供配電實(shí)驗(yàn)研究共享智能數(shù)字云平臺(tái)
智能供配電實(shí)驗(yàn)研究共享數(shù)字云平臺(tái)(簡(jiǎn)稱研究平臺(tái))由供電系統(tǒng)智能故障模擬系統(tǒng)、高低壓智能供電系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、云控制系統(tǒng)、客戶端等子系統(tǒng)組成。實(shí)驗(yàn)者授權(quán)后,開(kāi)展線上+線下供配電系統(tǒng)的操作實(shí)訓(xùn)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);研究者授權(quán)后開(kāi)展線上“云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理、人工智能”在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究,賦能供配電行業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化。
一、系統(tǒng)功能
研究平臺(tái)提供供電一次系統(tǒng)故障源,如過(guò)電流、過(guò)欠電壓、三相不平衡等故障種類。提供供電二次系統(tǒng)運(yùn)行信息,包括微機(jī)繼電保護(hù)輸出信息和開(kāi)關(guān)柜體運(yùn)行信息。如電壓、電流、功率、頻率、電能、絕緣電阻、溫度、濕度等模擬量;斷路器分閘、斷路器合閘、手車工作位、手車實(shí)驗(yàn)位、接地刀合位、儲(chǔ)能位等開(kāi)關(guān)量;短路、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、過(guò)壓、欠壓、漏電、絕緣監(jiān)視、照明、閉鎖等保護(hù)信息;開(kāi)關(guān)的分閘、合閘、復(fù)歸、試驗(yàn)、溫濕度等控制信息。事件和故障的數(shù)據(jù)等事件記錄信息。
研究平臺(tái)具有人機(jī)會(huì)話、數(shù)據(jù)顯示、記錄查詢、參數(shù)修改、控制操作等功能,設(shè)有就地操作、上位機(jī)操作、客戶端云操作等操作方式,提供數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、云組態(tài)等功能,使分布式用戶分享系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源與控制資源。
二、系統(tǒng)特征
研究平臺(tái)集供配電系統(tǒng)的能量流與信息流有機(jī)融合。以實(shí)驗(yàn)裝置為中心,輻射分布式、遠(yuǎn)程眾多客戶端,共同分享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源。提供了一個(gè)從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)證、評(píng)價(jià)等全方位線上+線下研究場(chǎng)景。服務(wù)于本科生的實(shí)踐教學(xué),研究生、科研人員的項(xiàng)目研究。
(1)、平臺(tái)集成度高、安全可靠。平臺(tái)硬件裝備包括供電系統(tǒng)智能故障模擬裝置與智能測(cè)試裝置,智能高壓進(jìn)線與出線開(kāi)關(guān)柜,智能低壓進(jìn)線與出線開(kāi)關(guān)柜,組成一個(gè)有機(jī)體系。系統(tǒng)工作電壓為交流380V,高壓開(kāi)關(guān)主回路為交流380V,總功率小于10KW,安全保護(hù)性高。
(2)、搭建共享智能數(shù)字研究空間。研究者在客戶端自定義供電系統(tǒng)一次運(yùn)行工況后,獲取相應(yīng)的二次信息,共同分享數(shù)據(jù)資源。基于數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器自學(xué)習(xí)等人工智能方法,設(shè)計(jì)軟件算法,研究供配電的運(yùn)行趨勢(shì)研判、故障診斷和預(yù)測(cè)、運(yùn)行預(yù)警等的控制方案,提升供配電系統(tǒng)自主識(shí)別能力,提升供配電系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
(3)、營(yíng)造分布式融合教學(xué)研究空間。在不同地域的實(shí)驗(yàn)室、單位、高校,線上線下同步進(jìn)行開(kāi)展教學(xué)研究工作。同時(shí),研究平臺(tái)吸納異地企業(yè)、科研院所、高校的優(yōu)質(zhì)硬件資源。基礎(chǔ)資源一邊建設(shè)、一邊分享,合作資源共建共享,跨區(qū)域融合,實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)式發(fā)展。
三、實(shí)驗(yàn)與研究?jī)?nèi)容
1、高低壓供配電實(shí)訓(xùn)操作系統(tǒng)。完成低壓供配電與高壓供配電等系統(tǒng)操作;高壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)械聯(lián)動(dòng)與低壓開(kāi)關(guān)柜閉鎖聯(lián)動(dòng)等系統(tǒng)原理實(shí)訓(xùn);高壓繼電保護(hù)與低壓繼電保護(hù)等系統(tǒng)參數(shù)整定實(shí)訓(xùn);高壓一次系統(tǒng)與低壓一次系統(tǒng)故障模擬等實(shí)訓(xùn)操作。
2、研制供電+控制設(shè)備一體化無(wú)人值守系統(tǒng),遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)裝備的運(yùn)行狀況、系統(tǒng)操作、以及運(yùn)行管理。適用于油田、沙漠等野外無(wú)人值守場(chǎng)所,可用手機(jī)、平板電腦、電腦等終端設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作。
3、研制無(wú)人值守變電站,用手機(jī)可以監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行工況、操作設(shè)備運(yùn)行。
4、研制分布式變電站集群化管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)社區(qū)、企業(yè)變電站分布式管理與遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控有機(jī)融合,能夠跨區(qū)域集群化監(jiān)控,完成眾多變電站的運(yùn)行監(jiān)控、故障預(yù)判、檢修預(yù)警、故障排查、遠(yuǎn)程急停電、遠(yuǎn)程送電、運(yùn)行電費(fèi)監(jiān)管等業(yè)務(wù)。
5、研制供配電損耗分析系統(tǒng)。分析線路損耗、變壓器損耗,有效診斷竊電、攤派電損、電價(jià)估算等。
6、研制供配電虛擬仿真系統(tǒng)。研究高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、電纜運(yùn)行、繼電保護(hù)、倒閘操作等虛擬仿真系統(tǒng)。
7、研制供用電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。研究風(fēng)光互補(bǔ)控制、用電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電+負(fù)載協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電+負(fù)載協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。
8、研制設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。如農(nóng)業(yè)灌溉、供排水、抽油機(jī)、景觀燈等遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
四、適用對(duì)象
1、實(shí)驗(yàn)教學(xué):電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)、電子信息專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)、機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)等本科專業(yè)。
2、實(shí)訓(xùn)與培訓(xùn):電氣控制技術(shù)人員、供配電技術(shù)人員、供配電運(yùn)行人員等。
3、軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā):自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件、供配電系統(tǒng)軟件。
4、算法驗(yàn)證:自動(dòng)控制系統(tǒng)算法,供配電調(diào)度系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)算法等。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
2021-05-10