電網調控一體化仿真培訓系統的實現

鄺東海 朱帥 時佳伶 杜健 李榮明 王炎軍

摘 要 本文針對傳統的電網調度仿真與監控培訓系統的缺陷進行闡述，然后針對這些缺陷提出了一種全新電網調控一體化仿真培訓系統。并且從過程式仿真和調控一體這兩個方面，對該系統的設計思路進行簡要介紹。同時本文對該系統建成后的培訓工作進行了闡述。

【關鍵詞】電網調控 一體化 仿真培訓系統

1 傳統電網調度仿真與培訓系統的缺陷

（1）傳統的調度員仿真培訓系統通常是“斷面式“的仿真系統或者在啟動后簡單讀取部分負荷曲線，這樣一來容易導致負荷曲線和發電的曲線無法完全匹配，因此，為保證發電和供電的平衡，啟動之后仍然需要人工進行調整，同時還需要考慮安全方面的約束，這些都需要通過人工來完成。而電網的生產實際要求在電網正常運行或者是故障狀態下，不管是電網狀態還是安全約束都需要自動完成，傳統的調度員仿真培訓系統無法滿足這樣的要求。

（2）傳統的調度員仿真培訓系統和監控仿真系統沒有統一的電網模型以及數據計算模型，無法適用于“過程式”詳細仿真。

（3）傳統的監控仿真系統一次僅能培訓2-3名調度員，并且僅僅適用于調度員的事故演習培訓。

鑒于傳統的監控仿真系統存在著以上缺陷，并不能滿足當前體系中的培訓需求，因此，本文對一種新型的電網調控一體化仿真培訓系統進行闡述，并介紹其設計思路。

2 新的電網調控一體化仿真培訓系統的總體設計介紹

主要從硬件和軟件兩個方面進行設計考慮。

2.1 硬件方面

在新型的仿真培訓系統中服務器集中部署，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以及在培訓中心集中培訓的需求，又能保證較為方便的獲取系統的數據，從而使得運行維護工作集中進行。

新型的電網調控一體化仿真培訓系統與傳統的系統相比，有如下優點：

（1）得以實現調度監控一體化仿真，模擬各個場站的監控信號的產生、觸發、優化和報警等操作，進而對操作人員進行相應培訓。

（2）具有多樣化的培訓方式，也就是說既能夠進行集中的培訓，也能夠進行獨立的培訓，系統維護也能方便進行。

（3）可以采用統一的系統模型保證聯合演習的進行，通過系統的集中計算能夠保證各終端系統的網絡拓撲、有功和無功的潮流計算結果以及開關的位置保持一致。

2.2 軟件方面

在進行系統軟件方面的架構時，重點考慮三個方面：

（1）要保證調度和監控仿真環境的一致性；

（2）調度員仿真培訓系統和監控站仿真培訓系統的潮流數據二次信號數據間要保持信息交互；

（3）系統要適應聯合培訓和獨立培訓多種方式。

系統軟件方面的架構如圖1所示。

在以上的架構系統中，電力系統仿真平臺是其核心部分，與傳統的電網調控仿真系統相比，該系統進行了兩個方面的變化：一個是電網的統一建模的變化，對電網潮流統一仿真計算；第二個是對調度、監控信息實現交互的效果，該效果是基于二次設備原子的統一的二次信號仿真模型。一個設備原子可代表屬性較為相似的一類操作對象，根據用戶提供的數據庫以及保護節點表的定義可以抽象出相應的二次設備原子，然后進一步細化分類便可將設備分化成為不同的二次設備原子。

3 系統的功能實現

3.1 調控一體化自動建模

仿真過程中必須擁有相同的電網模型才能保證電網調控一體化仿真培訓系統的聯合培訓。目前可通過與能量管理系統集成，建立起完整的電網模型，然后再實現調控一體化的仿真自動建模。

3.2 二次信號仿真

二次設備的仿真是監控仿真內容中的一個難點，在反事故演習的過程中，變電運行人員非常依賴于二次信號，它們是對電網和設備的運行情況判斷的重要依據。二次設備的仿真方法較多，舉例說明的話，包括物理仿真（基于時機設備）、數字仿真（基于邏輯規則）以及虛擬儀表技術的應用等。

4 結語

本文提出的電網調控一體化仿真培訓系統具有一系列的特色功能。總結起來有如下幾個特點。

（1）調控一體。實現調度和監控的一體化設計，潮流和信號的同步仿真，從而保證能夠適應大運行體系的建設。

（2）調控統一建模，電網模型的建立和更新實現自動化，而不需要在通過人工來實現。

（3）真實性，仿真生產運行環境，保證培訓過程和生產過程的高度一致性，從而保證培訓人員在培訓中學習到的技術手段能夠直接應用于實際的生產中。

該系統實現了調度、監控的互聯和仿真，實現了各專業各級都能參與的反事故演習，提高了調控人員快速的決策和協調處理事故的能力，在實際的應用中可以進一步的完善升級，已達到更好的效果。

參考文獻

[1]劉健，謝旭，牛四清等.電網調控仿真培訓系統設計與實現[J].電力系統自動化，2013，37（13）：127-131.

[2]王虎，謝江，王鵬等.一種電網調控一體化仿真培訓系統的實現方法[J].華東電力，2014，42（03）：567-572.

作者簡介

鄺東海（1971-），男，大學本科學歷。工程師。畢業于華南理工大學電力系統自動化專業，長期從事變電運行及培訓工作。

作者單位

1.廣州供電局有限公司培訓與評價中心 廣東省廣州市 510660

2.北京科東電力控制系統有限責任公司 北京市 100192