一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，包括監(jiān)控調(diào)度中心、一體化設(shè)備電源、智能設(shè)備和微機(jī)保護(hù)，均與監(jiān)控調(diào)度中心連接的諧波治理電容柜、用戶智能終端和動模變壓器。本實(shí)用新型占地面積小，運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)符合現(xiàn)實(shí)，安全穩(wěn)定，并能夠模擬多種運(yùn)行參數(shù)。做到直觀、靈活的模擬多種智能變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，降低了智能變電站的研究成本。
【專利說明】一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，智能變電站的建設(shè)伴隨著國家智能電網(wǎng)的高速發(fā)展積極的進(jìn)行著，智能變電站較之于以往的變電站具有很多技術(shù)上的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)。
[0003]智能變電站將變電站自動化系統(tǒng)按照三層設(shè)備、二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式，實(shí)現(xiàn)變電站信息化、自動化和互動化。按照分層來實(shí)現(xiàn)智能變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作性，系統(tǒng)從整體上分為三層:站控層、間隔層、過程層。站控層、間隔層、過程層設(shè)備間均采用基于IEC61850協(xié)議的通訊架構(gòu)，就地的互感器采用動模互感器，利用就地合并單元把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的SV報文格式上送給間隔層設(shè)備；就地的智能終端完成開關(guān)量采集及執(zhí)行遙控命令，按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE報文機(jī)制與間隔層設(shè)備進(jìn)行信息交互。各種設(shè)備非常昂貴，同時設(shè)備占地面積龐大，運(yùn)行條件高，現(xiàn)場運(yùn)行需要專業(yè)的操作人員。一般的非現(xiàn)場使用沒有必要建設(shè)現(xiàn)場的龐大的規(guī)格的系統(tǒng)。
[0004]現(xiàn)場運(yùn)行的設(shè)備電壓水平高，設(shè)備分布結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相關(guān)外圍設(shè)備繁亂，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)不易調(diào)整，數(shù)據(jù)處理缺乏直觀性。給實(shí)驗(yàn)性運(yùn)用帶來諸多不便。不適用于教學(xué)實(shí)訓(xùn)的變電站系統(tǒng)，不能夠達(dá)到直觀、靈活的模擬多種智能變電站的實(shí)際運(yùn)作情況；也無法進(jìn)行一些具有前沿性實(shí)驗(yàn)研究；同時現(xiàn)有系統(tǒng)的高電壓帶有運(yùn)行危險。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提出一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，能夠適用于教學(xué)實(shí)訓(xùn)及科學(xué)研究，做到直觀、靈活的模擬多種智能變電站的實(shí)際運(yùn)作情況，降低了變電站的研究成本。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出包括監(jiān)控調(diào)度中心、一體化設(shè)備電源、智能設(shè)備和微機(jī)保護(hù)，均與監(jiān)控調(diào)度中心連接的諧波治理電容柜、用戶智能終端和動模變壓器。
[0007]所述用戶智能終端包括負(fù)載柜和故障分析裝置；諧波治理電容柜用于無功補(bǔ)償；負(fù)載柜用于提供變電站系統(tǒng)的負(fù)載。
[0008]所述故障分析裝置包括故障選擇柜和故障開關(guān)柜；所述故障選擇柜和故障開關(guān)柜分別與監(jiān)控調(diào)度中心連接，并且故障選擇柜和故障開關(guān)柜相互之間連接；所述故障選擇柜設(shè)定故障產(chǎn)生的位置，故障開關(guān)柜用來操作要產(chǎn)生的故障。
[0009]所述諧波治理電容柜和負(fù)載柜均與負(fù)載接入系統(tǒng)連接。
[0010]所述微機(jī)保護(hù)包括220kV變壓器，IlOkV線路，35kV線路，35kV備自投，以及35kV
電容器。
[0011]所述220kV變壓器，IlOkV線路，35kV線路，35kV備自投，以及35kV電容器每一個均單獨(dú)設(shè)置保護(hù)屏。
