嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)建設(shè)

董成明，錢 嘯，錢 偉，魏路平

（1.嘉興電力局，浙江 嘉興 314033；2.浙江電力調(diào)度運(yùn)行技術(shù)中心，杭州 310007)

電網(wǎng)調(diào)度實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度、分級管理模式，為提高各級調(diào)度日常業(yè)務(wù)水平及各級調(diào)度間事故處理的綜合協(xié)調(diào)能力，各網(wǎng)省電力公司紛紛開展DTS（Dispatch Training Simulator， 調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)）建設(shè)和應(yīng)用。嘉興電力局在完成嘉興地調(diào)DTS系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)了地縣一體化DTS系統(tǒng)建設(shè)。

1 地縣一體化DTS系統(tǒng)建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)

嘉興電力局地縣一體化DTS系統(tǒng)的服務(wù)器統(tǒng)一放置在地調(diào)機(jī)房內(nèi)，教員機(jī)設(shè)置在地調(diào)調(diào)度室，學(xué)員機(jī)設(shè)在地調(diào)應(yīng)急指揮中心，縣局教/學(xué)員機(jī)統(tǒng)一設(shè)置在縣調(diào)調(diào)度室。地縣一體化DTS系統(tǒng)涉及嘉興地調(diào)和5個(gè)縣調(diào)，所有硬/軟件均按照標(biāo)準(zhǔn)化模式統(tǒng)一配置，系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)解決方案如圖1所示。系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)配置特點(diǎn)如下：

（1）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安裝在地調(diào)，每個(gè)縣調(diào)DTS系統(tǒng)有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫和圖形存儲(chǔ)目錄，且不與地調(diào)DTS系統(tǒng)共享。縣調(diào)通過遠(yuǎn)程終端登錄到相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，采取獨(dú)立數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)模式。

（2）采用客戶/代理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)基于多代理機(jī)制的遠(yuǎn)程互聯(lián)客戶端和Web瀏覽，開發(fā)了遠(yuǎn)程互聯(lián)的客戶端軟件和Web工具，滿足遠(yuǎn)程互聯(lián)和操作的要求。通過權(quán)限管理，可對參與聯(lián)合演習(xí)的用戶設(shè)置不同權(quán)限，實(shí)現(xiàn)不同用戶按不同的權(quán)限對所轄設(shè)備進(jìn)行操作。

（3）采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的快速傳輸和瀏覽。

嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)采用的分布式系統(tǒng)硬件模式及客戶/代理機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)解決方案，為實(shí)現(xiàn)地、縣獨(dú)立和聯(lián)合仿真培訓(xùn)提供了支持。地、縣調(diào)通過各自的服務(wù)器對模型獨(dú)立維護(hù)，同時(shí)又可以借助廣域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)地調(diào)與縣調(diào)之間的信息交互。

圖1 地縣一體化系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)方案

2 地縣一體化DTS系統(tǒng)建模

2.1 技術(shù)路線

為充分發(fā)揮地、縣兩級調(diào)度的力量，嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)建模遵循以下技術(shù)路線：

（1）地縣一體化DTS系統(tǒng)模型采用分布式建模方式，地調(diào)和縣調(diào)獨(dú)立建模、獨(dú)立維護(hù)、獨(dú)立使用，與各自的EMS電網(wǎng)模型保持一致，并實(shí)現(xiàn)上、下級DTS系統(tǒng)中電力系統(tǒng)模型的協(xié)調(diào)。

（2）基于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)建立、拆分和合并模型，保證地、縣電網(wǎng)設(shè)備命名規(guī)則嚴(yán)格一致，地、縣模型一體化形成便捷。

2.2 地、縣調(diào)模型的建立

地、縣調(diào)維護(hù)人員根據(jù)其調(diào)度范圍，建立所轄范圍內(nèi)的變電站及變電站間聯(lián)絡(luò)線的模型。

2.2.1 地、縣調(diào)變電站建模

以110 kV變電站為例，由于調(diào)度管轄范圍的劃分，地調(diào)EMS系統(tǒng)中的110 kV變電站一次接線圖中通常不需要對35 kV及10 kV出線完整建模（如圖2中a所示），而縣調(diào)DTS系統(tǒng)在對其范圍內(nèi)的110 kV變電站建模時(shí)，則需完整包含110 kV變電站的35 kV或10 kV出線的模型（如圖2中b所示），用于生成地縣一體化DTS系統(tǒng)的仿真電網(wǎng)模型，而在地調(diào)EMS系統(tǒng)中該110 kV變電站則用于生成實(shí)時(shí)電網(wǎng)分析計(jì)算模型。

