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配电网物理仿真系统监控软件设计

时间:2019-09-11 08:16

  完成毛病节点取舍后即进入图8所示毛病模仿界面。基于该界面可实现取舍毛病模块、设置接地电阻、取舍毛病类型等功效并可显示毛病波形。

  配电网物理仿真体系基于阻抗标幺值分歧的等效道理设想实现,采用配电网典范接线布局和收集布局,模仿线kV配电网。体系实物如图1所示。

  实现时,挪用数据库,查询RelProRtDa表中所有字段,按每行、每列索引数组,索引后的成果为字符串格局。为了提高数据显示的精度,将字符串转换成双精度6位无效数字的数值情势,并在对应的位置及时显示。法式框图如图5所示。

  波形显示,毛病两相电流巨细相称、标的目的相反,急剧添加。可见,物理仿线kV配电体系现实体系拥有类似的毛病动态历程。

  按照类似性道理将一个实在配电网复制到尝试室中的物理仿真模子(配电网物理仿真体系),可仿真配电网一般运转环境并进行毛病模仿,可在包管体系不变的环境下,得到与现实体系不异的尝试成果。

  在主界面菜单栏当取舍“毛病模仿”,即可进入如图7所示毛病点选定界面取舍毛病点,毛病点以直观、夺目标绿色圆圈情势显示。设想时建立毛病属性节点,一般运转时将可见性设置为False,毛病点取舍时将可见性设置为True。

  电力体系可用钻研方式包罗理论阐发、实物试验和仿真模仿钻研。遭到经济、平安等要素制约,凡是不答应在现实电网中进行特征阐发、配备测试等尝试钻研。为此,成立配电网模子体系,对配电网开展特征阐发以及配备测试等很有需要。模子可分物理模子和数学模子两类。纯真的数学建模往往无奈模仿配电网庞大的运转纪律和物理征象。

  监控软件数据库共设定了9个数据表,别离为变电站表、漫衍式节制模块表、开关消息表、用户消息表、毛病尝试记实表、继电庇护安装及时数据表和汗青数据表、电量收罗器及时数据表和汗青数据表。

  基于LabVIEW软件平台设想监控软件使用法式,完成的体系主界面如图3所示。主界面包罗了监控软件的主窗口平台和功效菜单,可查看整个别系接线环境和包罗各歧路电流、各节点电压、开关位置形态、线路事情属性的运转参数与形态;能进行开关近程节制,可进行分界面的切换,可通过菜单取舍进入毛病模仿等其它功效模块。

  引见该监控软件的设想实现历程,并使用于配电网物理仿真体系。共同该软件,配电网物理仿线kV配电网事情运转及毛病模仿,敌对的人机界面不单便于操作职员直观查看物理仿真体系中各模仿量,并能成功实现节制功效,拥有优良的适用性。

  本体系监控软件与各模块间的通讯采用客户端和办事器(Client/Server)的布局,借助LabVIEW环绕TCP/IP收集和谈建立办事器和客户端之间一对多的通讯体例。采用TCP函数节点来实现基于TCP/IP和谈的局域网通讯。

  毛病模仿是配电网物理仿真体系的主要尝试内容,最实在地模仿配电线路现实毛病以获取毛病数据进行阐发处置,还能查验配电配备的毛病运转特征。

  整个别系由监控软件、下位机软件和元件/设施三部门构成。此中,监控软件由使用法式、数据库和通讯办事器构成,次要实现下发操作指令、显示和存储数据等功效;下位机部门采用PLC作为节制单位,次要实现将三遥消息下达至硬件、上传至监控软件的功效;元件设施次要包罗对应于配电网一次设施的模仿主变、电源模块、馈线模块以及实现配电线路毛病模仿的毛病模块等,是各种指令施行终端对象,也是配电网物理仿真体系的硬件部门,采用了便于拆卸的屏柜模式。

  通讯层在上位机与各节制模块之间成立通讯功效,是监控软件与下位机之间的桥梁,包管两边靠得住通讯。报文上传时,通讯法式解析下位机所传报文并将其存入数据库,用以使用法式挪用。报文下达时,通讯法式转发使用法式所传报文并下发至下位机。

  体系利用柔性毛病模仿器模仿配电网中常见的毛病,以图7中F1为毛病点,开展该点产生AB两相短路毛病模仿尝试,此时物理仿真体系录波安装记实尝试波形如图13所示。

  图2是监控软件总体功效布局图,总体布局可分为3个部门:使用层、数据拜候层和通讯层。软件采用模块化法式设想思绪,不单可低落软件的庞洪流平,且有益于法式的进一步扩展和升级。

  本功效凡是使用于配电网物理仿真系同一般工况和毛病工况下电量消息和庇护消息的及时监测。

  体系采用永宏FBs系列PLC作为通讯节制单位。PLC节制单位与监控软件通讯,领受并解析来自监控软件的节制指令。同时,PLC会收罗开关量输入消息与庇护及时遥测数据,上传给监控软件,完成通讯节制指令的解析及施行操作。

