配電網(wǎng)生產運行仿真系統(tǒng)遠程培訓的探索與實踐

莫莉?羅興春

摘要：介紹了貴州電網(wǎng)公司配電網(wǎng)生產運行仿真系統(tǒng)的遠程培訓軟件功能及遠程培訓的實現(xiàn)過程；提出了仿真系統(tǒng)遠程培訓功能存在的問題及改進方法；對現(xiàn)有培訓模式進行調整和優(yōu)化，并通過實踐運用，達到提高仿真系統(tǒng)利用率的目的。

關鍵詞：配電網(wǎng)；仿真系統(tǒng)；遠程培訓

作者簡介：莫莉（1970-），女，布依族，貴州貴陽人，貴州電網(wǎng)公司培訓與評價中心，副高級工程師；羅興春（1971-），男，貴州貴陽人，貴州電網(wǎng)公司培訓與評價中心，副高級工程師。（貴州 貴陽 550002）

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0260-02

一、配網(wǎng)運行操作人員培訓方式現(xiàn)狀

隨著2011年貴州電網(wǎng)公司配電網(wǎng)生產運行仿真系統(tǒng)（以下簡稱“配網(wǎng)仿真系統(tǒng)”）的投入使用，貴州電網(wǎng)公司配網(wǎng)運行操作人員的培訓方式在傳統(tǒng)的理論培訓、手冊培訓和現(xiàn)場培訓的基礎上又增加了一種更加安全高效和實用的培訓方式，即利用配網(wǎng)仿真系統(tǒng)進行仿真操作培訓。該仿真系統(tǒng)可以提供兩種培訓方式：常規(guī)脫產培訓模式和網(wǎng)絡遠程培訓模式。在貴州電網(wǎng)，常規(guī)脫產仿真培訓是變電運行、調度運行仿真培訓的一貫模式，已經(jīng)應用多年，而網(wǎng)絡遠程培訓是仿真培訓的一項創(chuàng)新，為配網(wǎng)仿真系統(tǒng)特有的功能。2012年，貴州電網(wǎng)公司培訓與評價中心啟動了配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓試驗，通過舉辦10期遠程培訓班積累了一定的經(jīng)驗，為大規(guī)模開展配網(wǎng)運行操作人員的遠程培訓打下了良好基礎。

二、配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓的目的和意義

由于配網(wǎng)是整個電網(wǎng)的末端，配網(wǎng)運行人員分布在全省各個區(qū)域，尤其農網(wǎng)層面人數(shù)最多，如果采取常規(guī)的仿真培訓，受訓人員需離崗培訓，工學矛盾較為突出，并且由于配網(wǎng)運行人員專業(yè)素質普遍較低，培訓難以在短時間內完成并取得相應的培訓效果。鑒于以上的考慮，如果利用貴州電力數(shù)據(jù)網(wǎng)進行遠程培訓，運行人員就可以不脫離生產崗位接受培訓，這樣既可以利用生產空余時間學習，又可以免去旅途的開銷。同時由于配網(wǎng)仿真系統(tǒng)具有強大的自學功能，有學習需求的員工可以針對個人所在的崗位自主學習，不受時間地點限制，可以有效解決工作與培訓的矛盾。另外，貴州電網(wǎng)公司在理順農電用工問題后，對農電工的技能培訓更加迫切，配網(wǎng)生產運行仿真系統(tǒng)遠程培訓模式的應用對農電工生產技能培訓具有重要的意義。

三、配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓運用發(fā)現(xiàn)的問題

2012年貴州電網(wǎng)公司培訓與評價中心（以下簡稱“培訓與評價中心”）仿真部利用配網(wǎng)仿真系統(tǒng)對貴州電網(wǎng)公司所屬各供電局配網(wǎng)運行人員進行了10期共400余人的遠程培訓，并組織了2期共24人的配網(wǎng)運行骨干脫產研討。通過10期遠程培訓的實踐運用，證明現(xiàn)有配網(wǎng)仿真系統(tǒng)培訓功能完全能夠滿足現(xiàn)場的培訓需求，其遠程培訓模式也得到現(xiàn)場生產單位的認可，但也發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓功能存在一些問題，如表1至表3所示。

