變電站中仿真系統(tǒng)的運行探析

王媖 鄔俊靚

摘 要：在變電站自動化系統(tǒng)的功能逐漸強大的當(dāng)今社會，運行人員必須熟練掌握其使用與操作技巧，溫組主要以變電站中仿真系統(tǒng)的運行為研究對象，首先介紹了變電站仿真系統(tǒng)的相關(guān)原理，其次對其運行加以分析，最后做出總結(jié)，旨在為變電站中仿真系統(tǒng)的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；仿真系統(tǒng)；運行

對于電力運行人員而言，變電站仿真系統(tǒng)不僅可以還原一個逼真的操作環(huán)境，而且能夠增強系統(tǒng)分析的準(zhǔn)確性，促進繼電保護校驗，增強系統(tǒng)動態(tài)特征性研究等。

1 相關(guān)原理

變電站仿真系統(tǒng)的建立目標(biāo)在于再現(xiàn)一個逼真的變電站系統(tǒng)，其大致階段包括數(shù)學(xué)模型的建立、數(shù)字仿真模型的建立和仿真實驗分析等。借助于多媒體軟件，變電站仿真系統(tǒng)可以多角度地再現(xiàn)其室外設(shè)備，每種設(shè)備都與實際現(xiàn)場一致。除此之外，系統(tǒng)還能夠模擬刀閘的分合等相關(guān)操作，甚至對變電站主控室也可以進行模擬，主要包含保護盤、控制盤、一次接線圖等。在這些模擬項目中，線路電流與功率對應(yīng)的電壓等級由控制盤顯示；線路保護動作情況由保護盤顯示；線路上不同設(shè)備的故障情況可以由一次接線圖設(shè)置。

一般情況下，變電站仿真系統(tǒng)包含兩種形式，一種形式是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)型，另一種是多機網(wǎng)絡(luò)型。比如：某兩所高校合作的一套變電站仿真系統(tǒng)就是多機網(wǎng)絡(luò)型的，它的硬件組成如圖1所示。

圖1 變電站仿真系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)由四臺計算機組成，計算機之間的通信采用10M網(wǎng)線，1號計算機是教師專用機，對設(shè)備存在的多種潛在故障可以進行設(shè)置。此外，對變電站中控制控制盤、一次接線圖、保護盤及直流系統(tǒng)圖等的變化狀態(tài)可以進行觀察。2號計算機是多媒體操作臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對變電室以外的設(shè)備運行狀態(tài)顯示。3、4號計算機是學(xué)員機，通過它們可以對全部變電站的運行情況進行顯示，還能夠進行相關(guān)操作。

2 系統(tǒng)運行分析

2.1 通信通道構(gòu)成

變電站仿真系統(tǒng)由于類型不同，其通信渠道是不一樣的。多機網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)由兩個以上的微機構(gòu)成局域網(wǎng)，通信通道如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)型仿真系統(tǒng)的通信通道

圖2中，四臺工作臺對10Mbit/s的高速局域網(wǎng)絡(luò)進行共享，在該局域網(wǎng)內(nèi)，四臺工作臺通過通信網(wǎng)傳輸?shù)乃俣容^快，2號計算機媒體工作臺將操作快速傳遞給其它三臺機。四臺機通過控制器將信息傳輸?shù)斤@示器及投影屏中進行顯示，然后再通過控制器控制四臺機內(nèi)的信息。

培訓(xùn)中心是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)內(nèi)的一個重要組成部分，將教員臺安置在培訓(xùn)中心，并由專人負(fù)責(zé)，在各變電站內(nèi)裝置多內(nèi)體操作臺及學(xué)員臺，這樣學(xué)員在工作崗位上就可以接受培訓(xùn)。其通信通道如圖3所示。圖3中，培訓(xùn)教師負(fù)責(zé)操作中心站教員臺，通過光纖通道或微波通道將信息傳輸?shù)礁鱾€分站，微波接口采用V.35或G.703方式。

