低压智能台区仿真实验室建设方案

低压配电物联网实验室建设方案

1.低压配电物联网概述

配电物联网技术研究平台综合控制分析系统由适用于物联网技术的配电自动化主站、一次电气设备、二次测控设备、物联网终端、通信系统等组成，0.4KV 低压智能台区系统，该系统通过对模拟配电网实施量测采集、状态采集、保护事件、远程控制等实现正常和故障状态下的配电网运行监控，结合低压智能台区的电网结构，通过现代计算机技术及物联网技术实现智能台区配电网环境的真实仿真。基于物联网技术主站系统还可以实现智能台区运行数据的自动采集和处理、事项告警、自动控制和调节、图形显示（接线图、报表）、线路层级关系自动识别拓扑等。系统所用的硬件设备采用现场真是设备与模拟设备相结合的方式，减少各类型物联网设备、自动化设备的运行环境与实际现场运用环境的偏差。

建立配电物联网技术研究平台综合控制分析系统的目的，主要是用于验证各类型物联网设备及物联网技术在电力系统配电网中的实际作用效果及可靠性，实现融合终端APP功能验证及配电物联网设备联调检测。

以下是配电物联网技术研究平台综合控制分析系统的典型设计：

系统结构示意图

2.系统功能

配电物联网技术研究平台综合控制分析系统通过对配电线路及配变台区系统的混合仿真、结合实际的一、二次设备和仿真系统，实现了以配电自动化主站为中心的配电物联网系统的仿真运行及配电物联网设备的功能性能验证。

针对配网智能台区的智能配变终端/融合终端APP功能验证，该系统可模拟多类型配电网故障运行情况，如：短路故障、断线、负载不平衡、线路低电压、线路过电压、三相不平衡等。

主要实现功能如下：

3.系统功能实现方式

(1)动态拓扑识别功能

系统根据实验室平台采集的智能低压配电物联网设备信息进行自动分析，自动判别各设备之间的层级关系，形成低压台区配电系统结构的自动拓扑。

(2)台区电源侧综合监测

台区电源侧综合监测主要是对台区配电变压器运行情况的实时监测，主要包含变压器低压侧各相电压、电流、有功、无功、谐波畸变率，变压器负载情况、变压器温度等。系统根据采集的数据信息分析变压器的各项运行指标，对超标信息及时提供告警信息，保证变压器的稳定可靠运行。

(3)低压线路状态全感知

低压线路状态全感知主要是对低压台区内设备信息的实时监测，通过数据分析实时反馈线路的运行情况。

(4)剩余电流全管控

系统采集台区内所有漏电保护装置的运行信息，分析各漏电保护装置的漏电流数据及跳闸信息，对漏电信息异常的区域及时提供告警信息，指导维护人员对线路进行排查，减少低压配电网安全隐患，预防人身触电事件。

(5)三相负载不平衡实现方式：

系统设置三相不平衡度参数，设置好的参数下发至对应模拟负载柜并启动，读取该实验线路的三相电流值，确认该线路的三相负载不平衡度与设置参数一致。投入该线路上的智能换相开关，读取线路中的各相负载电流值，确认该实验线路三相负载是否重新达到平衡。

试验结构图如下图所示：

(6)模拟线路过电压/低电压、功率因数不足、三相不平衡、注入谐波等功能：

该功能主要是用于验证智能无功补偿装置对低压配电线路电能质量得治理，系统控制三相标准的输出参数，使模拟线路按过电压、低电压、三相不平衡等状态运行，系统还可控制标准源在模拟线路中注入谐波，也可调整输出的功率因数。然后通过模拟线路的回采信息验证智能无功补偿装置对电能质量治理的效果。

(7)低压配电线路故障注入

低压配电线路常见的故障主要有短路故障、断线、接地、漏电等。在本实验室中通过在模拟配电线路选择相应的故障点注入对应的故障类型，用以实现低压配电线路的故障反演。通过故障反演验证低压配电物联网系统的故障快速定位功能。