  变电站表次要用于存储变电站的消息;开关消息表记实开关名称、弹簧储能形态、分合闸形态、操作顺利标记位等消息;用户消息表存储用户小我消息;毛病尝试记实表次要记实每次模仿尝试的毛病位置、毛病类型和毛病波形文件名等消息,便于后期查询阐发。

  遥测功效是在及时监控界面查看体系运转时的参数消息,次要包罗各母线、馈线电流和功率以及母线 及时监控界面

  监控软件是配电网物理仿真体系的环节部门,对整个别系的运转进行调控与监察,设想的好坏将间接影响整个仿真体系的机能。本文论述监控软件各模块的设想实现,并以尝试运转查验监控软件的使用,验证了监控软件的适用性和靠得住性。

  福州大学电气工程与主动化学院、国网南平供电公司的钻研职员付宇泽、杨帆、刘坚、洪翠,在2017年第11期《电气手艺》杂志上撰文,基于LabVIEW软件以模块化思惟设想具备及时监测、毛病模仿、查询数据等多种功效的配电网物理仿真体系监控软件。

  此时,操作职员通过监控软件向各个节制模块下发号令。包罗查询以后各线路负荷电流、零序电流、有功功率、无功功率、功率要素、母线电压、零序电压等;可查询各节制模块的事情形态;可节制开关分合。馈线负荷投入时显示子界面如图12所示。

  模仿开关近程节制功效采用事务布局设想这种高效代码设想实现。在“编程→布局”中增添“事务布局”,增添事务分支“值转变”。通过建立属性节点取舍“标签文本”属性作为前提布局的分支取舍器,在前提布局中设置装备安排相对应的子站号、地点、节制码等消息,合成一条报文,将该报文解析后下发到下位机,实现指定开关的分合闸操作。

  本体系以SQL Server 2008 R2作为数据库的开辟平台,通过LabVIEW指令实现对体系原始数据存储、处置、查询、办理等功效。

  为监督节制配电网物理仿真体系,本文采用LabVIEW建立监控软件。监督体系的运转情况、节制模仿开关投切、收罗电量、进行毛病模仿尝试、查阅和保留毛病数据、为毛病识别阐发储蓄数据。

  为确保通讯靠得住,设想时操纵“读取TCP数据”和“写入TCP数据”函数监测链路数组中的数据来果断通讯毗连能否一般,一旦产生通讯错误当即封闭该毗连。轮回查抄后毗连一般的客户端ID最终进入已毗连的TCP数组。

  本文基于LabVIEW设想开辟配电网物理仿真体系监控软件,阐述了软件功效、感化和编程实现思惟。使用尝试表白,该软件可以大概顺应体系的功效要求,餍足仿真体系运转必要,无效监控配电网物理仿真体系。能更为便本地获取配电网毛病数据,为正当操纵配电网消息阐发电网情况供给便当,对配电网的钻研和成长具成心义和价值。

  配电网物理仿真体系可模仿两相短路、三相短路、单相永世接地、两相接地等毛病的产生,接地体例可设置为不接地、经大电阻接地、经小电阻接地、间接接地。进行毛病模仿尝试时,由上位机将毛病号令下达至毛病模仿器。毛病波形以基于过电流起动判据的录波安装进行收罗,并以TDMS文件的情势依照分歧毛病类型存储,利用读取函数完成数据的存储和读取。

  遥信功效在开关巡检界面实现,界面如图6所示,可查看所有开关量的分合闸形态。

  实现时,编程“建立TCP侦听器”-“读取TCP数据”-“写入TCP数据”-“封闭TCP毗连”,并在指定位置写入IP地点、端标语,完成与下位机的通讯,TCP通信侦听毗连历程法式框图如图10所示。

  软件中使用程次第要实现人机交互功效,包罗体系办理、及时监测、毛病模仿、数据查询等模块。此中,体系办理模块实现用户办理、用户登录与登记、体系退出等功效;及时监测模块是对“三遥”消息进行监测;毛病模仿模块完成取舍毛病点、设置毛病类型、下发响应的毛病指令给毛病模仿器;数据查询模块次要用以查询汗青遥测数据。

  监控软件的法式必要屡次与数据库毗连,如获取主站号和开关形态、查询及时数据、存储汗青数据等操作城市使用到数据库。在进行数据库操作之前,要在Windows ODBC数据源中建立一个DSN,并指定联系关系的数据库。

  模仿配电系同一般运转,配电网物理仿真体系的负荷投切尝试波形如图11所示。

  实现时,挪用数据库查询SwitchRtSt表中所有字段,按每行、每列索引出开关名称及形态,随后以图形显示在界面上。断路器形态指示沿用电力体系接线开关形态色标,合闸显示为赤色,分闸形态显示为绿色,无效提示利用人关心。

  数据拜候层基于数据库对大量监测、毛病模仿数据存储以备后期钻研查询。体系数据库包罗汗青数据库和及时数据库,及时数据库为通讯法式解析并存入的及时数据,这些数据会被下一笔数据所笼盖;通讯法式每隔一段时间读取及时数据库的数据,插入到汗青数据库中。

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