè)置比較多的參數(shù)。設(shè)置電控輪次、設(shè)置購電控投入、下發(fā)購電單。每次下發(fā)購電單，都表示用戶購買了相應(yīng)的電量。負(fù)控終端根據(jù)當(dāng)前剩余電量(剩余電量=購電量-用電量)決定是否進(jìn)行分閘動作。4、負(fù)控終端主站系統(tǒng)采集電能表數(shù)據(jù)及電能表數(shù)據(jù)設(shè)定功能說明負(fù)控終端主站系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程采集電能表數(shù)據(jù)，它提供了一點對多點的負(fù)荷控制、 遠(yuǎn)方自動抄表、防竊電、用戶預(yù)購電等多種營銷技術(shù)手段，在實現(xiàn)有序用電和限電不分閘等情況中發(fā)揮了重要作用。電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的一個主要功能就是對所監(jiān)控的裝置進(jìn)行運行參數(shù)遙測，因此實訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建必須在模擬裝置上有接近實際運行狀態(tài)的電氣參數(shù)量，在本方案中采取虛負(fù)荷接入方式模擬系統(tǒng)參數(shù)運行，用于給裝置上的電能表和負(fù)控終端提供電流、電壓和功率等電氣量，并可平滑調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了接近現(xiàn)場實際運行狀態(tài)的創(chuàng)新。本實用新型在正常運行和發(fā)生事故時，使操作人員所看到的儀表顯示、指示顯示及事故現(xiàn)象與實際一模一樣。實現(xiàn)高壓斷路器動作、指示顯示、標(biāo)示及事故現(xiàn)象等與真實現(xiàn)場一致。本方案中設(shè)計增加了虛負(fù)荷源加載柜體和電能表錯誤接線加載方式，在各配電裝置互感器后端增加接線端子用于連接虛擬負(fù)荷功率源，故障模擬器。將各柜體中電壓電流互感器的二次測量輸出接入功率源，在這里功率源可檢測互感器的實時電壓電流數(shù)據(jù)，可反應(yīng)系統(tǒng)實際加載的高低壓電壓電流數(shù)據(jù)，同時這種功率源帶有工業(yè)以太網(wǎng)接口，與電腦通過工業(yè)以太網(wǎng)通信，可進(jìn)行內(nèi)部電路切換，通過電腦設(shè)置功率源的電壓電流輸出值，可以按照操作者具體的培訓(xùn)需要，設(shè)置相應(yīng)的一次設(shè)備故障和二次設(shè)備故障(斷路器拒分、拒合、表計錯誤、狀態(tài)指示不正確、TV斷線、控制回路斷線、無功補償接線錯誤等，以真實的仿真一次故障。各柜體內(nèi)須加裝電路接線原理框圖如圖4所示。配電裝置內(nèi)互感器二次測量線圈輸出接入虛擬功率源測量單元，功率源根據(jù)測得的實時電壓電流數(shù)據(jù)，輸出與實際一致的電壓電流值，同時也可以在電腦對功率源的輸出進(jìn)行切換，改為由電腦設(shè)定功率源的電壓電流輸出值。功率源電壓電流輸出接入綜自保護(hù)單元，綜自保護(hù)電流出線再接入計量故障模擬器，功率源電壓出線并聯(lián)接入綜自保護(hù)單元和計量故障模擬器，故障模擬器的電壓電流輸出再接入計量表計(即電壓表、電流表、電能表)。一次故障模擬時，功率源電壓電流輸出切換至由電腦控制，從而實現(xiàn)過流、速斷、 欠壓、過壓的故障模擬；二次故障模擬時，功率源電壓電流輸出切換至由功率源內(nèi)部控制， 即功率源根據(jù)測量的互感器值進(jìn)行輸出，同時通過電腦控制故障模擬器，從而實現(xiàn)電壓電流回路短路、斷路、反相序等電能表錯誤接線故障模擬。其中功率源、綜自保護(hù)單元、故障模擬器、計量電能表均帶有通信，通過工業(yè)以太網(wǎng)與電腦進(jìn)行通信，實現(xiàn)電腦對系統(tǒng)的實時檢測和控制。5、負(fù)荷控制在現(xiàn)場的實現(xiàn)負(fù)控終端主站系統(tǒng)由主站，通訊網(wǎng)絡(luò)，電能采集設(shè)備所組成。主站又由后臺工作站，應(yīng)用服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，采集前置機系統(tǒng)所組成。通訊網(wǎng)絡(luò)由230M專網(wǎng)、GPRS、CDMA 公網(wǎng)、電話、電力線等組成。采集設(shè)備為采集終端，負(fù)荷管理系統(tǒng)軟件主要由主控程序模塊、 自動任務(wù)程序模塊、綜合電力采集前置機模塊及Web數(shù)據(jù)發(fā)布組成。1)主控程序模塊與自動任務(wù)程序模塊把主控程序與自動任務(wù)程序模塊放到一起，是因為自動任務(wù)程序相當(dāng)于一個定時執(zhí)行的特殊的主控程序，且這兩個程序間的采集任務(wù)模塊都是共享的。這兩個模塊的開發(fā)環(huán)境都是Visual Basic6. 0+SP6,主控程序提供人機交互，完成檔案管理、數(shù)據(jù)查詢、終端調(diào)試安裝等日常監(jiān)測、管理工作；自動任務(wù)定時完成采集、數(shù)據(jù)分析等工作。2)綜合電力采集前置機模塊綜合電力采集前置機模塊使用Visual C+6. 0做為開發(fā)環(huán)境，主要完成對通信任務(wù)的管理、通信資源統(tǒng)一調(diào)度、通信協(xié)議(規(guī)約)解釋等工作，在運行管理模塊(主控程序與自動任務(wù)程序)與現(xiàn)場設(shè)備終端通信之間起橋梁作用3) Web 發(fā)布Web使用JavMcript做開發(fā)語言，IBM Websphere為發(fā)布平臺進(jìn)行發(fā)布，完成數(shù)據(jù)發(fā)布、提供數(shù)據(jù)查詢、實現(xiàn)跨部門數(shù)據(jù)共享。軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5所示，其邏輯組成主要包括前置通信系統(tǒng)、系統(tǒng)基礎(chǔ)應(yīng)用和系統(tǒng)高層應(yīng)用系統(tǒng)、與外部系統(tǒng)的接口、數(shù)據(jù)存儲、系統(tǒng)管理等幾個主要部分?？傮w上而言，系統(tǒng)設(shè)計采用了軟總線和模塊化的思想，系統(tǒng)各組成部分之間保證相對的獨立性，各組成部分的變化和修改不會引起其它部分的變化，保證了系統(tǒng)具有較高的擴展性。6、負(fù)控終端采集電能數(shù)據(jù)及控制斷路器原理說明1)如圖6所示，負(fù)控終端與主站系統(tǒng)通過無線信道傳輸數(shù)據(jù)，主站系統(tǒng)可以查詢下位IOkV配電系統(tǒng)的用電情況，包括電壓、電流、功率因數(shù)；系統(tǒng)通過做為上位機的工控機，控制虛負(fù)荷加載系統(tǒng)和故障模擬系統(tǒng)，產(chǎn)生電壓電流功率因數(shù)等各類電信號，全面仿真模擬工業(yè)現(xiàn)場的用電情況，有功無功，累計時段內(nèi)功率、電壓、電流、功率因數(shù)各自對應(yīng)的最大、最小值及具體發(fā)生時間、平均值等；三相不平衡分析；大用戶關(guān)聯(lián)表計的整點三相功率值、不平衡率，整點三相電流值、電流不平衡率?？梢阅M供電可靠性分析；累計停電時間、停電次數(shù)、可靠性(％ )。供電質(zhì)量分析，停電時間等。計量裝置故障分析針對各種異常告警，分析其產(chǎn)生的可能原因。2)負(fù)控終端通過遙信的方式可以采集IOkV配電站的主回路開關(guān)的實際狀態(tài)，通過遙控功能完成遠(yuǎn)距離跳閘，切斷回路，可以用來演示有序用電，移峰填谷等負(fù)荷控制功
臺匕
目匕· ο3)負(fù)荷控制可以演示現(xiàn)場的所有負(fù)荷控制功能支持主站遠(yuǎn)程下載多條限電荷曲線及強制跳閘命令。定值設(shè)置可以在終端設(shè)置功率定值(功控)，電量定值(電控)， 時段定值(時控)，定值和時段能由主站遠(yuǎn)程設(shè)置。自動控制在時間段，定值都符合要求的條件下，系統(tǒng)發(fā)出跳閘命令，同時支持以短信方式告警發(fā)送到預(yù)定號碼手機，在設(shè)定時間 (如15分鐘)內(nèi)，若負(fù)荷未降到定值以下，則發(fā)出跳閘命令。遙控功能具備主站遠(yuǎn)程跳閘功能。主站對終端組進(jìn)行群組遙控或單個終端遙控。安全性對跳間信號輸出有防誤動措施。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化和修飾，均仍屬于本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，其特征在于包括有負(fù)控終端主站系統(tǒng)、虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)、全真IOkV配電系統(tǒng)、工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)，其中負(fù)控終端主站系統(tǒng)和電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)與全真IOkV配電系統(tǒng)相連，全真IOkV配電系統(tǒng)與虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)相連，虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)相連。
2.按權(quán)利要求1所述的高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，其特征在于所述的全真 IOkV配電系統(tǒng)包括有綜合保護(hù)器、高壓進(jìn)線柜、負(fù)控終端高壓計量柜和高壓出線柜，所述的綜合保護(hù)器和高壓進(jìn)線柜通過負(fù)控終端高壓計量柜與高壓出線柜相連。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓配電全真負(fù)荷控制實訓(xùn)考核系統(tǒng)，包括有負(fù)控終端主站系統(tǒng)、虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)、電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)、全真10kV配電系統(tǒng)、工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)，其中負(fù)控終端主站系統(tǒng)和電能計量裝置錯誤接線加載系統(tǒng)與全真10kV配電系統(tǒng)相連，全真10kV配電系統(tǒng)與虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)相連，虛擬負(fù)荷源加載系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制機及顯示系統(tǒng)相連。本實用新型的優(yōu)點在于除了傳統(tǒng)的負(fù)荷監(jiān)視與控制外，還利用負(fù)荷管理系統(tǒng)的通道和軟硬件資源，可以開展如遠(yuǎn)方抄表、購電控制、短期負(fù)荷預(yù)測、計量設(shè)備在線監(jiān)測、用配變監(jiān)測、系統(tǒng)變采集和低壓用戶集抄等新型功能應(yīng)用的培訓(xùn)考核。
文檔編號G09B23/18GK202134144SQ20112023340
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者喬新國, 劉亭, 龐龍劍, 楊毅, 熊桂芳, 王濤, 鄭秀玉, 陳俊, 黃娜 申請人:武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院