[0012]所述一體化設(shè)備電源采用工頻三相四線的380V電壓等級接入。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過設(shè)置與監(jiān)控調(diào)度中心連接的用戶智能終端和動模變壓器平臺，使得本系統(tǒng)在教學(xué)實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場能夠有效的模擬真實(shí)的智能變電站的各種運(yùn)行情況，并且能夠調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，直觀明了的觀察各種運(yùn)行情況，有效的記錄相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)；同時使得智能變電站的研究成本大為降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]本實(shí)用新型提出一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，包括監(jiān)控調(diào)度中心1、一體化設(shè)備電源、智能設(shè)備和微機(jī)保護(hù)，均與監(jiān)控調(diào)度中心I連接的諧波治理電容柜7、用戶智能終端2和動模變壓器8。用戶智能終端2包括負(fù)載柜6和故障分析裝置3 ;諧波治理電容柜7用于無功補(bǔ)償；負(fù)載柜6用于提供變電站系統(tǒng)的負(fù)載。故障分析裝置3包括故障選擇柜4和故障開關(guān)柜5 ;故障選擇柜4和故障開關(guān)柜5分別與監(jiān)控調(diào)度中心I連接，并且故障選擇柜4和故障開關(guān)柜5相互之間連接；故障選擇柜4設(shè)定故障產(chǎn)生的位置，故障開關(guān)柜5用來操作要產(chǎn)生的故障。諧波治理電容柜7和負(fù)載柜6均與負(fù)載接入系統(tǒng)連接。微機(jī)保護(hù)包括220kV變壓器，1101^線路，351^線路，351^備自投，以及35kV電容器。220kV變壓器，IlOkV線路，35kV線 路，35kV備自投，以及35kV電容器每一個均單獨(dú)設(shè)置保護(hù)屏。一體化設(shè)備電源采用工頻三相四線的380V電壓等級接入。
[0017]按分層分布式來實(shí)現(xiàn)智能變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作性，系統(tǒng)從整體上分為三層:站控層、間隔層、過程層。站控層、間隔層、過程層設(shè)備間均采用基于IEC61850協(xié)議的通訊架構(gòu)，就地的互感器采用常規(guī)互感器，利用就地合并單元把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的SV報文格式上送給間隔層設(shè)備；就地的智能終端完成開關(guān)量采集及執(zhí)行遙控命令，按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的GOOSE報文機(jī)制與間隔層設(shè)備進(jìn)行信息交互。站控層與間隔層保護(hù)測控等設(shè)備采用IEC61850-8-1通信協(xié)議。間隔層與過程層合并單元按照點(diǎn)對點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)“直采直跳”，間隔層設(shè)備的聯(lián)閉鎖信息通過過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交互。間隔層保護(hù)裝置測控一體化，集中組屏安裝。配置數(shù)字化故障錄波裝置、網(wǎng)路報文分析裝置實(shí)現(xiàn)過程層、站控層網(wǎng)絡(luò)報文、通訊設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視。站控層系統(tǒng)采用SNTP網(wǎng)絡(luò)對時，間隔層和過程層設(shè)備采用B碼對時。站控層與過程層獨(dú)立組網(wǎng)，站控層采用星型100M以太網(wǎng)；過程層采用100M光纖以太網(wǎng)，過程層GOOSE、SV分開獨(dú)立組網(wǎng)。
[0018]本系統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)及其設(shè)備均為全工程實(shí)例化配置，實(shí)現(xiàn)IlOkV智能變電站的模擬系統(tǒng)搭建，示范效果強(qiáng)；模擬系統(tǒng)配置真實(shí)的智能一次設(shè)備、基于IEC-61850規(guī)約的智能變電站繼電保護(hù)及數(shù)字化測試設(shè)備，為智能變電站各種運(yùn)行狀態(tài)下設(shè)備性能、開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等都具有代表性的意義。對科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場故障回放定位方面，都具有很強(qiáng)的實(shí)用性；過程層設(shè)備重構(gòu)體系為各種間隔的實(shí)驗(yàn)室測試提供真實(shí)、經(jīng)濟(jì)和靈活的方法；間隔層設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)的IEC-61850規(guī)約，具有全面的開放性，支持其它型號或廠家保護(hù)IED的替代性接入和擴(kuò)展性接入，可作為IED互操作性測試平臺；系統(tǒng)安全性高，系統(tǒng)配置的備份功能和恢復(fù)功能滿足工程配置改變下的系統(tǒng)安全性；工具軟件豐富，具有各層設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視分析工具以及高級應(yīng)用軟、硬件接口。
