CN109584666A - 一种工厂一次供电***模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工厂一次供电***模拟方法，包括：获取工厂的电力运行数据；根据预设的模板库获取多个部件模型；采用实时数字仿真***并利用多个部件模型，构建工厂的虚拟电力***，并进行电磁暂态实时仿真计算，得到工厂的虚拟电力***的接口电压量；根据电力运行数据并采用物理模拟***对工厂的实际电力***进行物理仿真，得到实际电力***的接口电压和电流；在实时数字仿真***和物理模拟***之间设置功率接口***；实时数字仿真***将虚拟工厂电力***的接口电压发送至功率接口***；功率接口***将虚拟工厂电力***的接口电压进行放大后，将功率放大后的接口电压加载到物理模拟***。本发明能够实现模拟工厂的一次供电***的运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其是涉及一种工厂一次供电***模拟方法。
背景技术
在工厂中，电力***运行人员的岗位操作技能是影响整个工厂电力***运行安全可靠性的重要因素之一。目前，重要电力用户配电室的日常维护和故障检修工作由用户自身来负责。重要电力用户供电***作为电网的用电***，其安全运行关系着国民经济各部门的正常运行。但是由于电力***的特殊性，电力***中发生的事故或者异常不能通过现场实际运行的设备进行预演。
工厂电力***运行人员在进行实际操作或者故障处理之前，一般会进行提前预演，包括利用书本、可见进行讲授，或者结合图纸等进行模拟演示，但是，这些培训方式通常都缺乏真实感，培训效果不理想，尤其是对于电力需求较大的重要客户，其电力配电室的日常维护和故障检修是非常重要的，这时，对于新的维护人员来说，无法知道如何进行维护和检修，这些工作都需要一定的经验，而相关的培训方式又缺乏真实感，无法有效培训工作人员进行电力日常维护和故障检修。而该工厂电力***的维护，需要专业的培训，当前的培训方式也无法提供有效的模拟训练。
发明内容
本发明提供了一种工厂一次供电***模拟方法，以数字仿真结合物理仿真的方式模拟工厂工作环境的电力***，提高模拟电力***的运行状态的真实度。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种工厂一次供电***模拟方法，至少包括以下步骤：
获取工厂的电力运行数据，其中，所述工厂的电力运行数据包括工厂内部的电网配置和电力运行线路；
根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型；
采用实时数字仿真***并利用多个所述部件模型，构建工厂的虚拟电力***，并进行电磁暂态实时仿真计算，得到所述工厂的虚拟电力***的接口电压量；
根据所述电力运行数据并采用物理模拟***对工厂的实际电力***进行物理仿真，得到实际电力***的接口电压和电流；
在所述实时数字仿真***和所述物理模拟***之间设置一个功率接口***；
所述实时数字仿真***将所述虚拟工厂电力***的接口电压发送至所述功率接口***；
所述功率接口***将接收到的所述虚拟工厂电力***的接口电压进行放大后，将功率放大后的接口电压加载到所述物理模拟***；
所述物理模拟***根据所述功率放大后的接口电压，对所述工厂的实际电力***进行物理仿真；
所述功率接口***采集所述工厂的实际电力***的接口电压和电流，并将所述工厂的实际电力***的接口电压和电流的测量值发送至所述实时数字仿真***，所述实时数字仿真***利用电压和电流的测量值对所述工厂的虚拟电力***进行电磁暂态计算，模拟所述工厂的一次供电***的运行状态。
作为优选方案，所述预设的模板库包括元器件库、导体库以及负载库，所述根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型，具体为：
提取所述元器件库中存储的与工厂的电网配置对应的元器件；
提取所述导体库中存储的与工厂的电网配置对应的导体；
提取所述负载库中存储的与工厂的电网配置对应的负载。
作为优选方案，所述元器件为配电室、开关、低压断路器、双电源、控制器、高压开关或隔离开关，所述导体为母线或电缆，所述负载为各种电力使用设备。
作为优选方案，所述方法还包括：
根据工厂的电网配置，将提取的所述元器件通过对应的导体连接至负载上，建立元器件至负载的电力模拟运行线路；
设置每个部件模型的基本参数和安装位置，得到设置结构；其中，所述部件模型的基本参数包括额定电压、型号、开关；
根据设置结果和所述电力模拟运行线路，创建所述工厂的一次供电***模型。
作为优选方案，所述模拟所述工厂的一次供电***的运行状态，具体为：
