監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)功能及測試方案

李 兵

（大同電力高級技工學校，山西 大同 037039）

監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)功能及測試方案

李 兵

（大同電力高級技工學校，山西 大同 037039）

文章對監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)進行了簡略介紹，同時為保證系統(tǒng)功能的完整性，論證了系統(tǒng)詳細測試的必要性，重點闡述了系統(tǒng)的測試方案。希望能對相近系統(tǒng)的測試工作有所幫助。

遠程培訓；仿真模型；變電站自動化；測試方案

隨著電力設備及科技的迅猛發(fā)展，我國各電壓等級變電站已經實現(xiàn)綜合自動化。所謂變電站綜合自動化就是自動化技術、計算機技術、信號處理技術、通信技術和現(xiàn)代電力電子技術在變電站領域的綜合應用。從而實現(xiàn)對變電站的自動監(jiān)視、測量和控制功能，具體說就是實現(xiàn)了“遙控”、“遙調”、“遙信”、“遙測”、“遙視”等五遙功能。變電站已經實現(xiàn)無人值班及集控站管理模式。缺乏集控站運行經驗的運行人員走上監(jiān)控中心的運行維護工作崗位，可能無法為監(jiān)控中心安全運行提供切實有力的保證。對運行人員進行集控站運行相關知識的培訓是非常必要的。

為滿足電網新型運行模式下電網安全運行培訓服務的目標要求，在2007年由山西省電力公司批準，“監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)”作為當年的科技項目而立項。在監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)上，根據變電站集控運行、繼電保護及自動化專業(yè)崗位的培訓要求，又構建一套“網絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)”作為輔助教學培訓系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)介紹

1.1 監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)

“網絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)”，是配合山西電網發(fā)展的需要而設計開發(fā)的集“調度、監(jiān)控中心、變電站聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)”、“網絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)”（多媒體培訓系統(tǒng)）為一體的仿真培訓系統(tǒng)?！罢{度、監(jiān)控中心、變電站聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)”全面再現(xiàn)電網的生產過程，完整逼真的模擬各種現(xiàn)象、參數(shù)狀態(tài)變化，實時反映電網、變電站集中監(jiān)控中心和變電站之間相互作用、相互影響的關系?！熬W絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)”用現(xiàn)有的多種多媒體的表現(xiàn)手法對集控站運行、繼電保護、自動化等相關理論知識、標準作業(yè)流程進行全面的培訓，利用仿真培訓系統(tǒng)進行自評練習和訓練，并用全三維的交互式、過關式的實操方法實施闖關考核，更進一步加強了相關知識的學習?？傊?，整個系統(tǒng)采用了仿真技術與多媒體培訓一體化解決方案，它不僅為電網運行人員提供了逼真現(xiàn)場的綜合培訓平臺，而且依托仿真系統(tǒng)開發(fā)了對集控站運行、繼電保護、自動化專業(yè)多媒體培訓系統(tǒng)，既加強了整個系統(tǒng)的培訓功能和實用性，又大大減輕了教員的教學負擔，有利于學員更深、更全面的個人專業(yè)知識和崗位的培養(yǎng)。

1.2 監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)仿真對象和范圍

監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)詳細仿真了包括監(jiān)控中心、兩座220 kV綜合自動化、兩座110 kV綜合自動化變電站，同時對山西電網進行了完整的仿真。

詳細仿真變電站的仿真范圍包括變電站的所有一次設備、主控制室監(jiān)控系統(tǒng)仿真、五防系統(tǒng)仿真、交直流系統(tǒng)的仿真、變電站綜合自動化系統(tǒng)的仿真、遙視仿真、安全用具仿真、消防系統(tǒng)仿真等。

1.3 網絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)

網絡化變電運行、繼電保護及自動化培訓系統(tǒng)在監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)基礎上，利用多種表現(xiàn)手法對集控站（變電站）運行、繼電保護、自動化等相關理論知識、標準作業(yè)流程、事故案例的詳細分析及處理進行全面的講解。利用仿真培訓系統(tǒng)進行自評練習和訓練，并用全三維的交互式、過關式的實操方法實施闖關考核。

系統(tǒng)重要特點是采用WEB技術的B/S和C/S結構所設計，可以放在網絡上進行運行。電力公司具備完整統(tǒng)一的計算機通信網，網絡覆蓋了從省電力公司直至各縣支公司。實現(xiàn)了遠程培訓，運行人員可在自己的工作崗位上接受教師遠程教學與答疑。

1.4 系統(tǒng)的應用功能

（1）培訓基本的運行技能。對新運行人員進行上崗培訓，對老運行人員進行在崗及驗證培訓，使其熟悉電網結構、運行方式、電網潮流、綜自系統(tǒng)以及一、二次設備，掌握運行規(guī)程及運行操作技能。

（2）事故分析及處理的培訓?？蛇M行系統(tǒng)和設備各種異常、故障的分析及處理培訓。通過仿真訓練可以使運行人員了解各種事故發(fā)生的現(xiàn)象、原因及變化過程，總結積累處理經驗，增強他們事故處理的自信心。

（3）一、二次設備正常和特殊巡視訓練。通過一、二次設備三維交互式漫游巡視系統(tǒng)，實現(xiàn)一、二次設備的三維重現(xiàn)，富有直觀性、形象性，有助于運行人員熟悉了解現(xiàn)場情況，更好地訓練巡視技能。

（4）對于管理人員進行電網及監(jiān)控中心、變電站運行的概念性培訓。管理人員通過培訓可以了解電網及監(jiān)控中心、變電站的現(xiàn)狀、運行方式、操作規(guī)程及電網和監(jiān)控中心、變電站運行的特性。

