新型調(diào)度自動(dòng)化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建

豐棟

[摘 ?要]傳統(tǒng)的行業(yè)培訓(xùn)，無法對(duì)二次設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行有效培訓(xùn)。本構(gòu)想則采用半實(shí)物仿真技術(shù)搭建了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，將全數(shù)字仿真系統(tǒng)通過接口部分與真實(shí)的二次設(shè)備無縫連接，搭建了全過程、全場(chǎng)景、全范圍的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)培訓(xùn)環(huán)境，多角度、多方位的滿足調(diào)度相關(guān)專業(yè)人員的培訓(xùn)需求，從根本上提高了行業(yè)技能培訓(xùn)的效果。為調(diào)控人員、變電運(yùn)維人員及調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維人員提供了一個(gè)快捷、高效的培訓(xùn)平臺(tái)。

[關(guān)鍵詞]調(diào)度自動(dòng)化 數(shù)字物理混合仿真 職工培訓(xùn)

中圖分類號(hào)：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）22-0137-01

一、背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電力相關(guān)專業(yè)培訓(xùn)存在以下問題：

（1）培訓(xùn)缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)，滿足崗位技能要求需要長時(shí)間運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的積累，培訓(xùn)周期長。

（2）傳統(tǒng)的調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)以全數(shù)字仿真為主，只能進(jìn)行基本原理和簡(jiǎn)單操作的培訓(xùn)，不能達(dá)到培訓(xùn)維護(hù)和檢修技能的目的。

（3）現(xiàn)有的智能電網(wǎng)培訓(xùn)仿真主要面向電網(wǎng)機(jī)電暫態(tài)仿真，電網(wǎng)調(diào)度主站、廠站運(yùn)維人員無法了解電網(wǎng)的電磁暫態(tài)過程，無法對(duì)基于電磁暫態(tài)的二次設(shè)備動(dòng)作情況進(jìn)行有效培訓(xùn)。

（4）傳統(tǒng)的調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)沒有智能變電站的培訓(xùn)內(nèi)容，相關(guān)人員沒有掌握智能變電站的運(yùn)行和檢修技術(shù)，給智能變電站的調(diào)試、運(yùn)行、檢修等工作但來很大困難。

本發(fā)明“調(diào)度自動(dòng)化數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)”首次采用半實(shí)物仿真技術(shù)搭建了調(diào)度自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，將全數(shù)字仿真系統(tǒng)通過接口部分與真實(shí)的二次設(shè)備無縫連接，搭建了全過程、全場(chǎng)景、全范圍的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)培訓(xùn)環(huán)境，全方位滿足調(diào)度相關(guān)專業(yè)人員的培訓(xùn)需求，改善了培訓(xùn)效果。

二、技術(shù)方案

調(diào)度自動(dòng)化數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包括調(diào)控廠站系統(tǒng)、調(diào)度主站系統(tǒng)、接口設(shè)備及電網(wǎng)仿真系統(tǒng)四部分。調(diào)控主站系統(tǒng)和廠站二次部分采用真實(shí)裝置，一次電網(wǎng)及變電站設(shè)備采用全數(shù)字仿真，通過接口設(shè)備將仿真系統(tǒng)與真實(shí)設(shè)備無縫連接，逼真地反映了操作響應(yīng)過程、異常事故發(fā)展過程及現(xiàn)象，為電力生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)人員提供與現(xiàn)場(chǎng)高度一致的環(huán)境。

三、實(shí)施方式

1、電網(wǎng)仿真部分

采用電磁-機(jī)電暫態(tài)聯(lián)合仿真技術(shù)，確保仿真結(jié)果的逼真性和精確性。并采用優(yōu)化的并行處理算法，以滿足實(shí)時(shí)性要求。同時(shí)，具備完善的一次設(shè)備及故障仿真模型，能夠模擬各種類型故障和多重故障時(shí)電力系統(tǒng)的暫態(tài)行為;也具備模擬各種倒閘操作的功能。