所述工厂的一次供电***的运行状态包括运行方式和供电方式，模拟所述工厂的一次供电***不同的运行方式至少包括：双母线电源运行、自投自复、自投手复，所述供电方式包括外部供电的电源配置方式和所述工厂的电源配置方式；其中，所述外部供电的电源配置方式包括多电源供电、双电源供电、双回路供电，所述工厂的电源配置方式包括无自备应急电源供电、不间断电源UPS供电、自动切换开关电器ATS供电；
根据所述运行方式和所述供电方式得到所述工厂的一次供电***的运行状态。
相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，本发明实施例提供了工厂一次供电***模拟方法，包括步骤：获取工厂的电力运行数据，其中，所述工厂的电力运行数据包括工厂内部的电网配置和电力运行线路；根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型；采用实时数字仿真***并利用多个所述部件模型，构建工厂的虚拟电力***，并进行电磁暂态实时仿真计算，得到所述工厂的虚拟电力***的接口电压量；根据所述电力运行数据并采用物理模拟***对工厂的实际电力***进行物理仿真，得到实际电力***的接口电压和电流；在所述实时数字仿真***和所述物理模拟***之间设置一个功率接口***；所述实时数字仿真***将所述虚拟工厂电力***的接口电压发送至所述功率接口***；所述功率接口***将接收到的所述虚拟工厂电力***的接口电压进行放大后，将功率放大后的接口电压加载到所述物理模拟***；所述物理模拟***根据所述功率放大后的接口电压，对所述工厂的实际电力***进行物理仿真；所述功率接口***采集所述工厂的实际电力***的接口电压和电流，并将所述工厂的实际电力***的接口电压和电流的测量值发送至所述实时数字仿真***，所述实时数字仿真***利用电压和电流的测量值对所述工厂的虚拟电力***进行电磁暂态计算，模拟所述工厂的一次供电***的运行状态。通过混合仿真方法联合了数字仿真和物理仿真的优点，可以用物理仿真模拟实际新能源设备，用数字仿真模拟其所处工作环境的电力***，可以弥补各自方法的不足，同时可以较为真实的模拟电力***的运行状态，提高电力培训的真实度，进而解决相关技术中在对目标用户的电力维护人员进行培训时，由于真实度较低导致培训效果不理想的技术问题，达到提高培训电力***维护真实度的效果。
附图说明
图1是本发明实施例中的工厂一次供电***模拟方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明优选实施例提供了一种工厂一次供电***模拟方法，至少包括以下步骤：
S1、获取工厂的电力运行数据，其中，所述工厂的电力运行数据包括工厂内部的电网配置和电力运行线路；
S2、根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型；
S3、采用实时数字仿真***并利用多个所述部件模型，构建工厂的虚拟电力***，并进行电磁暂态实时仿真计算，得到所述工厂的虚拟电力***的接口电压量；其中，所述实时数字仿真***采用数字动态实时仿真***(DDRTS)；
S4、根据所述电力运行数据并采用物理模拟***对工厂的实际电力***进行物理仿真，得到实际电力***的接口电压和电流；其中，所述物理模拟***采用动模实验设备或实际新能源装备；
S5、在所述实时数字仿真***和所述物理模拟***之间设置一个功率接口***；
S6、所述实时数字仿真***将所述虚拟工厂电力***的接口电压发送至所述功率接口***；
S7、所述功率接口***将接收到的所述虚拟工厂电力***的接口电压进行放大后，将功率放大后的接口电压加载到所述物理模拟***；
S8、所述物理模拟***根据所述功率放大后的接口电压，对所述工厂的实际电力***进行物理仿真；
S9、所述功率接口***采集所述工厂的实际电力***的接口电压和电流，并将所述工厂的实际电力***的接口电压和电流的测量值发送至所述实时数字仿真***，所述实时数字仿真***利用电压和电流的测量值对所述工厂的虚拟电力***进行电磁暂态计算，模拟所述工厂的一次供电***的运行状态。
在本实施例中，通过混合仿真方法联合了数字仿真和物理仿真的优点，可以用物理仿真模拟实际新能源设备，用数字仿真模拟其所处工作环境的电力***，可以弥补各自方法的不足，同时可以较为真实的模拟电力***的运行状态，提高电力培训的真实度，进而解决相关技术中在对目标用户的电力维护人员进行培训时，由于真实度较低导致培训效果不理想的技术问题，达到提高培训电力***维护真实度的效果。
可以理解的是，所述工厂的电网配置包括车间的各种电力使用设备。
在本发明实施例中，所述预设的模板库包括元器件库、导体库以及负载库，所述根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型，具体为：
