變電站仿真培訓系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢探討

邱榮鑫

（國網(wǎng)浙江省電力公司培訓中心 310015）

變電站仿真培訓系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢探討

邱榮鑫

（國網(wǎng)浙江省電力公司培訓中心 310015）

一直以來，對于電力系統(tǒng)的運行人員而言，變電站的仿真培訓系統(tǒng)都是重要的培訓工具之一。為了更好的了解變電站的仿真培訓系統(tǒng)，本文在概述變電站仿真培訓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對其發(fā)展趨勢進行了探討，希望能夠?qū)ψ冸娬痉抡媾嘤栂到y(tǒng)有一個更好的了解。

變電站；仿真培訓系統(tǒng)；發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)容量的增加以及規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)中逐漸出現(xiàn)了超高壓大容量變電站以及先進的技術(shù)，并且好包含了諸多自動化裝置。為了滿足正常安全的電力日常生產(chǎn)，對現(xiàn)場的操作人員提出了更高、更專業(yè)的要求。僅僅依靠設(shè)備的安裝人員或者是廠家的現(xiàn)場解說，操作人員是無法對電器設(shè)備的性能以及操作規(guī)程有一個整體的了解，一旦發(fā)生事故，更加無法滿足及時處理故障的需求。作為，變電站仿真培訓系統(tǒng)就發(fā)揮了重要的作用，對于操作人員的日常操作以及對突發(fā)事故的應(yīng)對等方面都有著極大的幫助。

1 變電站仿真培訓系統(tǒng)概述

1.1 基本內(nèi)容

按照系統(tǒng)仿真學的基本原理，系統(tǒng)仿真主要是根據(jù)人類的要求與目的作為其中心，然后根據(jù)人類現(xiàn)有的知識，映射原型系統(tǒng)，從而建立出一個與原系統(tǒng)同構(gòu)或者是相互類似的模型，通過替代來進行實驗。在變電站的仿真系統(tǒng)，原型系統(tǒng)就是實際的被仿真變電站，模型主要是根據(jù)實際的要求構(gòu)建出來的培訓系統(tǒng)，所謂的實驗就是通過這一個培訓環(huán)境，來培訓學員[1]。

在變電站仿真培訓系統(tǒng)建立中，首先需要考慮到模擬變電站原型系統(tǒng)確定。目前，在已經(jīng)開發(fā)的變電站仿真培訓系統(tǒng)，從變電站的被仿真數(shù)量來看，主要包含了單個的變電站仿真系統(tǒng)以及多個仿真系統(tǒng)。多個變電站仿真系統(tǒng)是將本地區(qū)的各個電壓等級典型的接線都綜合了起來，屬于一個虛擬的變電站。

變電站仿真培訓系統(tǒng)模型包含了實體與數(shù)學模型兩個方面。實體模型基本上與變電站實際設(shè)備無明顯差別，數(shù)學模型則是系統(tǒng)模型和仿真模型。系統(tǒng)數(shù)學模型建立需要考慮到條件、規(guī)模、統(tǒng)一性以及靈活等方面，有利于設(shè)計數(shù)值計算程序，盡可能將計算工作量減少。選擇仿真模型，應(yīng)該考慮到誤差的可控制、數(shù)值的高穩(wěn)定性、盡可能節(jié)約內(nèi)存空間、計算量少的算法；通過計算機技術(shù)新成果的吸收，就可以提高仿真的功能，控制造價；利用先進的程序設(shè)計技巧和技術(shù)，有利于仿真軟件可靠性的提高，同時也可以方便調(diào)試維修，擁有友好、直觀的人機界面。

1.2 配置模式

按照變電站的二次控制操作以及保護屏柜實現(xiàn)方式來進行合理的分類，變電站仿真系統(tǒng)包含了硬件屏盤模式、純軟件模式以及真實的保護測控設(shè)備與軟件仿真相互結(jié)合的物理數(shù)字仿真模式。硬件屏盤模式實際上就是變電站主控室的一個復(fù)制品，擁有大量的硬件設(shè)備，工程造價高、占用空間大、維護量大，但是擁有極強的現(xiàn)場感、直觀形象、培訓效果良好。純軟件模式主要是依靠多媒體技術(shù)和計算機圖形圖像，在計算機顯示器上升此案變電站的主控室和以此設(shè)備上，能夠在計算機的屏幕上完成所有操作，系統(tǒng)本身的工程造價低、占用的空間較少，維護工作量少，方便系統(tǒng)的更新升級，但是缺乏現(xiàn)場感，直觀性較弱。真實的保護測控設(shè)備與軟件仿真相互結(jié)合的模型，所采取的是現(xiàn)場監(jiān)控相同的系統(tǒng)和測控裝置，其仿真能夠滿足現(xiàn)場真實度的要求，具備良好的培訓效果。在仿真培訓系統(tǒng)中，選擇造價低的部分設(shè)備作為硬件設(shè)備，價格高的設(shè)備依舊選擇軟件仿真，這樣有利于成本的節(jié)約。

