一种馈线自动化仿真培训系统
专利汇可以提供一种馈线自动化仿真培训系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 馈线 自动化仿真培训系统,包括配电主站、EPON通信网络、配电终端和馈线网架等，所述配电主站设置有仿真系统微机,在仿真系统微机上设置有仿真系统服务端 软件 、配电SCADA,所述仿真系统服务端 软件包 括馈线故障仿真软件与二维虚拟馈线试验模 块 ,所述二维虚拟馈线试验模块包括虚拟操作学习模块和馈线操作试验模块，本发明将地理区域分散的配电自动化系统组件集约化，一次网架低压化，构成简洁、明晰，可进行多种馈线自动化方式调试、试验与培训，优化了配电自动化运行维护操作培训与考核方式,降低操作、试验与考核过程的危险性，提高配电自动化工程培训的针对性。，下面是一种馈线自动化仿真培训系统专利的具体信息内容。
1.一种馈线自动化仿真培训系统，其特征是：所述配电主站设置有仿真系统微机,在仿真系统微机上设置有仿真系统服务端软件、配电SCADA（Distribution Supervisory Control and Data Acquisition， 简称配电SCADA）,所述仿真系统服务端软件包括馈线故障仿真软件与二维虚拟馈线试验模块,所述二维虚拟馈线试验模块包括虚拟操作学习模块和馈线操作试验模块；所述EPON通信网络包括点到多点结构的光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)、光网络单元(ONU，Optical Network Unit)和无源分光器(POS，Passive Optical Splitter)、光衰耗器、尾纤组成；所述配电终端包括数据采集模块、数据传输模块、控制功能模块、馈线自动化模块、维护模块、当地功能模块；所述馈线网架包括出线母线、出线开关、馈线开关、联络开关、低压电缆、架空线路组成的仿真环网。
2.根据权利要求1所述的馈线自动化仿真培训系统，其特征是：所述的配电主站的配电SCADA，通过主接线图，经所述EPON通信网络、配电终端实现对馈线网架的遥信、遥控、遥测等“三遥”功能；通过在主接线图设置馈线网架母线、电力电缆、架空线路的单相接地、两相接地、相间短路等故障，实现馈线自动化的手动、半自动、自动动作，完成故障定位、隔离，对非故障区域恢复供电。
3.根据权利要求1所述的馈线自动化仿真培训系统，其特征是：所述的EPON通信网络接线方式，由网络侧的光线路终端OLT、用户侧的光网络单元ONU、中间的光分配网络ODN、光模块、尾纤和可调光衰耗器组成；通过尾纤、衰耗器实现光纤链路纤芯损坏等故障的设置。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的馈线自动化仿真培训系统，其特征是：所述配电终端为馈线终端（Feeder Terminal Unit，FTU），其供电电源交流输入，AC220V；馈线终端与EPON通信网络及馈线仿真环网的出线开关、馈线开关、联络开关等配合使用。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的馈线自动化仿真培训系统，其特征是：所述出线为三相五线交流输入，AC380V，模拟10kV(6kV、20kV、35kV)中压配电网，包括模拟断路器、电流互感器、零序电流互感器以及开关状态显示指示等，远动投切，负荷平滑调节。
6.根据权利要求5所述的馈线自动化仿真培训系统，其特征是：以中性点非有效接地配电网为例，对于单相接地故障与相间短路故障进行模式化处理，某相负载由100W变化为经15.2VAR接零线，其余两相电压升高为线电压，视为配电网架空线路或者电力电缆单相接地短路；某两相(或者三相)负载同时由100W突增为300W，视为配电网架空线路或者三相统包电力电缆相间短路。
