10kV配網(wǎng)自動化標準網(wǎng)架線路仿真培訓系統(tǒng)潮流計算方法

黃超強 王佳佳 劉曉松 李陽 陳韋男

（深圳供電局有限公司 廣東省深圳市 518000）

1 現(xiàn)狀

當前配電自動化系統(tǒng)培訓主要有兩種形式:一種是建設(shè)真實若干條架空線路和電纜線路，配置真空斷路器、環(huán)網(wǎng)柜和箱變搭建系統(tǒng)網(wǎng)架線路，培訓比較完善，但建設(shè)費用較高，對場地需求大，培訓周期長，效率低；另一種是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的純軟件仿真，該形式實訓系統(tǒng)建設(shè)成本低，工位擴展靈活，培訓周期短，但受限于當前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的技術(shù)水平，用于參觀、演示效果較好，在操作方式和操作習慣上與真實生產(chǎn)實際操作有很大的區(qū)別。

本系統(tǒng)采用虛實結(jié)合的形式，通過模擬10kV 配網(wǎng)自動化標準網(wǎng)架線路，進行配網(wǎng)運行工況模擬，模擬系統(tǒng)生產(chǎn)運行中的潮流計算數(shù)據(jù)，自動控制、靈活切換各種工況，通過智能電源進行監(jiān)測、保護、控制回路的電氣量模擬，結(jié)合配電終端開展智能配網(wǎng)饋線自動化動作過程的培訓，使得學員對10kV 配網(wǎng)自動化標準網(wǎng)架線路有了更直觀的認識和理解。

2 整體設(shè)計方案

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)一次接線如圖1 所示，其中變電站出線開關(guān)采用虛擬開關(guān)的形式，默認處于合閘狀態(tài)，其余7 套環(huán)網(wǎng)柜采用與真實一致的開關(guān)柜，一次系統(tǒng)接線模擬真實運行環(huán)境中常用的兩供一備線路；仿真系統(tǒng)并不真實供應(yīng)10kV 高壓電源，也不作為配電設(shè)備向用戶負載供電，通過系統(tǒng)運行的潮流計算結(jié)果，采用模擬加載電源為環(huán)網(wǎng)柜提供動作電源及信號電源。

2.2 潮流計算方法

系統(tǒng)運行界面實時顯示各開關(guān)狀態(tài)以及電壓電流數(shù)據(jù)，開關(guān)閉合為紅色，開關(guān)斷開為綠色，線路帶電著色，不帶電為白色；實時顯示潮流傳輸方向以及開關(guān)分合位狀態(tài)，如圖1 所示。

圖1 ：系統(tǒng)一次架構(gòu)圖

2.2.1 帶電狀態(tài)計算

每套環(huán)網(wǎng)柜母線及出線帶電狀態(tài)分別用X1—X5 以及PT 表示，如圖2 所示；對應(yīng)不同環(huán)網(wǎng)柜前面加數(shù)字1#-7#予以區(qū)分；當母線帶電時，X1=1；當母線不帶電時，X1=0；當602 開關(guān)合閘時，602QF=1；當602 開關(guān)分閘時，602QF=0；依此類推；

圖2 ：環(huán)網(wǎng)柜帶電示意圖

分別以2#環(huán)網(wǎng)柜和5#環(huán)網(wǎng)柜（聯(lián)絡(luò)開關(guān)）帶電分析為例，其他環(huán)網(wǎng)柜不再一一列舉