2.2 通信通道分析

通信通道在變電站仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用比較普遍，通信通道的形式也是多種多樣，一般主要包含三種方式：

（1）同軸電纜。采用該方式作為通信通道，電纜內(nèi)傳輸碼型為雙極性碼，主要的特征是用兩個極性相反、幅度相等的脈沖表示數(shù)字消息，具有抗噪性強的特征，適用于無接地傳輸線傳輸。該傳輸?shù)姆绞降牟蛔阒幵谟趥鬏斶^程中的損耗比較大，所以適合于短距離傳輸，和光纖傳輸相比，其誤碼率及造價都比較大。（2）微波通道。采用微波通道進行遠(yuǎn)程傳輸，其碼型為HDB3或AMI碼。HDB3最大的缺點是編譯碼電路較為復(fù)雜，在編碼過程中的難度加大，其優(yōu)勢在于提取同步信號方面比較簡單，頻帶較窄，低頻成分所占比例非常少；AMI碼的不足之處在與沒有直流成分，優(yōu)勢是能夠正確判別碼元極性。采用微波通信方式，優(yōu)勢較為明顯，微波通信的主要特點是傳輸?shù)男畔⒘枯^大，微波波長較短，微波頻段以直線視距方式傳播電磁波，容易生成高增益天線。如果通信距離比較長，則需要設(shè)置中繼站來輔助長距離通信，通信距離越長，需要的中繼站數(shù)就越多，這樣才能保證通信的質(zhì)量，在地形復(fù)雜地區(qū)進行長距離通信時，需要建造大量的中繼站。和有線通信相比，微波通信具有建站快、成本低等優(yōu)勢。該通信方式的不足之處在于，微波受氣象因素影響較大，與光纖通信相比，其通信通道的誤碼率及抗干擾性都比較差。（3）光纖通信。采用光纖作為通信通道，其線路碼型主要包含擾碼加插入碼、擾碼加mBnB碼、擾碼加mBnB碼加插入碼。這些碼型能夠?qū)鬏斶^程中的誤碼進行監(jiān)測。采用光纖通信，主要是因為該通信方式的通信容量非常大、傳輸頻帶較寬、傳輸過程中的損耗非常小、中繼距離較長；光纖為非金屬材料，其抗酸堿性、腐蝕性等較強，具有較強的抗磁場干擾能力。所以，在敷設(shè)光纜時，對敷設(shè)場地的磁場環(huán)境或自然條件沒有特殊要求，幾乎在任何環(huán)境中或場地下都可以進行敷設(shè)，并且通信的質(zhì)量不會因外部環(huán)境的影響而降低，這是光纖通信最大的優(yōu)勢。采用光纖通信時，信號在光纜內(nèi)部傳輸，光纜表層將信號與外界隔離，信號只是在光纜內(nèi)部傳輸，傳輸途中不會受到外界因素的影響，只要光纜沒有受損，信號就不會出現(xiàn)泄漏情況，因此數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的保密性和安全性非常高。由于光纖傳輸?shù)男盘柧庑暂^好，所以其傳輸?shù)男阅軆?yōu)越。與其它傳輸方式相比，該傳輸方式性能最好，且誤碼率及抗干擾性強的特點。不足之處在于光纖通信的工程造價較高。

3 結(jié)束語

對于變電站運行和管理的安全性而言，將電力運行監(jiān)控系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)相結(jié)合意義重大，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況選擇不同類型的變電站仿真系統(tǒng)。在選擇變電站仿真系統(tǒng)的時候，尤其要對通信通道的建立方式進行重點選擇，要綜合多種因素，選擇最適宜的通信通道，只有這樣才能在保證信號傳輸質(zhì)量的同時，有效的地降低成本。

參考文獻

[1]張炳達，吳鵬.智能變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)過程層設(shè)備研究[J].電源技術(shù)，2013，6.

[2]劉君，李博，李慶民，等.武器對抗仿真系統(tǒng)運行可信性評估研究[J].四川兵工學(xué)報，2013，3.

作者簡介：王 （1987，6-），女，上海人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：變電運行。