220 kV智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研究分析和運(yùn)用效果研究

武劍

摘 要 伴隨智能變電站的大量投運(yùn)，相關(guān)部門(mén)為了達(dá)到智能變電站的正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了220 kV的智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。220 kV智能變電站中的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)主要是利用純軟件將智能變電站呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，且在常規(guī)的變電仿真系統(tǒng)功能基礎(chǔ)上對(duì)智能設(shè)施的監(jiān)測(cè)功能、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸、工作原理進(jìn)行模擬。本文主要對(duì)220 kV智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，為該系統(tǒng)的有效運(yùn)用奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 220 kV；智能變電站；仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；運(yùn)用效果

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）19-0110-01

智能變電站是集低碳環(huán)保、可靠、先進(jìn)為一體的一種智能設(shè)施，其基本要求是通信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化且對(duì)信息進(jìn)行共享。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)具有一定的特殊性，且電力生產(chǎn)和電力的消費(fèi)具有瞬時(shí)性、同時(shí)性，變電站的運(yùn)行人員在日常的工作中難以在運(yùn)行設(shè)備上展開(kāi)訓(xùn)練，無(wú)法把運(yùn)行系統(tǒng)作為試驗(yàn)品。因此，可以通過(guò)變電站中的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)來(lái)建立一個(gè)和變電站的具體運(yùn)行狀況一樣的仿真變電站，讓運(yùn)行人員在仿真變電站中進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，使運(yùn)行人員的實(shí)際操作能力得到

提升。

1 分析仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

220 kV智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中的軟件主要包括：仿真支撐系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的計(jì)算模型、教員軟件功能。其中，仿真支撐系統(tǒng)是仿真系統(tǒng)中的管理、控制中樞，且將仿真培訓(xùn)、仿真開(kāi)發(fā)、仿真管理集于一體。仿真支撐系統(tǒng)軟件主要是對(duì)系統(tǒng)配置、通信、應(yīng)用程序接口、數(shù)據(jù)的分布、仿真時(shí)間、權(quán)限進(jìn)行管理，其支持多個(gè)用戶調(diào)試、建立、運(yùn)行、修改。仿真支撐系統(tǒng)在模塊化的建模中，是依據(jù)仿真設(shè)施的工作原理與物理規(guī)律構(gòu)成一個(gè)抽象的模型，且主要是通過(guò)具體的輸入、系統(tǒng)配置、輸出來(lái)對(duì)模塊進(jìn)行建立，再根據(jù)物質(zhì)的流向、信息流法控制把這些模塊全部連接在一起。另外，仿真支撐系統(tǒng)還為仿真培訓(xùn)提供了較強(qiáng)的培訓(xùn)功能[1]。

2 智能變電站中仿真系統(tǒng)的創(chuàng)新

智能變電站和常規(guī)的變電站對(duì)比，前者在運(yùn)行管理方面實(shí)現(xiàn)了智能化。智能變電站中強(qiáng)調(diào)的是全站通信平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化、信息的數(shù)字化、結(jié)構(gòu)的緊湊化、信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化及系統(tǒng)功能的集成化。且智能變電站還具有易維護(hù)、易升級(jí)、易擴(kuò)展、易改造等技術(shù)特點(diǎn)。因此，為了與智能變電站發(fā)展相適應(yīng)，必須對(duì)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新。

2.1 智能變電站的網(wǎng)絡(luò)仿真

網(wǎng)絡(luò)是智能變電站中的關(guān)鍵組成部分之一，其是IED對(duì)信息進(jìn)行采集、進(jìn)行交換的重要通道。根據(jù)智能變電站中設(shè)備的分層可以將網(wǎng)絡(luò)劃分為：間隔層、過(guò)程層、站控層。過(guò)程層、間隔層網(wǎng)絡(luò)是由傳輸電壓、電流及對(duì)信息進(jìn)行采集的SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)共同組成，并且GOOSE網(wǎng)與SV網(wǎng)二者間是彼此獨(dú)立的。而站控層是通過(guò)二次設(shè)備給監(jiān)控的后臺(tái)傳遞信息最主要的一條通道。網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)的功能；在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸功能中，傳輸數(shù)據(jù)的方式是直接采集和輸出、網(wǎng)絡(luò)采集和輸出，在這兩種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞街校叨急仨毦邆渫瑯拥臄?shù)據(jù)格式。采集、交換信息的主通道就是網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)是否完好直接影響著信息傳輸?shù)目煽啃浴?zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性。在220 kV智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)包括GOOSE網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、SV網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)[2]。前者的原理主要是數(shù)據(jù)源端、接收端相互監(jiān)測(cè)，而SV網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)原理則是通過(guò)數(shù)據(jù)的接收端對(duì)數(shù)據(jù)源端進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)數(shù)據(jù)的品質(zhì)位為非零時(shí)，再發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)。