【當（F01QF*1#QF602*1#QF603*2#QF602=1）

或（2#QF604*3#QF602*3#QF603*4#QF602*4#QF604*5#QF602*5#X1=1）時，

2#X1=1；否則2#X1=0；】

【2#X2=1#X3；】

【當（2#X1*2#QF603=1）時，2#X3=1； 否則2#X3=0；】

【當（F01QF*1#QF602*1#QF603*2#QF602*2#QF604=1）

或（3#QF602*3#QF603*4#QF602*4#QF604*5#QF602*5#X1=1）時，

2#X4=1；否則2#X4=0；】

【當（2#X1*2#QF604=1）時，2#X5=1； 否則2#X5=0；】

【當（2#X1*2#QF601=1）時，2#PT=1； 否則2#PT=0；】

【當（F01QF*1#QF602*1#QF603*2#QF602*2#QF604*3#QF602*3#QF603*4#QF602*4#QF604

*5#QF602=1）時，5#X11=1；否則5#X11=0；

當（F02QF*6#QF602*6#QF603*7#QF602*7#QF604*5#QF603=1）時，5#X12=1；否則5#X12=0；

當（創(chuàng)業(yè)線F03QF*5#QF604=1）時，5#X13=1；否則5#X13=0；

當（5#X11=1 或5#X12=1 或5#X13=1）時，5#X1=1；否則5#X1=0；】

【5#X2=4#X4；】

【5#X3=7#X4；】

【當（5#X1=1 且5#QF601=1）時，5#PT=1；否 則5#PT=0；】

分別定義9 條線路為d01-d09，當d01=1 時，潮流方向從左至右；當d01=2 時，當d01=1 時，潮流方向從右至左；當d01=0 時，則代表線路不帶電；

以d03 線路帶電分析為例，

【當（F01QF*1#QF602*1#QF603*2#QF602*2#QF604=1）時，d03=1；

當（3#QF602*3#QF603*4#QF602*4#QF604*5#QF602*5#X1=1）時，d03=2；

當2#X4=0 時，d03=0；】

當不同位置帶電時，分別讓對應(yīng)智能電源輸出二次電壓至保護終端，模擬系統(tǒng)帶電狀態(tài)；

2.2.2 潮流負荷計算

每個環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)對應(yīng)進出線電流潮流計算邏輯，根據(jù)計算結(jié)果使智能電源輸出相應(yīng)的電壓電流，僅以A 相為例，不論正常運行還是故障，均滿足以下條件

d07 d08 7#QF602 7#QF604 潮流計算結(jié)果0 2 1/0 0 7#G02IA=7#G04IA=0 7#G04IA=7#G03IA*7#X3*7#QF603+7#G05IA*7#X 5*7#QF605；1 2 0 0 7#G02IA=7#G04IA=0 0 2 1/0 1 1 2 1 0 7#G02IA=7#G03IA*7#X3*7#QF603+7#G05IA*7#X 5*7#QF605；1 2 0 1 7#G04IA=7#G03IA*7#X3*7#QF603+7#G05IA*7#X 5*7#QF605；2 2 1 1 7#G04IA=7#G02IA+7#G0 3IA*7#X3*7#QF603+7#G 05IA*7#X5*7#QF605；d06 d07 6#QF602 6#QF603 電流計算結(jié)果0 0 1/0 1/0 6#G02IA=6#G03IA=0 0 2 1/0 0 6#G02IA=6#G03IA=0 6#G03IA=6#G04IA*6#X4*6#QF604+6#G05IA*6#X 5*6#QF605；1 0 0 0 6#G02IA=6#G03IA=0 0 2 1/0 1 6#G02IA=6#G04IA*6#X4*6#QF604+6#G05IA*6#X 5*6#QF605；1 0 0 1 6#G02IA=6#G03IA=0 1 0 1 0 6#G02IA=6#G03IA+6#G0 4IA*6#X4*6#QF604+6#G 05IA*6#X5*6#QF605；1 2 0 0 6#G02IA=6#G03IA=0 1 1 1 1 6#G02IA=6#G04IA*6#X4*6#QF604+6#G05IA*6#X 5*6#QF605；1 2 0 1 1 2 1 0 6#G03IA=6#G04IA*6#X4*6#QF604+6#G05IA*6#X 5*6#QF605；

