計量系統(tǒng)仿真平臺的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種仿真平臺，特別是涉及一種計量系統(tǒng)仿真平臺。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著科學(xué)技術(shù)的進步和能源發(fā)展格局的變化，經(jīng)濟社會發(fā)展對電能的依賴程度日益增強，依靠現(xiàn)代信息、通信和控制技術(shù)積極發(fā)展智能電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，已成為國際電力行業(yè)積極應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的共同選擇。未來的智能電網(wǎng)將實現(xiàn)電網(wǎng)運行和控制的信息化、智能化，以改善能源結(jié)構(gòu)和利用效率，滿足電力應(yīng)用的各種需求，提高電力傳輸?shù)慕?jīng)濟性、安全性和可靠性。為實現(xiàn)市場響應(yīng)迅速、計量公正準確、數(shù)據(jù)采集及時、服務(wù)便捷高效，構(gòu)建智能電網(wǎng)與電力用戶電力流、信息流、業(yè)務(wù)流實時互動的新型供用電關(guān)系，滿足電力企業(yè)各層面、各專業(yè)對用電信息的迫切需求，中國開始按照統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準和方案，全力推進用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)。
[0003]電力市場化改革的不斷深入，使居民用戶用電信息的采集方式也發(fā)生了較大變化，人工抄表收費的方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代化管理的要求，解決中低壓用戶的抄表收費問題開始提到日程，遠方集中抄表技術(shù)成為國內(nèi)外研究的熱點。從20世紀90年代至今，電力公司根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要建立了針對不同類型用戶的電能信息采集系統(tǒng)，如:電力負荷管理系統(tǒng)、客戶電能量采集系統(tǒng)、低壓集中抄表系統(tǒng)和配電自動化系統(tǒng)等等，為國家建設(shè)“大營銷”體系和智能電網(wǎng)大環(huán)境做了很好地鋪墊。
[0004]智能電網(wǎng)的建設(shè)，特別是新型用電信息采集系統(tǒng)的普及，致使計量從業(yè)人員必須提升計量、采集系統(tǒng)等相關(guān)方面的技能水平，以適應(yīng)電力行業(yè)發(fā)展的腳步，但目前市面上集多種系統(tǒng)于一身的培訓(xùn)平臺少之又少，致使計量從業(yè)人員得不到很系統(tǒng)的技能培訓(xùn)，為了滿足員工適應(yīng)智能電網(wǎng)環(huán)境下集多種技能與一身的技能要求，研發(fā)新的集多種計量采集系統(tǒng)于一身的計量系統(tǒng)仿真平臺已成為當(dāng)務(wù)之急。
[0005]為了使員工盡快適應(yīng)角色轉(zhuǎn)變，滿足計量新職能的技術(shù)要求，提高全員的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)，急需一種新型培訓(xùn)平臺以供員工訓(xùn)練之用。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，市場上現(xiàn)有產(chǎn)品功能較為單一，且大都是傳統(tǒng)技術(shù)的仿真培訓(xùn)設(shè)備，對于近些年進入電力計量領(lǐng)域的新技術(shù)、新型計量設(shè)備的仿真培訓(xùn)根本沒有。因此需要進行研制開發(fā)用于滿足智能電能表、采集終端、數(shù)字電能表等設(shè)備安裝、調(diào)試、檢測、維修實訓(xùn)，同時把部分現(xiàn)場操控環(huán)境移置到實驗室以便于實訓(xùn)的適合現(xiàn)在計量人員培訓(xùn)的多功能的計量仿真培訓(xùn)裝置。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對多種計量設(shè)備在多環(huán)境下實驗與培訓(xùn)的綜合系統(tǒng)設(shè)備，同時把現(xiàn)場操控環(huán)境移置到室內(nèi)以便于人員培訓(xùn)工作展開的計量系統(tǒng)仿真平臺。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種計量系統(tǒng)仿真平臺，包括仿真平臺、局域網(wǎng)和控制中心，至少兩個所述仿真平臺通過局域網(wǎng)、交換機與計算機連接;所述仿真平臺包括變電站計量仿真裝置、計量回路錯接線裝置、低壓回路仿真裝置、互感器接線仿真裝置、轉(zhuǎn)變電采集仿真裝置、低壓集抄仿真裝置、數(shù)字程控電源和總控制中心，且之間以總控制中心為中心組成星形連接，所述總控制中心通過網(wǎng)線和或無線與計算機連接，所述總控制中心為處理器。