2.2 仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中一鍵順控的仿真

一鍵順控指的是利用自動(dòng)化系統(tǒng)中單個(gè)的操作命令，參照預(yù)先設(shè)定的五防閉鎖原則和操作邏輯，按照具體規(guī)則自動(dòng)完成隔離開(kāi)關(guān)、斷路器的一系列操作，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改變，使變電站中電氣設(shè)備的運(yùn)行、檢修、冷備用、熱備用等狀態(tài)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的轉(zhuǎn)換。且220 kV智能變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中的一鍵順控不需要人工進(jìn)行操作，使操作的效率得到大大的提升，還降低了誤操作風(fēng)險(xiǎn)，減少操作的具體時(shí)間。在變電站中出現(xiàn)增容、擴(kuò)建等一些變化時(shí)，可以采用一鍵順控仿真及時(shí)增加、修改新的順控操作，且還方便后期維護(hù)、修改工作的順利進(jìn)行。

2.3 仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中智能告警的仿真

在變電站出現(xiàn)異常或者發(fā)生事故時(shí)，以往的處理過(guò)程主要由運(yùn)行人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況、自身經(jīng)驗(yàn)、操作規(guī)程來(lái)對(duì)事故進(jìn)行判斷、處理，在這樣的事故處理模式中，要求值班員必須熟悉變電設(shè)備運(yùn)行的具體要求、運(yùn)行規(guī)程、操作規(guī)范，且需要較長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)事故、異常原因進(jìn)行判斷、分析。因此，變電站應(yīng)建立一個(gè)智能警報(bào)系統(tǒng)，使其遇到故障時(shí)自動(dòng)做出警告，同時(shí)由該系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)故障進(jìn)行判斷，使變電站的運(yùn)行安全得到保證[3]。

3 220 kV智能變電站中仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的功能

220 kV智能變電站中仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的硬件是由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)是安裝相應(yīng)的仿真支撐系統(tǒng)軟件，而另一臺(tái)則安裝就地系統(tǒng)軟件、智能化的保護(hù)系統(tǒng)軟件、信息一體化的平臺(tái)軟件，利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)相連且完成數(shù)據(jù)的交互。220 kV智能變電站中仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的功能主要有設(shè)備巡視、正常操作、對(duì)事故進(jìn)行演習(xí)和處理等。設(shè)備巡視用于學(xué)員對(duì)設(shè)備的缺陷、異常進(jìn)行查找，能夠?qū)ψ冸娬局械母鞣N設(shè)備異常情況進(jìn)行模仿。正常操作可以根據(jù)信息一體化的平臺(tái)來(lái)學(xué)習(xí)修改、開(kāi)取操作票等操作，也可以對(duì)智能變電站中一鍵順控的操作功能進(jìn)行學(xué)習(xí)。事故演習(xí)與處理主要運(yùn)用在學(xué)員對(duì)事故的處理、判斷中。

4 結(jié)束語(yǔ)

220 kV智能變電站中的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是通過(guò)純軟件來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備進(jìn)行操作，使智能變電站的場(chǎng)景得以真實(shí)再現(xiàn)；該系統(tǒng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，仿真范圍比較廣泛、功能十分完善、效果非常逼真。可以將其用作培訓(xùn)的平臺(tái)，使運(yùn)行人員對(duì)智能變電站的新技術(shù)、新知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)行人員的專業(yè)素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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[3]李秋燕，張洪波，姚峰.500 kV多站聯(lián)合變電仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].電氣技術(shù)，2011，24（9）：29-32.endprint