智能電網全過程仿真反事故演練輔助平臺設計與應用

湖南汽車工程職業學院 李 曉

智能電網全過程仿真反事故演練輔助平臺設計與應用

湖南汽車工程職業學院 李 曉

本文介紹了基于調控仿真系統的智能電網全過程仿真反事故演練輔助平臺的功能與設計，分析了事件表模塊功能與教學策略的應用，提出輔助操作平臺與調控一體仿真培訓系統結合的方法，可實現調度、監控、變電運行學員完整業務流程的操作培訓，讓培訓過程更與實際業務流程更為接近，能讓受訓學員得到更為完整充分的培訓，大大提高培訓效果。

反事故演練；輔助教學；電網仿真

一、前言

目前，國內外已有一些電網和變電站監控一體的聯合仿真培訓系統，但并沒有完整地考慮多級多地域調控中心進行電網調控運行全仿真培訓。另外，在對調度員、監控員的培訓中，仿真培訓系統可以實現事故的控制、隔離等操作，但無法實現與變電運行人員的互動操作，例如，通知現場檢查，得到現場的處理信息、結果反饋等。

針對上述情況，為了能在反事故演練中達到一個更好的培訓效果，在使用調控一體化仿真培訓系統給調控員培訓時，考慮設計一種簡單便利的輔助系統平臺，讓受訓學員還能夠開展電網相關專業聯絡反饋業務的演練。

二、設計內容

基于調控仿真系統的智能電網全過程反事故演練輔助平臺旨在實現電網運行人員業務流程完整的培訓和考核。輔助系統與仿真平臺的結合，可以使學員在培訓考核過程中，不僅可以在仿真系統進行自己專業的業務操作培訓，還可通過輔助系統模擬與其他單位的互動，實現整個業務流程的完整培訓。同時，系統集成的遠程通信端口可方便中心對全省偏遠地區調控和變電運行人員開展差異化專項技術技能培訓業務，從而有效解決現有技術不能適應全省各地市、縣和配調班組人員就地化、多模式的調度與監控一體化仿真培訓，調控人員在不同區域通過遠程登錄參與省、地市級調控反事故演習、調控專業勞動競賽以及技能鑒定的實際要求。

圖1 軟件結構示意圖

該平臺提供一套通用的數據管理、模型管理、運行管理的工具，支持仿真系統的建立、維護和運行，各模塊間通過分布式仿真對象RTI接口管理服務端相聯接，通過RMI遠程方法調用進行數據訪問，各仿真引擎的數據在網絡上對培訓學員來說完全透明?；谡{控仿真系統的電網全過程反事故演練輔助平臺，主要包括調控一體化輔助系統仿真、調控一體化智能評價仿真、教員系統服務仿真模塊等。軟件結構示意圖如圖1所示。

輔助系統學員模塊是學員的操作平臺，是學員操作界面的應用功能。在培訓過程中，根據教員設置的題目，學員除進行設備正常操作，可在該平臺進行設備輔助操作，并顯示和查看操作內容和反饋內容。輔助系統主要包括有建立設備規則文件、輔助系統教案制作與發送、輔助系統學員操作和輸出操作記錄等五個流程。具體說明如下：

（1）建立設備規則文件

設備規則文件是針對各類型設備制定的可以進行的操作的配置文件。系統運行時，會讀取設備規則文件，并匹配各類型設備，在教員和學員的操作界面的設備的操作菜單中顯示并可操作。

設備規則文件可根據各地的要求不同進行配置，該文件格式如下：

第一列是設備類型，一般包括線路、變壓器、電容器、電抗器、負荷、母線、斷路器、刀閘等設備；

第二列是輔助系統內容，即設備可進行的操作內容，一般依據電網調度監控相關的運行管理規范以及實際作業流程來編寫；

第三列是默認回復延時時間，第四列是默認回復內容，即輔助系統學員操作時，如果教案里沒有設定該操作的回復內容，按默認回復延時時間發送默認回復內容；教案里有對該操作設備回復時間和回復內容時，按設定的回復時間和回復內容回復。

（2）輔助系統教案制作

輔助系統教案制作可新建和編輯教案。輔助系統教案一般是針對要培訓或考試的題目，對于學員的操作制作回復內容，以及給學員廣播式的發布通知。

輔助系統教案事件分位兩類：

一類是通知事件，一般是教員要給學員發布的事件。按照教案設定的時間和通知內容，給學員發送，學員機仿真系統收到事件后，可自動彈出，在輔助系統記錄模塊中顯示，供學員可隨時查看；

另一類是詢問事件，一般是輔助系統學員操作事件。教案制作時，要模擬操作過程，對這類事件設定好回復內容和回復事件。當教案發送給學員后，學員的對應操作就能自動收到反饋內容，在輔助系統記錄模塊中的操作事件后面的回復里顯示，供學員可隨時查看。輔助系統的教案制作流程如圖2所示。

（3）輔助系統教案發送

在培訓或考試開始后，教員可以根據培訓或考試的內容，把提前制作的教案發送給學員機仿真系統，學員機仿真系統就加載相應的教案，供學員操作使用。

圖2 輔助系統教案制作流程

（4）輔助系統學員操作

在培訓或考試開始后，根據教員設置的題目，仿真系統會呈現與實際發生事件類似的現象反應，例如開關的變位，潮流的變化，告警信息的顯示等等，學員要對這些現象進行分析判斷，按照實際的業務流程進行相應的處理操作。一些無法通過仿真系統直接操作的事件，或是需要其他單位配合的工作，例如，匯報領導，通知現場檢查，需要現場匯報檢查內容等，可通過輔助系統進行操作，輔助系統可充當其他角色，例如變電運行人員等，給受訓學員予以輔助，對學員的操作進行自動答復，便于學員的后續判斷操作，實現完整的業務流程的模擬。

（5）輸出操作記錄

學員的每步操作包括輔助系統操作，都輸出操作記錄，便于教員的收取、查看和考核，還可借助自動評價系統對學員的操作進行自動考評。

三、結論

該輔助培訓系統平臺輔助操作平臺與調控一體仿真培訓系統結合，實現調度、監控、變電運行學員完整業務流程的操作培訓，讓培訓過程更與實際業務流程更為接近，能讓受訓學員得到更為完整充分的培訓，大大提高培訓效果。

[1]黃斐．基于SCADA實時數據的地區電網調度員培訓仿真系統研究[D]．華南理工大學,2014．

[2]俞曉峰等．DTS在河源電網反事故演練中的應用[J]．機電信息,2015,33．

[3]張銘．變電站反事故演練要點分析[J]．黑龍江科學,2014,12(5)．

李曉（1975—），女，湖南株洲人，講師，畢業于湖南大學電氣與信息工程學院，工學碩士學位，現在湖南汽車工程職業學院從事教學與專業研究，主要研究領域：電力電子及信息工程應用。