此外，地縣一體化DTS系統(tǒng)均基于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，在地、縣調(diào)EMS系統(tǒng)支持IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可直接從地、縣調(diào)EMS系統(tǒng)中導(dǎo)入一次模型和電網(wǎng)設(shè)備參數(shù)，避免重復(fù)繪圖建模。

圖2 地、縣調(diào)的110 kV變電站建模方式

2.2.2 電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線建模

（1）不包含T接線的聯(lián)絡(luò)線。地、縣調(diào)DTS系統(tǒng)中建立了相關(guān)2個(gè)變電站的完整一次接線圖，聯(lián)絡(luò)線兩端命名一致時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)相互鏈接跳轉(zhuǎn)，自動(dòng)完成建模。

（2）包含T接線的聯(lián)絡(luò)線。地、縣調(diào)DTS系統(tǒng)中建立了相關(guān)多個(gè)變電站的完整一次接線圖，在保證聯(lián)絡(luò)線各端命名一致的基礎(chǔ)上，通過建立中間的“T”接站，實(shí)現(xiàn)各變電站之間的鏈接跳轉(zhuǎn)。如圖3所示，變電站a的110 kV進(jìn)線A11、變電站b的110 kV出線A11和變電站c的110 kV進(jìn)線A11C站T線通過建立中間“T”接站實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)線的建模。

圖3 包含T接線的變電站聯(lián)絡(luò)線

2.2.3 縣調(diào)緩沖網(wǎng)的生成

為了提高縣調(diào)獨(dú)立仿真培訓(xùn)的精度，根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇部分省調(diào)和地調(diào)管轄范圍內(nèi)的設(shè)備作為其緩沖網(wǎng)，縣調(diào)緩沖網(wǎng)通過直接從地調(diào)導(dǎo)出模型生成。

2.3 地縣一體化模型的生成

地縣一體化DTS系統(tǒng)模型是以地調(diào)EMS模型為基礎(chǔ)，包含地調(diào)電網(wǎng)范圍內(nèi)的500 kV和220 kV變電站以及縣調(diào)遠(yuǎn)程維護(hù)的110 kV變電站（低壓出線完整建模）、35 kV變電站。該模型可用于縣調(diào)單獨(dú)培訓(xùn)，地、縣調(diào)聯(lián)合仿真培訓(xùn)以及省、地、縣聯(lián)合仿真培訓(xùn)。

根據(jù)DTS系統(tǒng)建模的技術(shù)路線，地調(diào)和縣調(diào)DTS系統(tǒng)都基于IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出DTS仿真模型，通過模型拆分和拼接，實(shí)現(xiàn)模型拼接與重構(gòu)。此過程由系統(tǒng)自動(dòng)完成撥冗，生成地縣一體化模型。以縣調(diào)DTS系統(tǒng)合并至地調(diào)DTS系統(tǒng)為例，合并時(shí)，以地調(diào)DTS系統(tǒng)110 kV變電站110 kV進(jìn)線為合并點(diǎn)，地調(diào)自動(dòng)拆除合并點(diǎn)以下部分，縣調(diào)自動(dòng)拆除合并點(diǎn)以上緩沖等值網(wǎng)，然后完成一次模型合并和二次模型的自動(dòng)生成。

合并具有雙向性，既可以自由選擇一個(gè)或多個(gè)縣調(diào)電網(wǎng)模型拼接到地調(diào)DTS電網(wǎng)模型中，從而構(gòu)成地縣一體化電網(wǎng)模型；也可以把地調(diào)模型拼接到縣調(diào)電網(wǎng)中作為外網(wǎng)，以提高縣調(diào)DTS系統(tǒng)的仿真計(jì)算精度。

3 地縣一體化DTS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入模式

嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)采取基于SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入模式，其原理如圖4所示。在該模式下，嘉興地調(diào)和各縣調(diào)SCADA/EMS系統(tǒng)將模型、圖形和數(shù)據(jù)文件通過各自數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接口，以E文件的形式統(tǒng)一傳輸?shù)较鄳?yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器中，嘉興DTS系統(tǒng)和縣局DTS系統(tǒng)可以從各自和對方服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立仿真及地縣一體化仿真時(shí)DTS初始斷面數(shù)據(jù)的獲取。

4 地縣一體化DTS系統(tǒng)仿真模式設(shè)計(jì)

結(jié)合分布式建模的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮3種仿真模式：地縣調(diào)獨(dú)立仿真，地縣調(diào)一體化聯(lián)合仿真，以及省、地、縣多級聯(lián)合培訓(xùn)仿真。

