智能變電站二次設備仿真培訓系統的可視化

文/牛延 徐夢潔 付燁 王炎軍

智能電網技術發展迅速，很多新的技術和新設備已得到應用，但智能變電站運行的許多的工作人員對新技術、新設備的使用都不太了解，因此要對智能變電站的工作人員進行全方面培訓。這樣智能變電站仿真培訓就能夠對滿足從業人員進行模擬培訓的要求。

1 仿真目標和對象

1.1 仿真目標

運維人員不僅要熟知二次設備系統IED的工作流程（如圖1所示），還要掌握相關的事故應急技能。因此，仿真培訓系統不僅僅需要培養員工對IED設備的基本操作能力，同時還要進行事故模擬，培養員工應對事故的處理能力。

1.2 仿真對象

200kV智能變電站作為220kV智能變電站仿真培訓系統的仿真對象，模擬日常工作情況，真實還原智能終端、合并單元等智能設備的工作原理，按照實際情況來模擬出三層結構網絡，MMS網、SV網和GOOSE網的各項功能。

2 方案設計

采用數據插值方法進行數據處理時，主要有以下幾種通用的插值方法：拉格朗日插值、牛頓插值、差商插值，這三種方法在精確度與處理速度上都有其各自的特點。在進行數據處理時，我們經常采用現行拉格朗日插值法進行分析。例如：設原始采樣模擬原始信號是：

設波形回放時的采樣頻率為fs，采樣周期為Ts。設原始信號的采樣頻率為fs’，同理此時的采樣周期為Ts’，這樣能夠得到一個采樣序列如下：

余項公式：

其中的μ∈（a，b），然后在xm與xm+1中進行插值，那么就能使得拉格朗日插值線性公式變化為：yn=x（m）（m+1-n）+x（m+1）（n-m），它的余項式如下：

誤差值如下：

通過第（4）公式我們可以得出插值后的誤差與fs’并無關聯。也就是說原始信號的采樣頻率高低、幅值變化、和諧波的變化能影響到插值的準確性。同時可以通過MATLAB建立模型，把得到的數值繪制成數據圖，從而得出，原始信號采樣幅值中和諧波平方與插值誤差成正比。

3 SCD可視化設計

SCD文件能夠對二次設備的配置信息進行仔細描述，能夠生成各類型的連接圖，例如IED間的網絡連接圖。這樣可以更方便直觀的觀察到變電站中的各個設備的字節方式以及相互之間的關系。

如圖2所示，可以看出：GOOSE信息從智能終端發送到合并單元中，信號經過PI與MU到達至仿真設備中去，從正面經過母線保護等圖中的三個裝置，從而實現SCD的可視化設計。把實物IED與虛擬IED組合，進行SCD可視化設計，能夠使系統在縮放的情況下，也保證其準確性的效果，進而保證了可視化設計的仿真效果。

4 結語

圖1：仿真培訓流程圖

圖2：SCD可視化

智能變電站仿真培訓系統以IEC 61850標準為基準，可能會使工作人員不是很容易對運維知識進行理解。利用可視化方法設計，能夠使工作人員更好地掌握智能變電站的運行原理，同時減少了電網故障產生的幾率，節省了人員成本的支出，具有強大的實際意義以及利用價值。