（5）聯(lián)合反事故演習功能。本系統(tǒng)可用于研究電網和監(jiān)控中心、變電站特點，對薄弱環(huán)節(jié)做好事故預想工作，完善各種事故應對方案，從而提高事故情況下的應對能力，克服以往反事故演習紙上談兵的局限性。仿真電網設置的常見事故及復雜事故發(fā)生后，將引起繼電保護的連鎖動作和電網潮流的變化，并顯示越限設備的報警提示，對此研究后可以總結事故處理經驗，制訂出合理的事故處理預案。做到事前有分析，事后有反饋，切實提高電網安全運行能力。

2 系統(tǒng)測試方案

仿真培訓系統(tǒng)是否能真實再現(xiàn)現(xiàn)場實際情況，在對變電站（集控站）值班員的實際培訓中是至關重要的。要保證仿真培訓系統(tǒng)符合實時的實際生產情況，就必須在系統(tǒng)測試前，具備完整、正確的測試方案。這樣在系統(tǒng)測試中才不會有漏項、錯項，最終導致系統(tǒng)在投運后出現(xiàn)各種問題而不能滿足培訓的需要。

相關技術人員對測試方案必須精心編制。

下面是監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)詳細的測試方案：

2.1 培訓模式功能測試

（1）測試系統(tǒng)是否能設置“調度中心－變電站聯(lián)合仿真培訓模式”。

（2）測試系統(tǒng)是否能設置為“調度員獨立仿真培訓模式”。

（3）測試系統(tǒng)是否能設置為“變電站集中監(jiān)控（含變電站）單獨仿真培訓模式”。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)仿真界面測試

（1）測試所仿真的各種監(jiān)控系統(tǒng)界面（RCS9 700、NS2 000、PS6 000、IES500、OPEN3 000）的完整性。

（2）測試所仿真的各種監(jiān)控系統(tǒng)界面的功能：①“五遙”功能測試。即遙控、遙調、遙測、遙信及遙視功能測試。②異常及故障信息傳送測試。③掛牌功能測試。

2.3 教員功能測試

（1）初始運行方式設定。

（2）培訓進程控制。

（3）教案管理。

（4）培訓評估。

2.4 變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)仿真測試項目

具體項目有：開關遙控操作，變壓器遙調操作，遙測值監(jiān)視，事故報警，全部對位，置刪標志牌，畫面索引窗，曲線顯示，棒圖顯示，廠站單線圖畫面顯示，導航圖，畫面縮放、畫面漫游、畫面調用畫面打印，系統(tǒng)主控條畫面，報警查詢，廠站日報表。

2.5 電網仿真模型測試項目

見表1。

2.6 變電站一二次設備仿真模型測試項目

具體項目有：開關分合、刀閘分合、變壓器分接頭調節(jié)、保護壓板的操作、保護設備液晶屏的顯示操作、保護投停、自動重合閘方式的切換、電壓互感器的切換、音響解除、信號復歸、交、直流系統(tǒng)操作、驗電和掛接地線、故障錄波圖的查看等。

2.7 變電站一次設備巡視檢查測試項目

具備巡視功能的設備包括斷路器、隔離開關、接地刀閘、變壓器、電容器、避雷器、電流互感器的所有一次設備。不同電氣設備巡視檢查項目不盡相同。

2.8 仿真培訓系統(tǒng)正常操作測試項目

在測試前應編制經審核而完整準確的操作票，正常操作項目應包含：斷路器、線路、變壓器、母線、電抗器等設備由運行轉檢修及由檢修轉運行的倒閘操作。通過倒閘操作測試發(fā)現(xiàn)問題。

3 結束語

測試工作非常繁雜、費時。以下是筆者在多年各種仿真系統(tǒng)測試中總結出的一些經驗。

（1）系統(tǒng)測試大綱及方案必須由開發(fā)廠商提供，再由用戶對方案進行審核進行必要的增補、刪減與修改，最后召開現(xiàn)場專家審核會而最終確定測試方案。測試方案一經確定最好不要進行大的改動，如改動過多前期進行的測試工作可能無效而重新返工，因為系統(tǒng)中各子系統(tǒng)間是有機整體，前后相關聯(lián)，牽一發(fā)而動全身。編制及審核測試方案時一定要有整體的概念。

表1 電網仿真模型測試項目

表2

（2）測試過程中不能放過任何問題。比如某測試項目經多次測試確認有錯，一定要認真對待，作詳細記錄，在廠家修改后重新再進行此項目的測試。

（3）認真細致的測試一定要分階段進行。在每個階段測試組將發(fā)現(xiàn)的問題匯總，并及時提交給系統(tǒng)開發(fā)廠家負責人，要求其在一定期限內完成現(xiàn)有問題的改正。這樣做的目的有：一是可以使問題得到及時解決。二是現(xiàn)存的問題非常有可能影響到后面項目的測試而使進程停滯。

（4）監(jiān)控中心仿真培訓系統(tǒng)的測試必須包含各子系統(tǒng)的相對獨立測試過程，更應有各子系統(tǒng)聯(lián)合調試過程。因為在測試過程中會出現(xiàn)某測試項目在獨立子系統(tǒng)中測試正確，但在聯(lián)合調試中出現(xiàn)問題的情況。

（5）系統(tǒng)測試組應由培訓教師（教學使用者）、現(xiàn)場專家、生產廠家技術人員共同組成，使得測試既不會脫離現(xiàn)場實際，又可滿足教培的需要，同時問題可得到及時解決。

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