表1 仿真系統(tǒng)遠程培訓軟件功能部分

序號 系統(tǒng)模塊 問題

1 自由練習系統(tǒng) 少數(shù)配網(wǎng)操作項目的操作次序有顛倒、漏項的問題

2 工具選擇問題，工具的確定只設定了一種可能，否則不能繼續(xù)下面的操作

3 少數(shù)操作畫面配合有問題，不對應

4 考核管理

系統(tǒng) 管理員出試卷，測試題組題完成后不能夠修改

5 創(chuàng)建的考場，管理員看不到試題內容

6 不同的班級學員在學員管理目錄中沒有區(qū)分，不同的班級學員在一個目錄表中，不便于管理

7 同時開多個遠程班時，所有的學員都能夠參加所有的考試，沒有將學員進行權限分配

8 學員刪除只能逐個進行，不能多選一次性刪除

9 改完試卷后，如不小心進入已有成績的學員試卷時，該試卷的成績又變?yōu)榱?/p>

10 聯(lián)機考核

系統(tǒng) 少數(shù)操作項目在正確操作方式下（按操作規(guī)程），在某個環(huán)節(jié)無法繼續(xù)執(zhí)行操作

表2 遠程培訓網(wǎng)絡瓶頸問題

序號 問題指向 問題

1 單臺服務器模式 培訓量受限

2 系統(tǒng)客戶端程序下載緩慢

3 學員的大量同時性訪問會造成通訊中斷，學習和考試過程中容易掉線

表3 培訓模式問題

序號 問題指向 問題

1 培訓管理

模式 培訓量受限，無法展開大規(guī)模培訓

2 培訓時間受限，無法最大限度與員工學習時間配合

3 仿真培訓教師管理任務過重，影響培訓效果

四、配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓功能的改進和完善及遠程培訓模式的優(yōu)化

1.配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓軟件的改進與完善

配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓軟件包括服務器端應用軟件和客戶端應用軟件兩大部分。服務器端應用軟件包括考核管理系統(tǒng)、用戶監(jiān)控系統(tǒng)和用戶服務界面；客戶端應用軟件包括自由練習系統(tǒng)、聯(lián)機考核系統(tǒng)和多媒體幫助系統(tǒng)。這兩大部分既相對獨立又相互協(xié)調、可共享信息。它們在一定的接口規(guī)則下完成各自獨立的功能的同時，能夠有機集成在一起，服務于整個系統(tǒng)的信息處理目標；同時通過對數(shù)據(jù)庫的合理調度、組織，形成數(shù)據(jù)的合理流向，完成系統(tǒng)的整體功能，為整個系統(tǒng)的運行提供保證。系統(tǒng)結構如圖1所示。系統(tǒng)完善主要針對服務器端的考核管理系統(tǒng)和客戶端的自由練習系統(tǒng)及聯(lián)機考核系統(tǒng)三個功能模塊。

（1）考核管理系統(tǒng)。主要功能：考核管理系統(tǒng)是教師組織和管理學員進行聯(lián)機考核的平臺，是用戶管理、任務管理、網(wǎng)絡通信等功能與用戶信息、考試管理信息、任務信息等資源的整合。該系統(tǒng)包含題庫管理、教師控制臺及學員端三個功能模塊，保障考核過程的實施。

實現(xiàn)方式：考核管理系統(tǒng)采用Silverlight網(wǎng)頁程序的形式呈現(xiàn)，采用網(wǎng)站式管理方法，任何一臺與服務器連接的計算機在安裝了相關服務之后都可以使用瀏覽器登錄訪問考核管理系統(tǒng)界面，并通過在界面中的操作調用服務器端提供的網(wǎng)絡服務進行與考核相關的用戶管理和考試管理。

將用戶信息、任務信息、考試管理信息等資源形成數(shù)據(jù)庫，存儲在服務器端，服務器端采用ADO.Net Entity Framwork映射架構可以快速地查詢和修改相關的信息資源。管理員和教師只需要在考核管理系統(tǒng)的界面中對考試人員、時間、試題安排等進行建立和修改，系統(tǒng)便會把相應的信息寫入到數(shù)據(jù)庫中。