2、接口部分

包含數(shù)字物理接口和廠站信號(hào)模擬終端兩類接口設(shè)備：

（1）數(shù)字物理接口設(shè)備

實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)和真實(shí)廠站設(shè)備的接口功能，包括實(shí)時(shí)IO接口設(shè)備、電壓電流放大器、電子式互感器模擬裝置、合并單元模擬裝置、智能終端模擬裝置、斷路器、刀閘模擬裝置。

（2）廠站信號(hào)模擬終端

實(shí)現(xiàn)不包含真實(shí)二次設(shè)備的廠站遠(yuǎn)動(dòng)功能的模擬，為調(diào)控中心提供更多的子站信息。

3、廠站部分

面向不同的培訓(xùn)需求，廠站部分采用以下兩種配置方式：

（1）含有真實(shí)二次設(shè)備的智能變電站：采用電磁暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)，將電網(wǎng)仿真通過數(shù)字物理接口設(shè)備與智能變電站二次設(shè)備實(shí)時(shí)交互，通過遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)與調(diào)控中心主站通信。滿足了廠站端變電運(yùn)維、二次運(yùn)檢人員培訓(xùn)的需求。

（2）全數(shù)字仿真的發(fā)電廠、變電站：采用機(jī)電暫態(tài)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)，通過廠站信號(hào)模擬終端直接和調(diào)控中心主站通信。廠站信號(hào)模擬終端能夠仿真多個(gè)廠站的“四遙”信息和不同廠家的遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，為調(diào)度主站提供全網(wǎng)子站的信息，滿足了調(diào)度相關(guān)人員的培訓(xùn)需求。

4、調(diào)控主站

調(diào)度主站采用與真實(shí)調(diào)控系統(tǒng)一致的軟硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)調(diào)控一體主站系統(tǒng)、二次系統(tǒng)安全防護(hù)、通信數(shù)據(jù)網(wǎng)等相關(guān)設(shè)備的調(diào)試、維護(hù)及缺陷處理等實(shí)訓(xùn)功能，具有調(diào)控一體化模式下的電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行培訓(xùn)功能。

四、主要優(yōu)點(diǎn)

（1）本發(fā)明采用半實(shí)物仿真技術(shù)，搭建了全過程、全場(chǎng)景、全范圍的培訓(xùn)環(huán)境。

（2）本發(fā)明將機(jī)電-電磁暫態(tài)聯(lián)合仿真技術(shù)應(yīng)用于調(diào)度自動(dòng)化仿真培訓(xùn)領(lǐng)域中，確保仿真結(jié)果的逼真性和精確性。

（3）本發(fā)明實(shí)現(xiàn)多專業(yè)、多層次一體化的技能培訓(xùn)、考核、競(jìng)賽等功能。能夠?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)控人員、調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維人員、變電運(yùn)維人員提供一體化、單元制培訓(xùn)模式，可實(shí)現(xiàn)資源共享，達(dá)到節(jié)約投資、降低成本、縮短培訓(xùn)周期的目的。

（4）本發(fā)明為電網(wǎng)運(yùn)行反事故演練、分析研究提供仿真模擬驗(yàn)證的平臺(tái)?？梢园涯M事故過程作為事故分析研究的驗(yàn)證依據(jù)，為電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)檢修及投資發(fā)展提供輔助決策。

（5）本發(fā)明不僅可以開展機(jī)理性、概念性培訓(xùn)，還可以真實(shí)裝置、二次回路運(yùn)行維護(hù)相關(guān)技能培訓(xùn)，有利于高技能人才的培養(yǎng)。

五、應(yīng)用效果

2012年12月專利成果應(yīng)用以來，實(shí)施開展了79期2萬6千人天的電網(wǎng)調(diào)控、調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維、變電運(yùn)維三專業(yè)的崗位培訓(xùn)及技能鑒定的培訓(xùn)考核工作，承辦了2項(xiàng)省公司組織的技能競(jìng)賽活動(dòng)，為國網(wǎng)內(nèi)蒙古電力公司電網(wǎng)調(diào)控人員及內(nèi)蒙古地方電力公司變電運(yùn)維人員進(jìn)行了省公司比武選手的集訓(xùn)工作，培訓(xùn)人天數(shù)合計(jì)1869人天。