地縣調(diào)控一體化模式下調(diào)控員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)及其應(yīng)用＊

朱曉東，柳 昂，魏 亮，黃 申

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州313000）

隨著社會(huì)對(duì)供電可靠性要求的日益提高，作為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)時(shí)指揮部門(mén)——電網(wǎng)調(diào)度控制中心，提高其人員對(duì)異常事故處理能力的重要性日益突出．

傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度部門(mén)所運(yùn)用的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)主要是模擬電網(wǎng)調(diào)度員實(shí)際工作使用電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)，通過(guò)預(yù)設(shè)電網(wǎng)設(shè)備故障和不正常工作狀態(tài)，模擬實(shí)際事故現(xiàn)象和信號(hào)，包括模擬實(shí)際事故操作界面信息，檢驗(yàn)和訓(xùn)練調(diào)度員事故判斷、處理的能力．電力行業(yè)多年來(lái)的運(yùn)用實(shí)踐證明，仿真培訓(xùn)對(duì)提高人員應(yīng)對(duì)電網(wǎng)突發(fā)事故處理能力，避免誤操作發(fā)生，驗(yàn)證和完善事故預(yù)案具有很好的經(jīng)濟(jì)性、有效性和安全性［1］．

當(dāng)大運(yùn)行體系和地縣調(diào)控一體化模式確立后，傳統(tǒng)的調(diào)度業(yè)務(wù)包括調(diào)度操作、事故及異常處理方式流程發(fā)生了變化．特別是當(dāng)前在大運(yùn)行體系下地縣調(diào)控一體化模式與傳統(tǒng)調(diào)度和監(jiān)控業(yè)務(wù)已逐步融合，并已建立了相應(yīng)的一體化調(diào)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)地縣兩級(jí)調(diào)控人員實(shí)時(shí)同步查看和監(jiān)視全電網(wǎng)中主要電氣設(shè)備運(yùn)行信息，并可在同一系統(tǒng)中協(xié)同操作處理異常、事故．在此基礎(chǔ)上，電網(wǎng)公司調(diào)控部門(mén)有必要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的調(diào)度員業(yè)務(wù)仿真系統(tǒng)（Dispatcher Training Simulator，DTS），調(diào)整建設(shè)針對(duì)調(diào)度監(jiān)控業(yè)務(wù)合一的調(diào)控員適用的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（Dispatch－Controller Training Simulator，DCTS）．

1 一體化模式下仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的需求和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

湖州公司調(diào)控中心從新的工作模式下的電網(wǎng)調(diào)控人員培訓(xùn)需求出發(fā)，根據(jù)“三集五大”體系建設(shè)要求，確定當(dāng)前仿真培訓(xùn)管理目標(biāo)：促使調(diào)度和監(jiān)控專業(yè)人員業(yè)務(wù)融合；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能應(yīng)用，滿足調(diào)控人員日?；嘤?xùn)需求；實(shí)現(xiàn)地縣兩級(jí)電網(wǎng)調(diào)控部門(mén)聯(lián)合同步仿真，提高兩級(jí)電網(wǎng)調(diào)控人員異常事故處理水平和協(xié)作配合能力．

1．1 建設(shè)準(zhǔn)備

1．1．1 調(diào)控業(yè)務(wù)變化調(diào)整

調(diào)控員仿真系統(tǒng)建設(shè)首先需要確認(rèn)和了解調(diào)控一體化模式下仿真培訓(xùn)的具體功能需求，包括：調(diào)控一體化后仿真培訓(xùn)內(nèi)容具體調(diào)整變化；調(diào)控業(yè)務(wù)配合關(guān)系和實(shí)現(xiàn)方式方法；仿真系統(tǒng)培訓(xùn)各角色分配和具體要求．對(duì)此，在建設(shè)調(diào)控員仿真系統(tǒng)全過(guò)程中自動(dòng)化專業(yè)都保持與調(diào)控業(yè)務(wù)部門(mén)的不斷溝通，主要是掌握調(diào)控員在事故處理和電網(wǎng)操作等相關(guān)工作的流程變化情況，特別是一體化模式下監(jiān)控業(yè)務(wù)在電網(wǎng)事故處理中的體現(xiàn)，包括事故異常信息判斷和直接操作設(shè)備等調(diào)整部分［1］．

