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配電主站系統(tǒng)方案探析

1.主站平臺一體化設計

在總結國內配電自動化系統(tǒng)建設實施多年經驗與教訓的基礎上，[3，4]為了配電主站系統(tǒng)更加實用化，根據(jù)系統(tǒng)方案設計思路，將配電自動化主站系統(tǒng)分為配電圖資維護模塊、配電SCADA兩大系統(tǒng)模塊。將配電圖資維護、配電SCADA從根本上進行一體化設計，以便形成一個具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎信息（電網資料及用戶資料）的分層管理基礎數(shù)據(jù)庫。既能為電力系統(tǒng)配電運行管理提供具有地理信息的網絡模型，又能實時監(jiān)控配電網的運行，支撐系統(tǒng)應用軟件的開發(fā)和其他功能的實現(xiàn)。

2.配電主站物理結構設計

配電網自動化實驗室主站物理結構設計，在充分考慮主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與存儲主干網系統(tǒng)信息的前提下，承擔著系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、功能實現(xiàn)、數(shù)據(jù)交換等重要功能，對數(shù)據(jù)處理、計算、交換速度有著非常高的要求，為此，采用了支持多操作系統(tǒng)平臺的運行開放機制，以及Client/Server（客戶機/服務器）分布式體系結構。硬件平臺建立在工作站和服務器等設備環(huán)境上，在建設資金充裕的情況下，配電網主站可按標準物理結構設計，如圖2所示。另外，在滿足實際數(shù)據(jù)處理功能要求的情況下，亦可采用把四臺服務器整合為一臺、打印機不設置或低標設置等某些經濟手段。

實驗室配網結構構建方案探析

實際運行中的配電網絡不僅有架空線，同樣也存在大量的電纜，且具有條數(shù)眾多、網絡結構復雜多樣等特點。但總體上來說，在配電網絡體系中，網絡接線以雙母、輻射狀網、樹狀網及環(huán)網為主要形式存在。對于一個具體的配電網結構而言，網架結構可以是多種網絡形式的組合，并且線路稠密。其網絡形式主要由用戶性質、數(shù)量及供電可靠性的要求決定。欲在一個空間有限的實驗室中同時全方位的體現(xiàn)現(xiàn)實模型幾乎是不可能的，也沒必要。因此，在配電網自動化實驗室建設中，擬建設10條配電線路及其配套通信設施，實現(xiàn)手拉手環(huán)網。實驗室配網結構構建方案如圖3所示。從擬建方案易知，通過改變開關的狀態(tài)，可靈活多變的組合出各種電纜線路、架空線路、網絡接線的接線方式，基本上可涵蓋現(xiàn)階段我國常見的聯(lián)絡方式。

配網實驗室仿真系統(tǒng)建設方案探析

利用仿真及多媒體進行實踐教學，不僅可把課本上大量枯燥的文字敘述轉變?yōu)樯鷦又庇^的圖形、數(shù)據(jù)說明，[5，6]而且可為學生在配電實踐教學方面提供一個安全、真實、再現(xiàn)的實訓環(huán)境。使學生了解配電設備、運行、檢修操作規(guī)程，從而達到提升教學效果的目的。

1.仿真系統(tǒng)硬件結構實驗室仿真系統(tǒng)在充分利用主站物理器件的基礎上，其網絡結構、硬件及其軟件配置都需遵循開放性的原則，以達到可維護性、可擴充性的目的。系統(tǒng)硬件結構如圖4所示，教員機、服務器分別由圖2的兩個工作站、服務器兼任。教員機既可完成所有學員的操作，也可完成教案編制、系統(tǒng)維護管理、故障設置和學員監(jiān)管等功能。各學員臺既可獨立運行，亦可分組協(xié)調運行。主要用于配網自動化通信系統(tǒng)、遠動控制、變電站自動化、饋線自動化、模擬倒閘操作、監(jiān)盤及事故處理等的仿真。

2.仿真系統(tǒng)軟件設計思想在配電自動化主站平臺一體化軟件設計的基礎上，利用其數(shù)據(jù)，結合分布式仿真軟件支撐平臺RTI（RunTimeInfrastructure）[7，8]、教員系統(tǒng)軟件、仿真應用軟件和多媒體培訓系統(tǒng)軟件組成一套交互式、分布式仿真培訓系統(tǒng)。其中，仿真應用軟件整體結構如圖5所示。分別由變電站仿真軟件、電網仿真軟件、變電站監(jiān)控仿真軟件及設備巡視仿真軟件構成。各個仿真應用軟件僅與其所對應的計算機中RTI駐留軟件進行接口，但相對整個仿真系統(tǒng)而言，整個仿真系統(tǒng)內的相互交互任務全部由RTI來完成。由于仿真系統(tǒng)引入實時數(shù)據(jù)的全工況仿真及主站平臺一體化軟件設計的思想，若再輔以先進的電力系統(tǒng)仿真技術、人機界面技術和虛擬建模技術，則可實現(xiàn)變電站仿真和電網仿真一體化。仿真系統(tǒng)具有平臺化、通用性很強的特點，同時具備了強大的組態(tài)功能，適用于任意結構的變電站和配電網絡的培訓，有利于培養(yǎng)學生的現(xiàn)場操作能力、專業(yè)知識和技能。

結束語

“配電網自動化實驗室建設方案”硬件配置規(guī)模宏大，仿真培訓功能齊全，物理實驗和仿真實驗相互補充，可滿足電氣工程類專業(yè)的實訓教學，有助于學生對供配電自動化網絡、設備及運行維護中相關理論知識的理解及實際工程體系的認識。掌握配電運行、檢修和調試的專業(yè)技能，可大大增強學生的實際動手能力，為走上工作崗位打下較好的基礎。

作者：王強孫堅單位：三峽大學電氣與新能源學院