完善方法：針對教師管理學員考試過程中發(fā)現(xiàn)的前述問題，使用ADO.NET技術，對考核管理系統(tǒng)模型中存在問題或不夠人性化的功能部分進行重構，包括學員信息管理、考場管理、分發(fā)試卷、閱卷管理等功能部分，再對系統(tǒng)模式基礎封裝。

（2）自由練習系統(tǒng)。主要功能：自由練習系統(tǒng)是學員自行學習的平臺，能在虛擬的城市和虛擬電網(wǎng)的架構下安全系統(tǒng)地學習配電設備與試驗儀表等配電運行方面的基本理論知識，能學習并熟悉10kV線路巡視等標準化作業(yè)。學員在三維實時場景中巡視或操作時，虛擬設備會隨著學員的巡視及操作而相應的變化。用戶可以根據(jù)自己的意向進行操作，具有更好的靈活性，避免重復死板的操作流程。操作錯誤將會被警告，無效操作則予以提示。

實現(xiàn)方式：自由練習系統(tǒng)是配網(wǎng)仿真系統(tǒng)的核心部分，主要利用PowerX（三維實時交互仿真開發(fā)與運行支撐平臺）進行開發(fā)，具體從兩個方面來實現(xiàn)：

基于PowerX底層功能的PDGPOSS基礎功能實現(xiàn)。3D虛擬電力設備是一個具有物理模型和電氣數(shù)學模型的復雜的邏輯實體。根據(jù)電力設備的特點設計了設備管理器。設備管理器將電力設備的圖形實體與邏輯實體進行了有機綜合，形成了完整的電力設備模型。電力設備的各項操作是以完成操作任務為目的的，PowerX將各個任務的詳細內容組織成任務管理器，提供與任務管理相關的各種基礎功能。

基于PowerX擴展接口的電力計算模塊研制。仿真系統(tǒng)模型建立了10kV虛擬配電網(wǎng)，具備電網(wǎng)絡計算功能（包括網(wǎng)絡的拓撲邏輯分析、潮流計算分析、短路計算分析和繼電保護模擬分析），并將各種電力設備對應到該配電網(wǎng)中合適的電力設備數(shù)學模型上。系統(tǒng)研制了獨立的電力計算模塊，這個模塊通過PowerX提供的相關接口，與設備管理器、任務管理器等協(xié)同工作，完成對設備的各方面分析控制。

完善方法：由于該部分發(fā)現(xiàn)的問題數(shù)量雖然不多，主要集中在工具選擇、操作順序和三維動畫對應上，但是對于仿真系統(tǒng)來說，這是一個設計上的缺陷，需要從框架結構上開始修改，工作量非常大。如果按照這種系統(tǒng)整體修改的思路會花費較長時間，影響2013年的遠程培訓任務的完成。經(jīng)討論，決定采用單獨設備或操作任務來進行邏輯重新搭接和修改，可以避免對系統(tǒng)邏輯框架的傷筋動骨的修改，來實現(xiàn)與現(xiàn)場操作的一致?；ㄙM的時間相對較少，能保證遠程培訓的正常開展。系統(tǒng)整體框架的完善放到配網(wǎng)仿真系統(tǒng)二期建設時同步進行。

（3）聯(lián)機考核系統(tǒng)。主要功能：聯(lián)機考核系統(tǒng)是在局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡環(huán)境基礎上，開發(fā)并構架的計算機網(wǎng)絡智能化考試專用網(wǎng)絡化考試平臺?？己四K與自由練習模塊具有相同的操作內容與流程控制方式。但是考核模塊移除了自由練習模塊中的幫助功能，增加了登錄系統(tǒng)。用戶在進入考核模塊后，用戶必須在規(guī)定時限內按照所選操作試題，在三維虛擬場景中完成操作過程。