[0008]所述數(shù)字程控電源包括供電箱、功放箱和輸出切換箱，高壓電經(jīng)過供電箱和功放箱處理后與輸出切換裝置連接，輸出切換裝置上設(shè)置有輸出接口，且通過RS232接口與總控制中心連接。
[0009]所述變電站計量仿真裝置包括合并單元、數(shù)字式電能表、數(shù)字式電能表檢測儀和變電站電量采集裝置，數(shù)字式電能表、變電站電量采集裝置和合并單元均與總控制中心連接，變電站電量采集裝置與數(shù)字式電能表和合并單元連接，數(shù)字式電能表與數(shù)字式電能表檢測儀連接，合并單元與數(shù)字程控電源連接。
[0010]所述數(shù)字式電能表檢測儀包括數(shù)字信號輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機交換模塊、脈沖輸入輸出模塊和通訊模塊，且之間互相連接，數(shù)字信號輸入輸出模塊通過光纖與合并單元和數(shù)字式電能表連接，數(shù)字式電能表與脈沖輸入輸出模塊連接。
[0011]所述計量回路錯接線裝置包括切換箱、有功電能表、無功電能表和通訊轉(zhuǎn)換器，切換箱與有功電能表、無功電能表、通訊轉(zhuǎn)換器和數(shù)字程控電源連接，通訊轉(zhuǎn)換器與總控制中心連接。
[0012]所述低壓回路仿真裝置包括電表總開關(guān)、串戶故障設(shè)置箱、單相智能電能表、進戶空氣開關(guān)和負載指示燈，電表總開關(guān)與串戶故障設(shè)置箱和數(shù)字程控電源連接，串戶故障設(shè)置箱包括輸出端和輸入端，輸出端與輸入端之間設(shè)置有至少兩個分路，每個分路上由輸入端至輸出端均依次設(shè)置進戶空氣開關(guān)和單相智能電能表，每個輸出端均與可調(diào)負載箱和指示燈連接。
[0013]所述互感器接線仿真裝置包括電流互感器、電壓互感器和三相互感器電能表，電流互感器和電壓互感器均與三相互感器電能表和數(shù)字程控電源連接，且電流互感器與數(shù)字程控電源之間設(shè)置有交流接觸器。
[0014]所述轉(zhuǎn)變電采集仿真裝置包括智能電能表、負荷控制終端和模擬斷路器，智能電能表、負荷控制終端和數(shù)字程控電源互相連接，模擬斷路器設(shè)置在負荷控制終端內(nèi)，且負荷控制終端與總控制中心連接。
[0015]所述低壓集抄仿真裝置包括單相智能電能表、單相智能載波電能表、采集器和低通濾波器，低通濾波器一端與數(shù)字程控電源連接，另一端設(shè)置有五路輸出端口，且沒路輸出端口均設(shè)置有單相智能電能表、單相智能載波電能表和采集器，單相智能電能表和單相智能載波電能表上設(shè)置有指示燈，采集器與單相智能電能表連接。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明滿足多種計量設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢測、維修實訓(xùn)，同時把現(xiàn)場操控環(huán)境移置到室內(nèi)以便于適合現(xiàn)在計量工作崗位中的現(xiàn)場仿真、實驗和培訓(xùn)功能。
[0017]2、本發(fā)明借鑒計算機模塊設(shè)計思想，將數(shù)字程控電源和局域網(wǎng)作為整個仿真平臺的總線系統(tǒng)，由此仿真各類計量設(shè)備的現(xiàn)場運行環(huán)境以及采集通道，將每一類仿真培訓(xùn)內(nèi)容作為一個功能模塊，通過控制開關(guān)掛接在總線系統(tǒng)上，每個功能模塊可以單獨運行，進行仿真培訓(xùn)訓(xùn)練，互不干擾，也可以一起運行，進行多項功能聯(lián)合仿真訓(xùn)練。
[0018]3、本發(fā)明采用數(shù)字式負荷電源，能提供標(biāo)準的高精度電壓，電流的輸出，并具有安全保護功能，一旦發(fā)生人體觸電，會自動降掉電壓，電流，并發(fā)出報警信號，以保證設(shè)備使用人員的安全。[0019 ] 4、本發(fā)明通過光纖專網(wǎng)或GPRS/CDMA無線公網(wǎng)與實際運行的相應(yīng)電力自動化系統(tǒng)主站相連，在各電力自動化系統(tǒng)的工作站，均可查巡到在仿真平臺上采集到各計量設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，也可對仿真平臺上計量設(shè)備進行運程操作。