根據(jù)調(diào)控一體化模式下調(diào)度業(yè)務(wù)的具體變化，原DTS培訓(xùn)工具有必要進(jìn)行完善調(diào)整．主要體現(xiàn)有兩方面：第一，增加監(jiān)控業(yè)務(wù)仿真培訓(xùn)內(nèi)容，傳統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)中的部分監(jiān)視工作改由監(jiān)控人員承擔(dān)，包括電壓、頻率、重要設(shè)備及斷面潮流信息，這需要在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中體現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備異常信息的分析判斷；第二，在調(diào)控一體化模式下突發(fā)事故時(shí)，調(diào)控中心監(jiān)控人員第一時(shí)間匯報(bào)事故及異常信息，并通知變電運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)檢查．調(diào)度員可根據(jù)監(jiān)控信息迅速作出響應(yīng)，可采取監(jiān)控遙控操作方式處理事故，以提高事故及異常處理的響應(yīng)速度．而以往的事故演練和實(shí)際事故處理方式主要是調(diào)度員電話通知變電工區(qū)各單位進(jìn)行操作，直接操作設(shè)備處理事故較少，事故仿真培訓(xùn)功能中須完善模擬調(diào)控一體化模式下調(diào)度監(jiān)控相互配合處理事故內(nèi)容．

1．1．2 電網(wǎng)系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)

建立仿真系統(tǒng)需要的電網(wǎng)實(shí)際參數(shù)數(shù)據(jù)包括：電網(wǎng)圖形和網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)；保護(hù)和自動(dòng)裝置參數(shù)；電網(wǎng)運(yùn)行方式和潮流分布情況［2］．

湖州調(diào)控中心仿真系統(tǒng)基于實(shí)際調(diào)控人員工作使用的OPEN3000系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)安裝于非控制生產(chǎn)II區(qū)，與控制生產(chǎn)I區(qū)隔離．對(duì)電網(wǎng)一次模型實(shí)現(xiàn)一體化同步技術(shù)，即所有的電網(wǎng)一次設(shè)備模型和圖形在實(shí)時(shí)控制安全I(xiàn)區(qū)統(tǒng)一維護(hù)，通過(guò)執(zhí)行模型維護(hù)向?qū)Э梢詫區(qū)的一次電網(wǎng)圖形和模型直接同步到培訓(xùn)系統(tǒng)，保證仿真系統(tǒng)與實(shí)際工作用的調(diào)控系統(tǒng)界面圖形相一致，并符合電網(wǎng)一次接線參數(shù)．

電網(wǎng)在發(fā)生事故時(shí)，調(diào)控員主要通過(guò)觀察電網(wǎng)潮流變化和繼電保護(hù)動(dòng)作情況判斷處理事故，因此電網(wǎng)二次系統(tǒng)仿真的設(shè)置是調(diào)控員仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵．對(duì)于電網(wǎng)二次保護(hù)自動(dòng)裝置的模擬仿真，包括對(duì)于二次繼電保護(hù)、重合閘、備自投等保護(hù)裝置動(dòng)作原理、條件和信號(hào)，主要通過(guò)搜集實(shí)際的（如湖州電網(wǎng)）保護(hù)自動(dòng)裝置和配置相關(guān)資料，人工填用建立繼保自動(dòng)裝置模版，通過(guò)系統(tǒng)生成XML文件保存和調(diào)用．需要建立的二次模版包括：繼電保護(hù)配置模版；安全穩(wěn)控裝置動(dòng)作條件方式模板；低頻低壓減載裝置動(dòng)作次序模板；備自投裝置動(dòng)作條件設(shè)置．

