配电系统物理仿真平台
一、概述
由于电力系统暂态及稳态的复杂性，在进行理论研究的同时也必须进行试验研究，二者缺一不可。

电力系统的试验可以在原型上进行，也可以在模型上进行，电力系统的物理模拟试验是电力系统研究的重要方法。

目前配网自动化全面建设，无论是理论还是实际运行，都存在许多问题，各种配网自动化设备都需要试验、检测，配电系统物理仿真平台就是解决这些问题的重要方法。

北京丹华昊博电力科技有限公司结合杨以涵教授30年小电流接地选线研究心得，率先与华北电力大学合作，建成国家重点试验室——“1:1 10kV高压物理模拟试验室”，又与中国电力科学研究院合作，建成配电系统物理仿真平台——动模测试系统（原型测试系统PRS）。

目前两套系统在配电系统物理仿真平台建设和配电网接地故障模拟试验领域，均处于领先水平。

二、配电系统物理仿真平台
配电系统物理仿真平台能够真实再现电力系统的各种运行工况、能够真实模拟电力系统设备和线路的运行情况，为电力用户提供全方位的培训、仿真、研发平台，为配网自动化设备的检测提供了全新的解决方案。

配电系统物理仿真平台具备的功能主要包括：配电系统参数模拟、配电系统运行数据模拟、配电系统故障模拟、配网自动化设备测试、状态监视、数据采集、图形显示、事件告警、数据统计、录波分析等。

目前，仿真平台主要有3类，分别为380V配电系统物理仿真平台、10kV配电系统物理仿真平台和RTDS数字仿真平台，三种平台的对比如表 1所示。

表 1仿真平台对比表
三、380V配电系统物理仿真平台
1.系统规模
1)实验室要求：长10m，宽4m,面积40m2；
2)实验室分配：独立使用；
3)模拟35kV/10kV变电站1座、主变1台、10kV线路6条，系统如图 1所示；
4)户内柜体式，配置6面柜体，配置后台监控系统，按变电站规范设计，所有操作分远
方和就地，设备布置如图 2所示。

图 1380V配电系统物理仿真平台系统图
2.系统参数
1)系统供电电源：三相、380V、100A、50Hz；
2)系统电压：380V；
3)系统满负荷工作电流：10A；
4)线路短路电流（多匝线圈）：800、1600A；
5)系统容流：10A；
6)PT二次电压：100V；
7)CT二次电流：<=5A；
8)正常状态测量精度0.2级，故障状态测量精度1.0级，具备故障录波功能；
9)系统中性点接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地。

图 2380V配电系统物理仿真平台设备布置图
四、10kV配电系统物理仿真平台
1.系统规模
1)实验室要求：长10m，宽6-8m,面积60-80m2；
2)实验室分配：独立使用；
3)模拟35kV/10kV变电站1座、主变1台、10kV线路3条，系统如图3所示。

2.系统参数
1)系统供电电源：三相、10kV、50A、50Hz；或380V、600A、50Hz；
2)系统电压：10kV；
3)系统容流：10A；
4)正常运行PT二次电压：100V；
5)正常运行CT二次电流：<=5A；
6)正常状态测量精度0.2级，故障状态测量精度1.0级，具备故障录波功能；
7)系统中性点接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻接地。

图 3 10kV配电系统物理仿真平台系统图
五、功能
1)配电系统参数模拟：模拟10kV配电线路，通过集中参数来模拟具有分布参数的线路，
模拟线路的阻抗等。

2)配电系统运行数据模拟：模拟10kV配电线路的正常运行状况，模拟线路的潮流分布，
具体参数包括：电压、电流、功率（有功功率和无功功率）、不平衡度、功率因数等。

3)配电系统故障模拟：模拟10kV配电线路的故障运行状况，包括三相短路故障、两相
短路故障、两相接地短路故障、单相接地故障（金属性接地、电阻接地、弧光接地）。

4)设备测试：模拟系统具备设备测试功能，在线路上预留各种配电自动化设备的安装
接入口，在10kV配电线路的各种工况下，对被试品进行测试，测试的内容包括功能、
性能和技术指标等。

被试品需要的各种信号，可以直接从模拟系统中获取，也可以
通过外接测试设备获取。

5)其他应用：将在测试的配电自动化设备（终端、指示器等）与系统主站组成一个完
整的系统，通过仿真实验室的配电网模型，验证配电网自动化系统主站的高级应用
软件各项功能，包括：状态监视、数据采集、图形显示、事件告警、数据统计、报
表打印等。

六、通讯
图 4 通讯系统图
七、主站
1)远程监控
图 5主站系统远程监控图
2)数据、状态监控
图 6数据、状态监控图3)故障录波分析
图7故障录波分析图。