實現(xiàn)方式：客戶端軟件所具有的練習/考核管理功能，是通過綜合調用PDGPOSSExamWeb服務提供的考試管理基礎功能、網(wǎng)絡通信基礎功能和PowerX引擎提供的設備邏輯控制、任務管理基礎功能，并利用系統(tǒng)的任務信息資源、考試信息資源等實現(xiàn)的。系統(tǒng)針對兩種模式的特點分別設定了設備控制邏輯，不同模式下不同的設備邏輯控制使得兩種模式按照各自的特點對用戶操作作出不同反應。

完善方法：該部分存在問題與自由練習系統(tǒng)存在問題類似，修改完善方式與自由練習系統(tǒng)相同。

2.遠程培訓網(wǎng)絡問題的改進與完善

為了解決仿真系統(tǒng)因單臺服務器訪問量過大造成系統(tǒng)客戶端程序下載緩慢、學習和考試過程中容易掉線的問題，考慮在9家地區(qū)供電局安裝仿真系統(tǒng)學習用服務器，該服務器安裝配網(wǎng)仿真系統(tǒng)除聯(lián)機考核系統(tǒng)外的所有功能軟件。學員下載和學習都在本單位的服務器上完成，只有考試在培訓與評價中心的主服務器上完成。原來主服務器的海量計算由9個學習用服務器進行分擔（圖2與圖3是兩種模式的示意對比）。利用這種模式可以大大減少主服務器的計算量和訪問量（僅考試時存在遠程終端與服務器的數(shù)據(jù)交換），減輕主服務器的計算開銷，保證了學員學習和考試的正常完成。

3.遠程培訓模式的優(yōu)化

配合配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程功能的改進，遠程培訓模式作如下優(yōu)化：對仿真系統(tǒng)進行多重拷貝并分散安裝于9家地區(qū)供電局，遠程培訓班按地區(qū)開班（可以互不干擾地同步開展培訓），由地區(qū)供電局的管理員進行班級管理，包括學員的注冊、登記、培訓終端的安裝指導等，學員的自學在本地區(qū)供電局的局域網(wǎng)完成。最后培訓班結業(yè)考試由培訓與評價中心集中管理，在培訓與評價中心的仿真系統(tǒng)主服務器上進行，由仿真部教師配合完成，考試采用錯峰考試的辦法。

五、結束語

在配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓功能改進和遠程培訓模式優(yōu)化后，2013年完成了10期配網(wǎng)仿真系統(tǒng)遠程培訓任務。由于采取“分散學習，集中考試”的模式，系統(tǒng)客戶端程序下載緩慢、學習和考試過程中容易掉線的問題完全解決。同時培訓量也有了提高，每期學員由2012年的每期40人增加到了每期60人，以后根據(jù)系統(tǒng)使用情況，每期培訓人數(shù)還可以增加。遠程培訓班的班主任只負責事務管理，包括“貴州電網(wǎng)公司教育培訓管理信息系統(tǒng)”中的學員管理和“配電網(wǎng)生產運行仿真系統(tǒng)”（主服務器）的考試管理，大量的學習過程管理交給了現(xiàn)場管理人員完成，大大減輕了班主任的工作量，讓現(xiàn)場管理人員深入地了解配網(wǎng)仿真系統(tǒng)的遠程培訓功能，為下一步地區(qū)供電局自主開展遠程培訓打下良好基礎。2012年與2013年遠程培訓工作的相關數(shù)據(jù)對比如表4所示。

表4 遠程培訓工作相關數(shù)據(jù)對比

時間 期數(shù) 培訓量（人/期） 培訓

時間（天） 學習完成率（%） 考試合格率（%） 教師工作量（%） 現(xiàn)場管理員工作量（%）

2012年 10 40 20 65 87 90 10

2013年 10 60 40 98 99.3 20 80

總體來看，配網(wǎng)仿真系統(tǒng)的遠程培訓的模式和功能已經(jīng)得到優(yōu)化和完善。

參考文獻：

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[3]李剛，田冬梅.配電網(wǎng)三維仿真培訓系統(tǒng)研究[J].廣東電力，

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（責任編輯：王祝萍）