7.根据权利要求1所述的馈线自动化仿真培训装置，其特征是：所述馈线自动化仿真培训系统包括仿真系统微机、馈线网架；仿真系统微机内装载有配电主站软件：仿真系统服务端软件、配电SCADA,所述仿真系统服务端软件包括馈线故障仿真软件与二维虚拟馈线试验模块,所述二维虚拟馈线试验模块包括虚拟操作学习模块和馈线操作试验模块；
所述馈线网架包括出线母线、出线开关、馈线开关、联络开关、低压电缆、架空线路组成的仿真环网；
与仿真系统微机通过通讯网络连接有配电终端FTU；
所述配电终端FTU包括数据采集模块、数据传输模块、控制功能模块、馈线自动化模块、维护模块、当地功能模块；
所述的通讯网络采用EPON通信网络；仿真系统微机的通信口与EPON通信网络连接，EPON通信网络连接的另一端与配电终端连接；实现配电主站软件通信系统与数据采集终端通信；
所述EPON通信网络包括点到多点结构的光线路终端OLT、色散补偿光模块、光网络单元ONU、无源光分配器ODN，光衰耗器，以及尾纤组成；
以尾纤模拟光缆，沿仿真环网一次接线敷设，连接至配电终端；与配电网模拟设备：出线母线、出线开关、馈线开关、联络开关配合使用，通过通信网络与配电主站通信，实现对出线开关、模拟柱上馈线开关、联络开关的运行监视、故障检测、远程控制；
配电终端FTU以TCP／IP方式接入EPON，每个柱上开关的ONU设备具备10／100M端口，支持TCP／IP协议，配置一个IP地址，实现配电自动化主站系统与配电终端FTU的端到端连接；每条光缆连路采用星型接线方式，光线路终端OLT设备对多个方向的光缆连路实现光口汇聚。
8.一种馈线自动化仿真培训方法，其特征是：
A、按照配电网络图，在主站进行图形绘制并完善接线图，存储为图形文件；
打开图元编辑器，然后打开图形文件，修改维护图元，并保存图元，装载图元；
B、图元CIM模型配置：
利用设备图元编辑，依次对绘制的配电网络图中电压等级、母线、量测装置、测控设置、开关、刀闸、变压器、组合图元、工况图元进行配置；对两个电源点进行定义，拓扑验证图元配置的完整性，对整体设置进行维护。
9.根据权利要求8所述的馈线自动化仿真培训方法，其特征是：
EPON通信系统搭建：
在实验台上备置OLT、各台ONU及分光器，各设备连接电源，暂不通电；
将1:2分光器的上行纤连接到OLT的任意PON口，下行纤连接到下一组1:2分光器与一组ONU的任意PON口，该组ONU接至一组FTU，上述第二组1:2分光器下行纤连接与上述相同，形成手拉手拓扑网络结构；
操作配电主站软件，通过EPON网络传输控制指令，在主站、FTU处，操控配电网一次系统，观察主站上主接线图母线及线路电压、电流，以及出线开关的位置指示，开关变位后的电气量、开关量变化，验证“三遥”功能；通过投切馈线及用户模拟箱的阻抗实现；
配电网一、二次系统接线
从两侧进线电源1、电源2的三相交流输入，以380V模拟等级电压，以电力电缆、低压绝缘导线顺次连接模拟线路断路器、负荷开关以及联络开关的交流接触器QF1、Q11、Q12、QL、QF2、Q21、Q22；出线及分支线路的负荷以用户模拟箱中集中的电阻箱、电容器组模拟；
对线路取样的线电压、相电流不经过电压互感器、电流互感器，直接从母线、主干线及各个FTU对应的监测位置，引接至馈线终端的电压、电流端子；
电源1、电源2出线的零序电流互感器安装在进线母线处；线路断路器、负荷开关的状态量从交流接触器的主触点、辅助触点提取，送至馈线终端的开关状态端子。
10.一种馈线自动化算法仿真方式，其特征在于，馈线网架模拟系统，两侧进线为三相交流输入；配电网架空线路以及电力电缆以低压导线模拟；线路断路器、负荷开关以交流接触器模拟； 出线及分支线路的负荷以集中的电阻箱、电容器组模拟；包括以下类型：
A、 集中智能型
电源1出线属于开环运行配电网，当F处发生故障，QF1、Q11流过故障电流，Q12未流过故障电流，算法判断故障发生在Q11、Q12之间，自动断开QF1后，断开Q11及Q12，然后合上QF1，完成故障隔离与健全区域的恢复供电；