湖州調(diào)控仿真系統(tǒng)中的繼電保護(hù)仿真提供兩種算法：一種是定值仿真．該算法的優(yōu)點(diǎn)是能逼真地再現(xiàn)事故發(fā)生時(shí)的保護(hù)動(dòng)作情況．缺點(diǎn)是對(duì)一次系統(tǒng)模型的建立要求很高，需要錄入繼電保護(hù)定值，系統(tǒng)維護(hù)量較大．另一種是邏輯判斷法．該算法的優(yōu)點(diǎn)只需依據(jù)保護(hù)原理，根據(jù)具體動(dòng)作規(guī)則進(jìn)行模擬，應(yīng)用較為方便．考慮到系統(tǒng)設(shè)定維護(hù)效率，我們采取繼電保護(hù)邏輯仿真．在實(shí)際仿真中，也發(fā)現(xiàn)由于湖州電網(wǎng)存在個(gè)別特殊接線，如三側(cè)光纖差動(dòng)保護(hù)、不完全接線情況下的備自投保護(hù)等，系統(tǒng)功能原有的邏輯判斷保護(hù)動(dòng)作結(jié)果與實(shí)際不符，對(duì)此情況，我們采取調(diào)整有關(guān)保護(hù)配置，包括穩(wěn)控裝置動(dòng)作對(duì)象、時(shí)間等解決，并新建相關(guān)保護(hù)配置模板方便配置（見(jiàn)圖1）．

1．2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

湖州仿真系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)安裝置于Ⅱ區(qū)，模擬實(shí)際的湖州電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)界面，通過(guò)專用的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口獲取實(shí)際的電力系統(tǒng)模型和有關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)通過(guò)其仿真支持功能（SSF）提供監(jiān)視和控制培訓(xùn)過(guò)程的功能，包括初始化和調(diào)整控制參數(shù)、設(shè)置事件序列、與學(xué)員通信及干預(yù)培訓(xùn)進(jìn)程等．配置結(jié)構(gòu)如圖2．

1．3 硬件組成

湖州電網(wǎng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)基于南瑞科技OPEN－3000調(diào)控一體化平臺(tái)，OPEN3000系統(tǒng)前置通信服務(wù)器接入市公司自動(dòng)化共用前置數(shù)采平臺(tái)，又通過(guò)市公司與各縣公司電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干鏈路，實(shí)現(xiàn)與各縣公司SCADA系統(tǒng)前置服務(wù)器的IEC－3104通信，完成湖州地區(qū)電網(wǎng)所有170多座變電站的接入．由于湖州電網(wǎng)采用集中統(tǒng)一建模，因此可以采用全電網(wǎng)集中式的統(tǒng)一仿真方案，通過(guò)構(gòu)建滿足聯(lián)合反事故演習(xí)要求的統(tǒng)一電網(wǎng)模型，滿足地縣聯(lián)合反事故演習(xí)的各項(xiàng)要求．

1．4 實(shí)現(xiàn)一體化系統(tǒng)下地縣聯(lián)合反事故演習(xí)

原先的地縣調(diào)度有各自的SCADA系統(tǒng)，開(kāi)展地縣調(diào)度聯(lián)合反事故演習(xí)時(shí)，兩級(jí)調(diào)度之間對(duì)電網(wǎng)潮流數(shù)據(jù)等變化情況無(wú)法同步模擬呈現(xiàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一仿真時(shí)間的協(xié)同操作．利用仿真系統(tǒng)基于地縣調(diào)控一體化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)地縣一體化設(shè)置事故，并在仿真系統(tǒng)中通過(guò)兩級(jí)調(diào)度實(shí)際責(zé)任區(qū)劃分，區(qū)分各級(jí)信號(hào)，能在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)同事故處理［3］．

2 調(diào)控員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2．1 仿真演習(xí)席位設(shè)置

根據(jù)當(dāng)前調(diào)控一體工作模式實(shí)際，系統(tǒng)模擬實(shí)際值班環(huán)境，將調(diào)度學(xué)員席和監(jiān)控學(xué)員席同置于應(yīng)急中心室內(nèi)，模擬實(shí)際事故處理時(shí)調(diào)控人員的協(xié)作配合情況．教員機(jī)則分開(kāi)置于調(diào)度實(shí)訓(xùn)室．在涉及地縣兩級(jí)調(diào)度聯(lián)合事故演練時(shí)，由地調(diào)教員機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行演練指揮控制，觀摩人員通過(guò)演習(xí)大屏直觀地了解事故發(fā)生現(xiàn)象．不同于以往演習(xí)過(guò)程，都是通過(guò)電話問(wèn)答，通過(guò)仿真系統(tǒng)的外接實(shí)時(shí)顯示屏可以直觀地對(duì)演練進(jìn)度、電網(wǎng)運(yùn)行方式和處理方法同步了解和學(xué)習(xí)．評(píng)判人員也可以對(duì)演習(xí)人員的響應(yīng)和處理情況進(jìn)行直接掌握，評(píng)價(jià)可更全面．