4.1 地縣調(diào)獨(dú)立仿真培訓(xùn)

地縣調(diào)獨(dú)立仿真培訓(xùn)模式下，地、縣的電網(wǎng)模型分別運(yùn)行在地、縣調(diào)的DTS服務(wù)器上，教員、學(xué)員分別通過教員臺(tái)、學(xué)員臺(tái)登錄到各自DTS系統(tǒng)的仿真服務(wù)器上進(jìn)行仿真培訓(xùn)。在縣調(diào)獨(dú)立仿真時(shí)，地調(diào)電網(wǎng)模型可作為縣調(diào)的外部電網(wǎng)，完整參與仿真計(jì)算，精確模擬地調(diào)電網(wǎng)對縣調(diào)電網(wǎng)各種操作的響應(yīng)和影響。

4.2 地縣調(diào)一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)

圖4 嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入模式

地縣調(diào)一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)模式下，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，縣調(diào)DTS系統(tǒng)將縣調(diào)建模的電網(wǎng)模型和圖形以CIM模型和SVG圖形的方式上傳到地調(diào)DTS系統(tǒng)中，由地調(diào)DTS系統(tǒng)進(jìn)行模型合并，生成地縣一體化DTS模型，該模型在地調(diào)DTS系統(tǒng)的教員機(jī)上運(yùn)行，縣調(diào)參演人員通過安全Ⅱ區(qū)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)登錄到地調(diào)DTS系統(tǒng)的電力系統(tǒng)模型上，進(jìn)行地縣調(diào)一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)。

在聯(lián)合仿真培訓(xùn)過程中，地縣一體化聯(lián)合電網(wǎng)仿真模型由地調(diào)教員統(tǒng)一協(xié)調(diào)，并負(fù)責(zé)聯(lián)合演習(xí)初始教案的制作，完成聯(lián)合仿真過程中的地調(diào)管轄設(shè)備的操作。同時(shí)在縣調(diào)設(shè)置遠(yuǎn)程縣調(diào)分教員臺(tái)，由縣調(diào)分教員自行設(shè)置縣調(diào)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，并可完成聯(lián)合演習(xí)中縣調(diào)管轄設(shè)備的操作。通過權(quán)限設(shè)定，參與仿真培訓(xùn)的地、縣調(diào)學(xué)員僅能看到自己管轄區(qū)域的電網(wǎng)一次接線圖形和系統(tǒng)報(bào)警信息，操作管轄范圍內(nèi)的設(shè)備。

在聯(lián)合仿真培訓(xùn)中，地調(diào)學(xué)員和縣調(diào)學(xué)員借助模擬調(diào)度電話系統(tǒng)，進(jìn)行上、下級的協(xié)調(diào)操作演練。

4.3 省、地、縣多級聯(lián)合培訓(xùn)仿真

在生成地縣一體化DTS系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，地調(diào)DTS系統(tǒng)同時(shí)下載省調(diào)DTS系統(tǒng)電網(wǎng)模型，采用自定義緩沖網(wǎng)的方法，從省調(diào)系統(tǒng)中獲取與地調(diào)系統(tǒng)聯(lián)系緊密的部分電網(wǎng)模型，將其作為外部緩沖網(wǎng)加入到地調(diào)的仿真模型中。

在教案生成時(shí)，通過省地教案匹配工具，自動(dòng)獲取省調(diào)DTS系統(tǒng)各220 kV主變壓器出線潮流，并自動(dòng)匹配到本地區(qū)電網(wǎng)的實(shí)際變電站。

在仿真過程中，通過省地DTS系統(tǒng)的分解協(xié)調(diào)計(jì)算來實(shí)現(xiàn)省地DTS系統(tǒng)的聯(lián)合培訓(xùn)仿真?？h調(diào)通過遠(yuǎn)程客戶端的方式登錄到地調(diào)DTS系統(tǒng)，完成相應(yīng)的操作和設(shè)置。

5 結(jié)語

嘉興地縣一體化DTS系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了地、縣調(diào)電網(wǎng)一次和二次模型的智能重構(gòu)，滿足了省、地、縣多級電網(wǎng)聯(lián)合仿真培訓(xùn)的技術(shù)要求。系統(tǒng)建設(shè)完成后已成功應(yīng)用于嘉興地縣電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)以及聯(lián)合反事故演習(xí)，提升了調(diào)度員業(yè)務(wù)水平和事故處理的綜合協(xié)調(diào)能力。

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