[0020]5、本發(fā)明為了防止高頻載波干擾數(shù)字程控電源的正常工作，在數(shù)字程控電源出線側(cè)安裝低通濾波器，阻止高頻載波信號進入數(shù)字程控電源。
[0021]6、本發(fā)明具備數(shù)字電能表的精度檢查功能，借助現(xiàn)場校驗儀器，可以實現(xiàn)對合并單元的精度檢查以及合并單元與數(shù)字電能表的綜合精度檢查功能、該功能也是國內(nèi)首次在仿真平臺上出現(xiàn)。
[0022]7、本發(fā)明具備智能變電站數(shù)字化計量回路的實驗與現(xiàn)場環(huán)境仿真及物理量解析，它不僅解決了計量人員面對合并單元與數(shù)字電能表之間根本不了解傳遞的是什么信息，信息的內(nèi)容是否正確，還可通過解析出的計量回路中的物理量和數(shù)據(jù)，幫助、指導(dǎo)、培訓(xùn)計量工作人員了解這部分設(shè)備的工作狀況。
[0023]8、本發(fā)明具備高壓電壓及電流互感器V型及Y接線仿真，通過特殊變比的互感器仿真出變電站及高壓用戶的計量二次回路環(huán)境，提供實驗及培訓(xùn)功能。
[0024]9、本發(fā)明具備專變終端的遙測、遙控、遙信的仿真及實驗、培訓(xùn)等功能；具備低壓居民電采系統(tǒng)多種載波模塊通訊方式及485通信方式的仿真。
[0025]【附圖說明】:
圖1為計量系統(tǒng)仿真平臺的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖2為仿真平臺的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]圖3為變電站計量仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0028]圖4為計量回路錯接線裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0029]圖5為低壓集抄仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖6為低壓回路仿真裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031 ]【具體實施方式】:
實施例:參見圖1，圖2，圖3，圖4，圖5，圖6。
[0032]計量系統(tǒng)仿真平臺，包括仿真平臺、局域網(wǎng)和控制中心，至少兩個所述仿真平臺通過局域網(wǎng)、交換機與計算機連接;仿真平臺包括變電站計量仿真裝置、計量回路錯接線裝置、低壓回路仿真裝置、互感器接線仿真裝置、轉(zhuǎn)變電采集仿真裝置、低壓集抄仿真裝置、數(shù)字程控電源和總控制中心，且之間以總控制中心為中心組成星形連接，總控制中心通過網(wǎng)線和或無線與計算機連接，總控制中心為處理器。
[0033]數(shù)字程控電源包括供電箱、功放箱和輸出切換箱，高壓電經(jīng)過供電箱和功放箱處理后與輸出切換裝置連接，輸出切換裝置上設(shè)置有輸出接口，且通過RS232接口與總控制中心連接。
[0034]變電站計量仿真裝置包括合并單元、數(shù)字式電能表、數(shù)字式電能表檢測儀和變電站電量采集裝置，數(shù)字式電能表、變電站電量采集裝置和合并單元均與總控制中心連接，變電站電量采集裝置與數(shù)字式電能表和合并單元連接，數(shù)字式電能表與數(shù)字式電能表檢測儀連接，合并單元與數(shù)字程控電源連接。
[0035]數(shù)字式電能表檢測儀包括數(shù)字信號輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、人機交換模塊、脈沖輸入輸出模塊和通訊模塊，且之間互相連接，數(shù)字信號輸入輸出模塊通過光纖與合并單元和數(shù)字式電能表連接，數(shù)字式電能表與脈沖輸入輸出模塊連接。
[0036 ]計量回路錯接線裝置包括切換箱、有功電能表、無功電能表和通訊轉(zhuǎn)換器，切換箱與有功電能表、無功電能表、通訊轉(zhuǎn)換器和數(shù)字程控電源連接，通訊轉(zhuǎn)換器與總控制中心連接。
[0037]低壓回路仿真裝置包括電表總開關(guān)、串戶故障設(shè)置箱、單相智能電能表、進戶空氣開關(guān)和負載指示燈，電表總開關(guān)與串戶故障設(shè)置箱和數(shù)字程控電源連接，串戶故障設(shè)置箱包括輸出端和輸入端，輸出端與輸入端之間設(shè)置有至少兩個分路，每個分路上由輸入端至輸出端均依次設(shè)置進戶空氣開關(guān)和單相智能電能表，每個輸出端均與可調(diào)負載箱和指示燈連接。
[0038]互感器接線仿真裝置包括電流互感器、電壓互感器和三相