若配电网运行在QL闭合的合环状态，当F点处发生故障，算法按照故障后的功率方向进行故障定位，故障点两侧的开关处的功率方向都指向区域内部；判断F点故障后，可以自动断开QF1、QL后，断开Q11及Q12，然后合上QF11、QL，完成故障隔离与健全区域的恢复供电；
B、自动化开关相互配合型
包括重合器与电压—时间型分段器配合型、重合器与过流脉冲计数型分段器配合型、重合速断型、重合器与电压—电流型分段器配合型、重合器与重合器配合型、分布智能快速自愈型；
数字仿真的实现，在配电主站设立“馈线自动化仿真”菜单，在工程师站通过点击配电网架不同位置，设置故障点与故障类型，发布到各个训练位，由学员进行处置；
C、线路停送电操作
电源1出线的送电：将各个FTU的控制方式开关置于“遥控”位置，可以通过主站的遥控操作送电，顺次合上Q12、Q11开关，最后合上QF1开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
也可以将各个FTU的控制方式开关置于“就地”位置，在FTU的操作面板上，顺次揿动“合”按钮，合上Q12、Q11开关，最后合上QF1开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
电源1出线的停电：将各个FTU的控制方式开关置于“遥控”位置，可以通过主站的遥控操作停电，首先断开QF1开关，然后顺次断开Q11、Q12开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
也可以将各个FTU的控制方式开关置于“就地”位置，在FTU的操作面板上，顺次揿动“断”按钮，首先断开QF1开关，然后顺次断开Q11、Q12开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
电源2出线的停、送电操作与电源1出线的停、送电操作方法、步骤相同；
“合环”负荷转供的操作：
以电源1出线QF1开关计划检修为例，在主站实施负荷转供的步骤：
检查合环点QL两侧三相电压相序一致；测定合环点QL两侧三相电压相位相同；检查该系统的继电保护、自动装置设置适应合环运行方式；
合上QL断路器；断开QF1开关；断开Q11开关，观察核对Q12开关两侧分支线负荷大小，以及线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
D、电气试验过程的数学模型
配电网虚拟试验过程的数学模型在MATLAB系统的环境下进行建模；
在本发明中,每一个试验对应一个数学模型,每个模型由多个功能模块组成；故障设置在工程师站进行，设置完成后发送到各个试验组；
E、EPON系统故障库模块:
根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断EPON系统故障库内的故障类型与故障点；判断的结果送“EPON管理软件”模块，显示在通信系统图上；
二次系统故障库模块：根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断二次系统故障库内的故障类型与故障点；
判断的结果送“主站管理软件”模块，显示在主站系统图上；
不同的类型、故障点有其对应的模块,包括以下模块:配电网各处电压互感器二次接线极性错误、电流互感器二次接线极性错误，断路器、分段开关、联络断路器控制回路断路及位置信号接错等；
一次系统故障库模块：根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断一次系统故障库内的故障类型与故障点；
判断的结果送“主站管理软件”模块，ＦＡ启动，进行故障隔离及非故障区域恢复供电，相关过程及状态显示在主站系统图上；
不同的类型、故障点有其对应的模块,包括以下模块:Ｆ点所示的配电网各处单相接地、两相接地故障、相间短路故障，以及各个故障类型对应的瞬时故障、永久故障。
一种馈线自动化仿真培训系统
