電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

鄺東海 朱帥 時(shí)佳伶 杜健 李榮明 王炎軍

摘 要 本文針對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度仿真與監(jiān)控培訓(xùn)系統(tǒng)的缺陷進(jìn)行闡述，然后針對(duì)這些缺陷提出了一種全新電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。并且從過(guò)程式仿真和調(diào)控一體這兩個(gè)方面，對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。同時(shí)本文對(duì)該系統(tǒng)建成后的培訓(xùn)工作進(jìn)行了闡述。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)調(diào)控 一體化 仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

1 傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度仿真與培訓(xùn)系統(tǒng)的缺陷

（1）傳統(tǒng)的調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)通常是“斷面式“的仿真系統(tǒng)或者在啟動(dòng)后簡(jiǎn)單讀取部分負(fù)荷曲線，這樣一來(lái)容易導(dǎo)致負(fù)荷曲線和發(fā)電的曲線無(wú)法完全匹配，因此，為保證發(fā)電和供電的平衡，啟動(dòng)之后仍然需要人工進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還需要考慮安全方面的約束，這些都需要通過(guò)人工來(lái)完成。而電網(wǎng)的生產(chǎn)實(shí)際要求在電網(wǎng)正常運(yùn)行或者是故障狀態(tài)下，不管是電網(wǎng)狀態(tài)還是安全約束都需要自動(dòng)完成，傳統(tǒng)的調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)無(wú)法滿足這樣的要求。

（2）傳統(tǒng)的調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)和監(jiān)控仿真系統(tǒng)沒(méi)有統(tǒng)一的電網(wǎng)模型以及數(shù)據(jù)計(jì)算模型，無(wú)法適用于“過(guò)程式”詳細(xì)仿真。

（3）傳統(tǒng)的監(jiān)控仿真系統(tǒng)一次僅能培訓(xùn)2-3名調(diào)度員，并且僅僅適用于調(diào)度員的事故演習(xí)培訓(xùn)。

鑒于傳統(tǒng)的監(jiān)控仿真系統(tǒng)存在著以上缺陷，并不能滿足當(dāng)前體系中的培訓(xùn)需求，因此，本文對(duì)一種新型的電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行闡述，并介紹其設(shè)計(jì)思路。

2 新的電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)介紹

主要從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮。

2.1 硬件方面

在新型的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中服務(wù)器集中部署，而用戶的終端則分布放置，這樣的部署既可以保證各單位的就地培訓(xùn)以及在培訓(xùn)中心集中培訓(xùn)的需求，又能保證較為方便的獲取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，從而使得運(yùn)行維護(hù)工作集中進(jìn)行。

新型的電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）得以實(shí)現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控一體化仿真，模擬各個(gè)場(chǎng)站的監(jiān)控信號(hào)的產(chǎn)生、觸發(fā)、優(yōu)化和報(bào)警等操作，進(jìn)而對(duì)操作人員進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)。

（2）具有多樣化的培訓(xùn)方式，也就是說(shuō)既能夠進(jìn)行集中的培訓(xùn)，也能夠進(jìn)行獨(dú)立的培訓(xùn)，系統(tǒng)維護(hù)也能方便進(jìn)行。

（3）可以采用統(tǒng)一的系統(tǒng)模型保證聯(lián)合演習(xí)的進(jìn)行，通過(guò)系統(tǒng)的集中計(jì)算能夠保證各終端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、有功和無(wú)功的潮流計(jì)算結(jié)果以及開(kāi)關(guān)的位置保持一致。

2.2 軟件方面

在進(jìn)行系統(tǒng)軟件方面的架構(gòu)時(shí)，重點(diǎn)考慮三個(gè)方面：

（1）要保證調(diào)度和監(jiān)控仿真環(huán)境的一致性；

（2）調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)和監(jiān)控站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的潮流數(shù)據(jù)二次信號(hào)數(shù)據(jù)間要保持信息交互；

（3）系統(tǒng)要適應(yīng)聯(lián)合培訓(xùn)和獨(dú)立培訓(xùn)多種方式。

系統(tǒng)軟件方面的架構(gòu)如圖1所示。

在以上的架構(gòu)系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)是其核心部分，與傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)控仿真系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)進(jìn)行了兩個(gè)方面的變化：一個(gè)是電網(wǎng)的統(tǒng)一建模的變化，對(duì)電網(wǎng)潮流統(tǒng)一仿真計(jì)算；第二個(gè)是對(duì)調(diào)度、監(jiān)控信息實(shí)現(xiàn)交互的效果，該效果是基于二次設(shè)備原子的統(tǒng)一的二次信號(hào)仿真模型。一個(gè)設(shè)備原子可代表屬性較為相似的一類操作對(duì)象，根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)庫(kù)以及保護(hù)節(jié)點(diǎn)表的定義可以抽象出相應(yīng)的二次設(shè)備原子，然后進(jìn)一步細(xì)化分類便可將設(shè)備分化成為不同的二次設(shè)備原子。

3 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

3.1 調(diào)控一體化自動(dòng)建模

仿真過(guò)程中必須擁有相同的電網(wǎng)模型才能保證電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的聯(lián)合培訓(xùn)。目前可通過(guò)與能量管理系統(tǒng)集成，建立起完整的電網(wǎng)模型，然后再實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體化的仿真自動(dòng)建模。

3.2 二次信號(hào)仿真

二次設(shè)備的仿真是監(jiān)控仿真內(nèi)容中的一個(gè)難點(diǎn)，在反事故演習(xí)的過(guò)程中，變電運(yùn)行人員非常依賴于二次信號(hào)，它們是對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的運(yùn)行情況判斷的重要依據(jù)。二次設(shè)備的仿真方法較多，舉例說(shuō)明的話，包括物理仿真（基于時(shí)機(jī)設(shè)備）、數(shù)字仿真（基于邏輯規(guī)則）以及虛擬儀表技術(shù)的應(yīng)用等。

4 結(jié)語(yǔ)

本文提出的電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)具有一系列的特色功能?？偨Y(jié)起來(lái)有如下幾個(gè)特點(diǎn)。

（1）調(diào)控一體。實(shí)現(xiàn)調(diào)度和監(jiān)控的一體化設(shè)計(jì)，潮流和信號(hào)的同步仿真，從而保證能夠適應(yīng)大運(yùn)行體系的建設(shè)。

（2）調(diào)控統(tǒng)一建模，電網(wǎng)模型的建立和更新實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而不需要在通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）真實(shí)性，仿真生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境，保證培訓(xùn)過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程的高度一致性，從而保證培訓(xùn)人員在培訓(xùn)中學(xué)習(xí)到的技術(shù)手段能夠直接應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)中。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)度、監(jiān)控的互聯(lián)和仿真，實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)各級(jí)都能參與的反事故演習(xí)，提高了調(diào)控人員快速的決策和協(xié)調(diào)處理事故的能力，在實(shí)際的應(yīng)用中可以進(jìn)一步的完善升級(jí)，已達(dá)到更好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]劉健，謝旭，牛四清等.電網(wǎng)調(diào)控仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37（13）：127-131.

[2]王虎，謝江，王鵬等.一種電網(wǎng)調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法[J].華東電力，2014，42（03）：567-572.

作者簡(jiǎn)介

鄺東海（1971-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。工程師。畢業(yè)于華南理工大學(xué)電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)，長(zhǎng)期從事變電運(yùn)行及培訓(xùn)工作。

作者單位

1.廣州供電局有限公司培訓(xùn)與評(píng)價(jià)中心 廣東省廣州市 510660

2.北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司 北京市 100192