變電站中仿真系統的運行探析

王媖 鄔俊靚

摘 要：在變電站自動化系統的功能逐漸強大的當今社會，運行人員必須熟練掌握其使用與操作技巧，溫組主要以變電站中仿真系統的運行為研究對象，首先介紹了變電站仿真系統的相關原理，其次對其運行加以分析，最后做出總結，旨在為變電站中仿真系統的相關研究提供參考。

關鍵詞：變電站；仿真系統；運行

對于電力運行人員而言，變電站仿真系統不僅可以還原一個逼真的操作環境，而且能夠增強系統分析的準確性，促進繼電保護校驗，增強系統動態特征性研究等。

1 相關原理

變電站仿真系統的建立目標在于再現一個逼真的變電站系統，其大致階段包括數學模型的建立、數字仿真模型的建立和仿真實驗分析等。借助于多媒體軟件，變電站仿真系統可以多角度地再現其室外設備，每種設備都與實際現場一致。除此之外，系統還能夠模擬刀閘的分合等相關操作，甚至對變電站主控室也可以進行模擬，主要包含保護盤、控制盤、一次接線圖等。在這些模擬項目中，線路電流與功率對應的電壓等級由控制盤顯示；線路保護動作情況由保護盤顯示；線路上不同設備的故障情況可以由一次接線圖設置。

一般情況下，變電站仿真系統包含兩種形式，一種形式是遠程網絡型，另一種是多機網絡型。比如：某兩所高校合作的一套變電站仿真系統就是多機網絡型的，它的硬件組成如圖1所示。

圖1 變電站仿真系統的組成

系統由四臺計算機組成，計算機之間的通信采用10M網線，1號計算機是教師專用機，對設備存在的多種潛在故障可以進行設置。此外，對變電站中控制控制盤、一次接線圖、保護盤及直流系統圖等的變化狀態可以進行觀察。2號計算機是多媒體操作臺，能夠實現對變電室以外的設備運行狀態顯示。3、4號計算機是學員機，通過它們可以對全部變電站的運行情況進行顯示，還能夠進行相關操作。

2 系統運行分析

2.1 通信通道構成

變電站仿真系統由于類型不同，其通信渠道是不一樣的。多機網絡仿真系統由兩個以上的微機構成局域網，通信通道如圖2所示。

圖2 網絡型仿真系統的通信通道

圖2中，四臺工作臺對10Mbit/s的高速局域網絡進行共享，在該局域網內，四臺工作臺通過通信網傳輸的速度較快，2號計算機媒體工作臺將操作快速傳遞給其它三臺機。四臺機通過控制器將信息傳輸到顯示器及投影屏中進行顯示，然后再通過控制器控制四臺機內的信息。

培訓中心是遠程網絡仿真系統內的一個重要組成部分，將教員臺安置在培訓中心，并由專人負責，在各變電站內裝置多內體操作臺及學員臺，這樣學員在工作崗位上就可以接受培訓。其通信通道如圖3所示。圖3中，培訓教師負責操作中心站教員臺，通過光纖通道或微波通道將信息傳輸到各個分站，微波接口采用V.35或G.703方式。

2.2 通信通道分析

通信通道在變電站仿真系統中的應用比較普遍，通信通道的形式也是多種多樣，一般主要包含三種方式：

（1）同軸電纜。采用該方式作為通信通道，電纜內傳輸碼型為雙極性碼，主要的特征是用兩個極性相反、幅度相等的脈沖表示數字消息，具有抗噪性強的特征，適用于無接地傳輸線傳輸。該傳輸的方式的不足之處在于傳輸過程中的損耗比較大，所以適合于短距離傳輸，和光纖傳輸相比，其誤碼率及造價都比較大。（2）微波通道。采用微波通道進行遠程傳輸，其碼型為HDB3或AMI碼。HDB3最大的缺點是編譯碼電路較為復雜，在編碼過程中的難度加大，其優勢在于提取同步信號方面比較簡單，頻帶較窄，低頻成分所占比例非常少；AMI碼的不足之處在與沒有直流成分，優勢是能夠正確判別碼元極性。采用微波通信方式，優勢較為明顯，微波通信的主要特點是傳輸的信息量較大，微波波長較短，微波頻段以直線視距方式傳播電磁波，容易生成高增益天線。如果通信距離比較長，則需要設置中繼站來輔助長距離通信，通信距離越長，需要的中繼站數就越多，這樣才能保證通信的質量，在地形復雜地區進行長距離通信時，需要建造大量的中繼站。和有線通信相比，微波通信具有建站快、成本低等優勢。該通信方式的不足之處在于，微波受氣象因素影響較大，與光纖通信相比，其通信通道的誤碼率及抗干擾性都比較差。（3）光纖通信。采用光纖作為通信通道，其線路碼型主要包含擾碼加插入碼、擾碼加mBnB碼、擾碼加mBnB碼加插入碼。這些碼型能夠對傳輸過程中的誤碼進行監測。采用光纖通信，主要是因為該通信方式的通信容量非常大、傳輸頻帶較寬、傳輸過程中的損耗非常小、中繼距離較長；光纖為非金屬材料，其抗酸堿性、腐蝕性等較強，具有較強的抗磁場干擾能力。所以，在敷設光纜時，對敷設場地的磁場環境或自然條件沒有特殊要求，幾乎在任何環境中或場地下都可以進行敷設，并且通信的質量不會因外部環境的影響而降低，這是光纖通信最大的優勢。采用光纖通信時，信號在光纜內部傳輸，光纜表層將信號與外界隔離，信號只是在光纜內部傳輸，傳輸途中不會受到外界因素的影響，只要光纜沒有受損，信號就不會出現泄漏情況，因此數據信息在傳輸過程中的保密性和安全性非常高。由于光纖傳輸的信號均衡性較好，所以其傳輸的性能優越。與其它傳輸方式相比，該傳輸方式性能最好，且誤碼率及抗干擾性強的特點。不足之處在于光纖通信的工程造價較高。

3 結束語

對于變電站運行和管理的安全性而言，將電力運行監控系統和仿真系統相結合意義重大，在實際應用中，可以根據具體情況選擇不同類型的變電站仿真系統。在選擇變電站仿真系統的時候，尤其要對通信通道的建立方式進行重點選擇，要綜合多種因素，選擇最適宜的通信通道，只有這樣才能在保證信號傳輸質量的同時，有效的地降低成本。

參考文獻

[1]張炳達，吳鵬.智能變電站培訓仿真系統過程層設備研究[J].電源技術，2013，6.

[2]劉君，李博，李慶民，等.武器對抗仿真系統運行可信性評估研究[J].四川兵工學報，2013，3.

作者簡介：王 （1987，6-），女，上海人，本科學歷，助理工程師，研究方向：變電運行。