技术领域
背景技术
发明内容
与仿真系统微机通过通讯网络连接有配电终端FTU；
所述配电终端FTU包括数据采集模块、数据传输模块、控制功能模块、馈线自动化模块、维护模块、当地功能模块；
所述的通讯网络采用EPON通信网络；仿真系统微机的通信口与EPON通信网络连接，EPON通信网络连接的另一端与配电终端连接；实现配电主站软件通信系统与数据采集终端通信；
所述EPON通信网络包括点到多点结构的光线路终端OLT、色散补偿光模块、光网络单元ONU、无源光分配器ODN，光衰耗器，以及尾纤组成；
以尾纤模拟光缆，沿仿真环网一次接线敷设，连接至配电终端；与配电网模拟设备：出线母线、出线开关、馈线开关、联络开关配合使用，通过通信网络与配电主站通信，实现对出线开关、模拟柱上馈线开关、联络开关的运行监视、故障检测、远程控制；
配电终端FTU以TCP／IP方式接入EPON，每个柱上开关的ONU设备具备10／100M端口，支持TCP／IP协议，配置一个IP地址，实现配电自动化主站系统与配电终端FTU的端到端连接；每条光缆连路采用星型接线方式，光线路终端OLT设备对多个方向的光缆连路实现光口汇聚；
一种馈线自动化仿真培训方法：
A、按照配电网络图，在主站进行图形绘制并完善接线图，存储为图形文件；
打开图元编辑器，然后打开图形文件，修改维护图元，并保存图元，装载图元；
B、图元CIM模型配置：
利用设备图元编辑，依次对绘制的配电网络图中电压等级、母线、量测装置、测控设置、开关、刀闸、变压器、组合图元、工况图元进行配置；对两个电源点进行定义，拓扑验证图元配置的完整性，对整体设置进行维护。
在实验台上备置OLT、各台ONU及分光器，各设备连接电源，暂不通电；
将1:2分光器的上行纤连接到OLT的任意PON口，下行纤连接到下一组1:2分光器与一组ONU的任意PON口，该组ONU接至一组FTU，上述第二组1:2分光器下行纤连接与上述相同，形成手拉手拓扑网络结构；
操作配电主站软件，通过EPON网络传输控制指令，在主站、FTU处，操控配电网一次系统，观察主站上主接线图母线及线路电压、电流，以及出线开关的位置指示，开关变位后的电气量、开关量变化，验证“三遥”功能；通过投切馈线及用户模拟箱的阻抗实现；
配电网一、二次系统接线
从两侧进线电源1、电源2的三相交流输入，以380V模拟等级电压，以电力电缆、低压绝缘导线顺次连接模拟线路断路器、负荷开关以及联络开关的交流接触器QF1、Q11、Q12、QL、QF2、Q21、Q22；出线及分支线路的负荷以用户模拟箱中集中的电阻箱、电容器组模拟；
对线路取样的线电压、相电流不经过电压互感器、电流互感器，直接从母线、主干线及各个FTU对应的监测位置，引接至馈线终端的电压、电流端子；
电源1、电源2出线的零序电流互感器安装在进线母线处；线路断路器、负荷开关的状态量从交流接触器的主触点、辅助触点提取，送至馈线终端的开关状态端子。
电源1出线属于开环运行配电网，当F处发生故障，QF1、Q11流过故障电流，Q12未流过故障电流，算法判断故障发生在Q11、Q12之间，自动断开QF1后，断开Q11及Q12，然后合上QF1，完成故障隔离与健全区域的恢复供电；
若配电网运行在QL闭合的合环状态，当F点处发生故障，算法按照故障后的功率方向进行故障定位，故障点两侧的开关处的功率方向都指向区域内部；判断F点故障后，可以自动断开QF1、QL后，断开Q11及Q12，然后合上QF11、QL，完成故障隔离与健全区域的恢复供电；
B、自动化开关相互配合型
包括重合器与电压—时间型分段器配合型、重合器与过流脉冲计数型分段器配合型、重合速断型、重合器与电压—电流型分段器配合型、重合器与重合器配合型、分布智能快速自愈型；
数字仿真的实现，在配电主站设立“馈线自动化仿真”菜单，在工程师站通过点击配电网架不同位置，设置故障点与故障类型，发布到各个训练位，由学员进行处置；
C、线路停送电操作