[0019]本實(shí)用新型能夠在一套系統(tǒng)中人為的多次、頻繁的制造和控制故障，并且一體化設(shè)備電源采用工頻三相四線的380V電壓等級接入，方便、實(shí)用、簡潔，在此過程中通過運(yùn)用低電壓等級模擬高電壓等級實(shí)現(xiàn)各種操作，具有明顯的安全保障，適合教學(xué)培訓(xùn)的環(huán)境要求。通過運(yùn)用動態(tài)模擬設(shè)備，能夠調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，模擬多個電壓等級的智能變電站運(yùn)行情況，而更加貼近實(shí)際。運(yùn)用諧波治理電容柜、負(fù)載柜可以有效的調(diào)節(jié)智能變電站的負(fù)載接入情況，模擬出不同的運(yùn)行環(huán)境，而不會明顯影響實(shí)際電網(wǎng)的潮流分布，能夠保證安全有效的開展各種實(shí)驗(yàn)。
[0020]將各種電壓等級的保護(hù)分開做成單獨(dú)的保護(hù)屏，使得學(xué)生和受訓(xùn)人員對智能變電站的認(rèn)識更加直觀，對各種結(jié)構(gòu)布置認(rèn)識更加清晰。各種屏體的前門采用透明的前面板，內(nèi)置一層操作和現(xiàn)實(shí)面板，技能直觀清晰的觀察裝置的動作情況和運(yùn)行參數(shù)，又能有效保證人員的安全性。
[0021]本實(shí)用新型智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)占地面積小，運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)符合現(xiàn)實(shí)，安全穩(wěn)定，并能夠模擬多種運(yùn)行參數(shù)。具有動態(tài)的硬件模擬系統(tǒng)和軟件操作系統(tǒng)，運(yùn)行的數(shù)據(jù)更加貼近實(shí)際，并且界面直觀，人機(jī)接口簡單。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng),監(jiān)控調(diào)度中心、一體化設(shè)備電源、智能設(shè)備和微機(jī)保護(hù)，其特征在于:包括均與監(jiān)控調(diào)度中心連接的諧波治理電容柜、用戶智能終端和動模變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述用戶智能終端包括負(fù)載柜和故障分析裝置；諧波治理電容柜用于無功補(bǔ)償；負(fù)載柜用于提供變電站系統(tǒng)的負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述故障分析裝置包括故障選擇柜和故障開關(guān)柜；所述故障選擇柜和故障開關(guān)柜分別與監(jiān)控調(diào)度中心連接，并且故障選擇柜和故障開關(guān)柜相互之間連接；故障選擇柜設(shè)定故障發(fā)生的位置，故障開關(guān)柜用來操作要發(fā)生的故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述諧波治理電容柜和負(fù)載柜均與負(fù)載接入系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述微機(jī)保護(hù)包括220kV變壓器，IlOkV線路，35kV線路，35kV備自投，以及35kV電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述220kV變壓器，IlOkV線路，35kV線路，35kV備自投，以及35kV電容器每一個均單獨(dú)設(shè)置保護(hù)屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站動態(tài)模擬教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述一體化設(shè)備電源采用工頻三相四線的380V電壓等級接入。
【文檔編號】H02J13/00GK203520721SQ201320580972
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】任國軍, 都超陽, 趙紹林, 周運(yùn)良, 孫亞平, 劉勇, 楊志堅(jiān), 魯世民, 路瀟瀚 申請人:大盛微電科技股份有限公司