1.3 主要功能

按照仿真對象專業(yè)類別，變電站仿真培訓系統(tǒng)就會劃分出專業(yè)類別的系統(tǒng)仿真。按照日常的運行工作內(nèi)容來看，變電站的仿真培訓系統(tǒng)主要的功能在于調(diào)整變電站運行工況模擬培訓、事故過程的處理以及供電恢復(fù)模擬培訓、正常的倒閘操作模擬培訓、變電站知識學習與技術(shù)回答，并且做好相對應(yīng)的監(jiān)視記錄。另外，在變電站的仿真培訓系統(tǒng)之中還融入了智能培訓這一概念，如學員錯誤的診斷，分析出現(xiàn)錯誤的原因，并且做好及時的糾正；按照學員的學習情況以及實際的水平來合理的控制學習進度，調(diào)整學習內(nèi)容；自動的解決問題，生成學員想要的答案；對學員的學習行為進行評價；自動生成問題，然后做好練習。進行變電站的仿真培訓主要是為了“創(chuàng)建一種模型產(chǎn)生的信息環(huán)境，能夠通過最為自然的一種方式，這樣就可以讓模型的研究者去感知模型的信息，然后對模型信息進行綜合化處理；作為模型的研究者，就需要在這一個實驗環(huán)境氛圍之下，利用自然的方式來操作其模型。”[2]

2 變電站仿真培訓系統(tǒng)應(yīng)用前景

選擇變電站的仿真培訓系統(tǒng)建設(shè)的具體方案，應(yīng)該根據(jù)變電站的仿真培訓系統(tǒng)特點以及現(xiàn)場的實際情況來做出選擇。由于軟仿真培訓系統(tǒng)本身的運行費用低、造價費用低，并且方便擴展、升級以及維護等特點，再加上其功能完善，所以，混合仿真培訓系統(tǒng)相對而言，更具備發(fā)展空間[3]。我們以廣播發(fā)射臺的變電站培訓為例，變電站的仿真培訓系統(tǒng)在其中就實現(xiàn)了各種重要電氣設(shè)備的運行以及對控制系統(tǒng)相應(yīng)的功能，也可以做到對二次設(shè)備配置的模擬，并且也滿足多媒體技仿真技術(shù)和可視化的應(yīng)用，通過信息的轉(zhuǎn)換，就可以將仿真所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化成為可以被感受到的變電站場景，這樣就可以通過圖形、文本、聲音以及動畫等多種多媒體手段，將現(xiàn)場感提高，這也是一個非常好的借鑒。另外，不難看出，變電站仿真培訓系統(tǒng)未來一定會朝著仿真的可靠性、逼真性；系統(tǒng)仿真建模效率；仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)改進這幾個主要的方面不斷的發(fā)展。

3 結(jié)語

隨著信息化、自動化以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站的普及，再加上“有人留守，無人值班”工作模式的推進，對于變電站的設(shè)備維護水平、故障處理提出了更高的要求，所以，對于崗位的培訓就應(yīng)該擁有更好的效果以及更強的針對性，而變電站仿真培訓系統(tǒng)就能夠很好的解決這一問題，所以，變電站仿真培訓系統(tǒng)一定會擁有更為廣闊的發(fā)展空間。

[1]閻光偉，平紅燕.基于虛擬人行為的三維變電站仿真培訓系統(tǒng)[J].電力自動化設(shè)備，2010（07）：121～123.

[2]羅艷娟.電網(wǎng)變電站一體化仿真培訓系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].湖南大學，2013.

[3]董林茂.通用變電站仿真培訓系統(tǒng)的構(gòu)建平臺[D].廈門大學，2008.

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