电源1出线的送电：将各个FTU的控制方式开关置于“遥控”位置，可以通过主站的遥控操作送电，顺次合上Q12、Q11开关，最后合上QF1开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
也可以将各个FTU的控制方式开关置于“就地”位置，在FTU的操作面板上，顺次揿动“合”按钮，合上Q12、Q11开关，最后合上QF1开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
电源1出线的停电：将各个FTU的控制方式开关置于“遥控”位置，可以通过主站的遥控操作停电，首先断开QF1开关，然后顺次断开Q11、Q12开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确；
也可以将各个FTU的控制方式开关置于“就地”位置，在FTU的操作面板上，顺次揿动“断”按钮，首先断开QF1开关，然后顺次断开Q11、Q12开关，观察核对线路电压、电流及各个开关位置等显示正确。
以电源1出线QF1开关计划检修为例，在主站实施负荷转供的步骤：
检查合环点QL两侧三相电压相序一致；测定合环点QL两侧三相电压相位相同；检查该系统的继电保护、自动装置设置适应合环运行方式；
合上QL断路器；断开QF1开关；断开Q11开关，观察核对Q12开关两侧分支线负荷大小，以及线路电压、电流及各个开关位置等显示正确。
E、EPON系统故障库模块:
根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断EPON系统故障库内的故障类型与故障点；判断的结果送“EPON管理软件”模块，显示在通信系统图上；
二次系统故障库模块：根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断二次系统故障库内的故障类型与故障点。判断的结果送“主站管理软件”模块，显示在主站系统图上。不同的类型、故障点有其对应的模块,包括以下模块:配电网各处电压互感器二次接线极性错误、电流互感器二次接线极性错误，断路器、分段开关、联络断路器控制回路断路及位置信号接错等；
一次系统故障库模块：根据来自虚拟试验的数据和所选择的试验项目，自动判断一次系统故障库内的故障类型与故障点。判断的结果送“主站管理软件”模块，ＦＡ启动，进行故障隔离及非故障区域恢复供电，相关过程及状态显示在主站系统图上。不同的类型、故障点有其对应的模块,包括以下模块:Ｆ点所示的配电网各处单相接地、两相接地故障、相间短路故障，以及各个故障类型对应的瞬时故障、永久故障。
图3为本发明EPON系统层次结构；
图4为基于多级分光的EPON组网方式；
图5为虚拟试验数学模型。
具体实施方式
在PC机上启动配电主站软件。
PONn：绿色 常亮（连接）
GEn：绿色 常亮（连接）
ALM：红色 灭（正常）、亮（告警）
2.4观察ONU设备状态：
POWER: 绿色 常亮（正常）
PONn：绿色 常亮（连接）
LINK：绿色 常亮（连接）
ALARM：红色 灭（正常）、亮（告警）
2.5网管实验：将网管PC机（与主站PC机共用）的网络线连接到OLT的MN端口，设置PC机端口地址 192.168.1.20。启动网管软件,缺省用户名及密码可设置为admin、admin，进行网络管理配置与操作：
创建OLT；
配置保存；
OLT配置管理；
ONU授权认证；
告警管理；
性能管理；
安全管理。
检查合环点QL两侧三相电压相序一致；测定合环点QL两侧三相电压相位相同；检查该系统的继电保护、自动装置设置适应合环运行方式。
使用仪器: PON功率计
2)二次系统故障的测试与排除
被试品:零序电流互感器，ＦＴＵ;
使用仪器: 万用表
3)一次系统故障的测试与排除
被试品:电力电缆，绝缘导线，交流接触器，接地器，ＦＴＵ;
使用仪器: 万用表，钳形电流表。
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