2．2 完善演習(xí)方案設(shè)計(jì)

仿真事故演習(xí)在針對(duì)電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)側(cè)重調(diào)度、監(jiān)控業(yè)務(wù)配合以及縣調(diào)協(xié)作處理．以某一變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備單一事故逐漸發(fā)展成母線故障的擴(kuò)大性事故為例：演習(xí)教案中可根據(jù)實(shí)際設(shè)置各類告警信號(hào)，檢驗(yàn)監(jiān)控學(xué)員辨析各種信號(hào)并判斷設(shè)備故障性質(zhì)和發(fā)展程度的能力；事故處理方案中設(shè)計(jì)調(diào)度學(xué)員通過(guò)與監(jiān)控的配合，利用仿真系統(tǒng)模擬遙控操作，及時(shí)處理防止事故繼續(xù)擴(kuò)大；演習(xí)教案設(shè)定母線故障涉及縣調(diào)所轄變電站失電，訓(xùn)練地縣兩級(jí)調(diào)度如何協(xié)作配合做好用戶的轉(zhuǎn)供電．

將設(shè)定的演習(xí)方案及潮流方式（如夏季高負(fù)荷情況下負(fù)荷潮流），保存在系統(tǒng)中作為典型教案，對(duì)相關(guān)初始方式和潮流情況，根據(jù)事故演習(xí)演練具體要求實(shí)際調(diào)節(jié)，以CASE形式保存在仿真系統(tǒng)服務(wù)器，在演習(xí)中可方便調(diào)用．

2．3 有關(guān)調(diào)控業(yè)務(wù)需求變化內(nèi)容仿真

針對(duì)調(diào)控一體化工作實(shí)際，特別增加了監(jiān)控業(yè)務(wù)仿真培訓(xùn)項(xiàng)目．對(duì)于實(shí)際電網(wǎng)監(jiān)控工作中很重要的內(nèi)容 ——電網(wǎng)異常信號(hào)的監(jiān)視、分析和判斷工作，設(shè)置了專門(mén)的可模擬各類故障異常信號(hào)仿真功能模塊．演習(xí)教練根據(jù)實(shí)際演習(xí)內(nèi)容發(fā)送各類告警信息和污染數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)調(diào)控學(xué)員對(duì)監(jiān)控工作中常出現(xiàn)的異常、錯(cuò)誤信號(hào)和數(shù)據(jù)的分析判斷情況．

不同于以往的調(diào)度員事故仿真演練只是在電話下指令模擬操作處理，針對(duì)新的調(diào)控一體化工作模式，系統(tǒng)還專門(mén)設(shè)定了需要監(jiān)控人員直接操作斷路器設(shè)備的事故環(huán)境．在特定故障情況下，調(diào)控員可通過(guò)本仿真系統(tǒng)直接操作開(kāi)關(guān)，加快事故處理過(guò)程，符合實(shí)際工作中調(diào)控一體化模式下調(diào)控工作的職能變化．

通過(guò)仿真系統(tǒng)的過(guò)程回放功能，在演習(xí)結(jié)束后系統(tǒng)可以回放演習(xí)過(guò)程，并對(duì)學(xué)員處理過(guò)程全面和針對(duì)性地進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)討論可以得出相對(duì)最優(yōu)的處理方案并儲(chǔ)存于系統(tǒng)，有利于培訓(xùn)效果的鞏固．