d01 d02 1#QF602 1#QF603 電流計算結(jié)果0 0 1/0 1/0 1#G02IA=1#G03IA=0 0 2 1/0 0 1#G02IA=1#G03IA=0 1#G03IA=1#G04IA*1#X4*1#QF604+1#G05IA*1#X 5*1#QF605；1 0 0 0 1#G02IA=1#G03IA=0 0 2 1/0 1 1#G02IA=1#G04IA*1#X4*1#QF604+1#G05IA*1#X 5*1#QF605；1 0 0 1 1#G02IA=1#G03IA=0 1 0 1 0 1#G02IA=1#G03IA+1#G0 4IA*1#X4*1#QF604+1#G 05IA*1#X5*1#QF605；1#G03IA=2#G02IA 1 2 0 0 1#G02IA=1#G03IA=0 1 1 1 1 1#G02IA=1#G04IA*1#X4*1#QF604+1#G05IA*1#X 5*1#QF605；1 2 0 1 1 2 1 0 1#G03IA=1#G04IA*1#X4*1#QF604+1#G05IA*1#X 5*1#QF605；

d02 d03 2#QF602 2#QF604 電流計算結(jié)果0 0 1/0 1/0 2#G02IA=2#G04IA=0 0 2 1/0 0 2#G02IA=2#G04IA=0 2#G04IA=2#G03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X 5*2#QF605；1 0 0 0 2#G02IA=2#G04IA=0 0 2 1/0 1 2#G02IA=2#G03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X 5*2#QF605；1 0 0 1 2#G02IA=2#G04IA=0 1 0 1 0

1 1 1 1 2#G02IA=2#G03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X 5*2#QF605；2#G04IA=3#G02IA 1 2 0 0 2#G02IA=2#G04IA=0 1 2 1 0 2#G02IA=2#G03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X 5*2#QF605；1 2 0 1 2#G04IA=2#G03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X 5*2#QF605；2 2 1 1 2#G04IA=2#G02IA+2#G 03IA*2#X3*2#QF603+2#G05IA*2#X5*2#QF605；2#G02IA=1#G03IA

d03 d04 3#QF602 3#QF603 電流計算結(jié)果0 0 1/0 1/0 3#G02IA=3#G03IA=0 0 2 1/0 0 3#G02IA=3#G03IA=0 3#G03IA=3#G04IA*3#X4*3#QF604+3#G05IA*3#X 5*3#QF605；1 0 0 0 3#G02IA=3#G03IA=0 0 2 1/0 1 3#G02IA=3#G04IA*3#X4*3#QF604+3#G05IA*3#X 5*3#QF605；1 0 0 1 3#G02IA=3#G03IA=0 1 0 1 0 3#G02IA=3#G04IA*3#X4*3#QF604+3#G05IA*3#X 5*3#QF605；3#G03IA=4#G02IA 1 2 0 0 3#G02IA=3#G03IA=0 1 1 1 1 1 2 1 0 3#G02IA=3#G04IA*3#X4*3#QF604+3#G05IA*3#X 5*3#QF605；1 2 0 1 3#G03IA=3#G04IA*3#X4*3#QF604+3#G05IA*3#X 5*3#QF605；2 2 1 1 3#G03IA=3#G02IA+3#G0 4IA*3#X4*3#QF604+3#G 05IA*3#X5*3#QF605；3#G02IA=2#G04IA

d04 d05 4#QF602 4#QF604 電流計算結(jié)果0 2 1/0 0 4#G02IA=4#G04IA=0

4#G04IA=4#G03IA*4#X3*4#QF603+4#G05IA*4#X 5*4#QF605；1 2 0 0 4#G02IA=4#G04IA=0 1 2 1 0 0 2 1/0 1 4#G02IA=4#G03IA*4#X3*4#QF603+4#G05IA*4#X 5*4#QF605；1 2 0 1 4#G04IA=4#G03IA*4#X3*4#QF603+4#G05IA*4#X 5*4#QF605；4#G04IA=4#G02IA+4#G 03IA*4#X3*4#QF603+4#G05IA*4#X5*4#QF605；4#G02IA=3#G03IA 2 2 1 1

3 結(jié)束語

電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)最基本的計算，也是最重要的計算。本文所寫潮流計算，并非是根據(jù)電網(wǎng)的接線方式與參數(shù)及運行條件，計算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行各母線電壓、各支路電流與功率及網(wǎng)損，而是對于仿真運行的電力系統(tǒng)，通過潮流計算使各個智能電源輸出各項電壓電流數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)能在不帶真實高壓電的情況下進行系統(tǒng)仿真運行模擬。