提取所述元器件库中存储的与工厂的电网配置对应的元器件；
提取所述导体库中存储的与工厂的电网配置对应的导体；
提取所述负载库中存储的与工厂的电网配置对应的负载。
在本发明实施例中，所述元器件为配电室、开关、低压断路器、双电源、控制器、高压开关或隔离开关，所述导体为母线或电缆，所述负载为各种电力使用设备。
在本发明实施例中，所述方法还包括：
根据工厂的电网配置，将提取的所述元器件通过对应的导体连接至负载上，建立元器件至负载的电力模拟运行线路；
设置每个部件模型的基本参数和安装位置，得到设置结构；其中，所述部件模型的基本参数包括额定电压、型号、开关；
根据设置结果和所述电力模拟运行线路，创建所述工厂的一次供电***模型。
在本发明实施例中，所述模拟所述工厂的一次供电***的运行状态，具体为：
所述工厂的一次供电***的运行状态包括运行方式和供电方式，模拟所述工厂的一次供电***不同的运行方式至少包括：双母线电源运行、自投自复、自投手复，所述供电方式包括外部供电的电源配置方式和所述工厂的电源配置方式；其中，所述外部供电的电源配置方式包括多电源供电、双电源供电、双回路供电，所述工厂的电源配置方式包括无自备应急电源供电、不间断电源UPS供电、自动切换开关电器ATS供电；
根据所述运行方式和所述供电方式得到所述工厂的一次供电***的运行状态。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种工厂一次供电***模拟方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
获取工厂的电力运行数据，其中，所述工厂的电力运行数据包括工厂内部的电网配置和电力运行线路；
根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型；
采用实时数字仿真***并利用多个所述部件模型，构建工厂的虚拟电力***，并进行电磁暂态实时仿真计算，得到所述工厂的虚拟电力***的接口电压量；
根据所述电力运行数据并采用物理模拟***对工厂的实际电力***进行物理仿真，得到实际电力***的接口电压和电流；
在所述实时数字仿真***和所述物理模拟***之间设置一个功率接口***；
所述实时数字仿真***将所述虚拟工厂电力***的接口电压发送至所述功率接口***；
所述功率接口***将接收到的所述虚拟工厂电力***的接口电压进行放大后，将功率放大后的接口电压加载到所述物理模拟***；
所述物理模拟***根据所述功率放大后的接口电压，对所述工厂的实际电力***进行物理仿真；
所述功率接口***采集所述工厂的实际电力***的接口电压和电流，并将所述工厂的实际电力***的接口电压和电流的测量值发送至所述实时数字仿真***，所述实时数字仿真***利用电压和电流的测量值对所述工厂的虚拟电力***进行电磁暂态计算，模拟所述工厂的一次供电***的运行状态。
2.如权利要求1所述的工厂一次供电***模拟方法，其特征在于，所述预设的模板库包括元器件库、导体库以及负载库，所述根据预设的模板库获取工厂一次供电***的多个部件模型，具体为：
提取所述元器件库中存储的与工厂的电网配置对应的元器件；
提取所述导体库中存储的与工厂的电网配置对应的导体；
提取所述负载库中存储的与工厂的电网配置对应的负载。
3.如权利要求2所述的工厂一次供电***模拟方法，其特征在于，所述元器件为配电室、开关、低压断路器、双电源、控制器、高压开关或隔离开关，所述导体为母线或电缆，所述负载为各种电力使用设备。
4.如权利要求2所述的工厂一次供电***模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据工厂的电网配置，将提取的所述元器件通过对应的导体连接至负载上，建立元器件至负载的电力模拟运行线路；
设置每个部件模型的基本参数和安装位置，得到设置结构；其中，所述部件模型的基本参数包括额定电压、型号、开关；
根据设置结果和所述电力模拟运行线路，创建所述工厂的一次供电***模型。
5.如权利要求1所述的工厂一次供电***模拟方法，其特征在于，所述模拟所述工厂的一次供电***的运行状态，具体为：
所述工厂的一次供电***的运行状态包括运行方式和供电方式，模拟所述工厂的一次供电***不同的运行方式至少包括：双母线电源运行、自投自复、自投手复，所述供电方式包括外部供电的电源配置方式和所述工厂的电源配置方式；其中，所述外部供电的电源配置方式包括多电源供电、双电源供电、双回路供电，所述工厂的电源配置方式包括无自备应急电源供电、不间断电源UPS供电、自动切换开关电器ATS供电；
根据所述运行方式和所述供电方式得到所述工厂的一次供电***的运行状态。
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