3 調(diào)控員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題展望

3．1 進(jìn)一步完善實(shí)際電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射

由于調(diào)控一體化系統(tǒng)仿真系統(tǒng)設(shè)置較為繁瑣，在既定演練方案的條件下，需要對(duì)系統(tǒng)滿足電網(wǎng)發(fā)生故障的仿真模擬進(jìn)行大量的設(shè)置，特別是電氣遙測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)置調(diào)節(jié)耗時(shí)較長(zhǎng)，并且由于仿真系統(tǒng)潮流斷面缺乏實(shí)時(shí)性，對(duì)于調(diào)度員潮流分析往往不夠及時(shí)和直觀．對(duì)此，考慮聯(lián)合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)人員探索實(shí)現(xiàn)安全I(xiàn)區(qū)電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，包括相關(guān)參數(shù)、實(shí)時(shí)斷面數(shù)據(jù)與II區(qū)仿真系統(tǒng)同步的技術(shù)可能．仿真系統(tǒng)如能做到實(shí)時(shí)高效地模擬電網(wǎng)負(fù)荷變化過(guò)程和潮流轉(zhuǎn)移情況，不僅有利于調(diào)度員分析潮流分布和變化，以及學(xué)習(xí)合理調(diào)整電網(wǎng)方式的方法，還有利于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)仿真演練日?；统B(tài)化，非常適合現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)開(kāi)展電網(wǎng)無(wú)腳本事故演練的需求，可更有效地提升調(diào)控員仿真培訓(xùn)效果．

3．2 全過(guò)程仿真功能開(kāi)發(fā)

完整的電網(wǎng)事故判斷操作處理不僅包括電網(wǎng)調(diào)控部門(mén)，還包括現(xiàn)場(chǎng)操作站的協(xié)同檢查、判斷等．事故異常情況下現(xiàn)場(chǎng)變電站所開(kāi)展的檢查判斷，主要對(duì)象是現(xiàn)場(chǎng)一、二次設(shè)備，重點(diǎn)是對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作情況（信號(hào)指示光字等）檢查．如果將其與調(diào)控仿真系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，不僅能豐富仿真系統(tǒng)功能，還能更好地提升調(diào)控員業(yè)務(wù)能力，特別是促進(jìn)其監(jiān)控業(yè)務(wù)的深入和融合．目前現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控界面已經(jīng)能通過(guò)遠(yuǎn)程瀏覽功能在調(diào)度端實(shí)現(xiàn)調(diào)閱，如將目前系統(tǒng)功能進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，對(duì)當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)信息光字界面等設(shè)備也實(shí)現(xiàn)模擬事故現(xiàn)象并開(kāi)展仿真演練，將促進(jìn)調(diào)控員具體設(shè)備特性的掌握，提高對(duì)實(shí)際設(shè)備出現(xiàn)的各類異常信息的辨析能力，有利于調(diào)控員對(duì)實(shí)際事故的判斷處理更準(zhǔn)確和有效．

仿真系統(tǒng)中還可補(bǔ)充調(diào)度員智能開(kāi)票模塊，利用系統(tǒng)中的圖形模擬操作、潮流計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龉δ軐?shí)現(xiàn)智能開(kāi)票和安全校核．完善系統(tǒng)事故處理及操作全過(guò)程仿真，可以促使“大運(yùn)行”體系下相關(guān)流程業(yè)務(wù)的集中和融合，同時(shí)也為優(yōu)化不同業(yè)務(wù)之間的協(xié)作配合創(chuàng)造條件．

4 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了調(diào)控一體化模式下對(duì)調(diào)控員仿真培訓(xùn)的需求調(diào)整以及如何完善仿真培訓(xùn)在湖州公司調(diào)控中心的具體應(yīng)用．由于調(diào)控一體化模式的出現(xiàn)，本文針對(duì)調(diào)控業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和需求，從系統(tǒng)設(shè)置到硬件布置內(nèi)容調(diào)整進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明．通過(guò)完善調(diào)控員仿真培訓(xùn)內(nèi)容，改進(jìn)聯(lián)合反事故演習(xí)模式，促進(jìn)地縣調(diào)控人員在更接近實(shí)際工作的情況下學(xué)習(xí)，將有利于調(diào)控人員事故處理能力的快速提高，個(gè)人業(yè)務(wù)素質(zhì)的快速成長(zhǎng)，保障“大運(yùn)行”體系的進(jìn)一步深入．

［1］王宇?。疁\談DTS在衢州反事故演習(xí)中的應(yīng)用［C］．電力行業(yè)信息化年會(huì)論文集，2009：535－537．

［2］周軍．池州電網(wǎng)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)組成及應(yīng)用［C］．十六屆華東六省一市電機(jī)工程（電力）學(xué)會(huì)輸配電技術(shù)研討會(huì)論文集，2008：41－43．

［3］李贄．DTS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)及聯(lián)合反事故演習(xí)（培訓(xùn)）技術(shù)研究［J］．貴州電力技術(shù)，2009（3）：4－7．