智能電網(wǎng)全過(guò)程仿真反事故演練輔助平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院 李 曉

智能電網(wǎng)全過(guò)程仿真反事故演練輔助平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院 李 曉

本文介紹了基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的智能電網(wǎng)全過(guò)程仿真反事故演練輔助平臺(tái)的功能與設(shè)計(jì)，分析了事件表模塊功能與教學(xué)策略的應(yīng)用，提出輔助操作平臺(tái)與調(diào)控一體仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合的方法，可實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控、變電運(yùn)行學(xué)員完整業(yè)務(wù)流程的操作培訓(xùn)，讓培訓(xùn)過(guò)程更與實(shí)際業(yè)務(wù)流程更為接近，能讓受訓(xùn)學(xué)員得到更為完整充分的培訓(xùn)，大大提高培訓(xùn)效果。

反事故演練；輔助教學(xué)；電網(wǎng)仿真

一、前言

目前，國(guó)內(nèi)外已有一些電網(wǎng)和變電站監(jiān)控一體的聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，但并沒(méi)有完整地考慮多級(jí)多地域調(diào)控中心進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行全仿真培訓(xùn)。另外，在對(duì)調(diào)度員、監(jiān)控員的培訓(xùn)中，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)事故的控制、隔離等操作，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)與變電運(yùn)行人員的互動(dòng)操作，例如，通知現(xiàn)場(chǎng)檢查，得到現(xiàn)場(chǎng)的處理信息、結(jié)果反饋等。

針對(duì)上述情況，為了能在反事故演練中達(dá)到一個(gè)更好的培訓(xùn)效果，在使用調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)給調(diào)控員培訓(xùn)時(shí)，考慮設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單便利的輔助系統(tǒng)平臺(tái)，讓受訓(xùn)學(xué)員還能夠開(kāi)展電網(wǎng)相關(guān)專(zhuān)業(yè)聯(lián)絡(luò)反饋業(yè)務(wù)的演練。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的智能電網(wǎng)全過(guò)程反事故演練輔助平臺(tái)旨在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行人員業(yè)務(wù)流程完整的培訓(xùn)和考核。輔助系統(tǒng)與仿真平臺(tái)的結(jié)合，可以使學(xué)員在培訓(xùn)考核過(guò)程中，不僅可以在仿真系統(tǒng)進(jìn)行自己專(zhuān)業(yè)的業(yè)務(wù)操作培訓(xùn)，還可通過(guò)輔助系統(tǒng)模擬與其他單位的互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)業(yè)務(wù)流程的完整培訓(xùn)。同時(shí)，系統(tǒng)集成的遠(yuǎn)程通信端口可方便中心對(duì)全省偏遠(yuǎn)地區(qū)調(diào)控和變電運(yùn)行人員開(kāi)展差異化專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)技能培訓(xùn)業(yè)務(wù)，從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)不能適應(yīng)全省各地市、縣和配調(diào)班組人員就地化、多模式的調(diào)度與監(jiān)控一體化仿真培訓(xùn)，調(diào)控人員在不同區(qū)域通過(guò)遠(yuǎn)程登錄參與省、地市級(jí)調(diào)控反事故演習(xí)、調(diào)控專(zhuān)業(yè)勞動(dòng)競(jìng)賽以及技能鑒定的實(shí)際要求。

圖1 軟件結(jié)構(gòu)示意圖

該平臺(tái)提供一套通用的數(shù)據(jù)管理、模型管理、運(yùn)行管理的工具，支持仿真系統(tǒng)的建立、維護(hù)和運(yùn)行，各模塊間通過(guò)分布式仿真對(duì)象RTI接口管理服務(wù)端相聯(lián)接，通過(guò)RMI遠(yuǎn)程方法調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)，各仿真引擎的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)培訓(xùn)學(xué)員來(lái)說(shuō)完全透明。基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的電網(wǎng)全過(guò)程反事故演練輔助平臺(tái)，主要包括調(diào)控一體化輔助系統(tǒng)仿真、調(diào)控一體化智能評(píng)價(jià)仿真、教員系統(tǒng)服務(wù)仿真模塊等。軟件結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

輔助系統(tǒng)學(xué)員模塊是學(xué)員的操作平臺(tái)，是學(xué)員操作界面的應(yīng)用功能。在培訓(xùn)過(guò)程中，根據(jù)教員設(shè)置的題目，學(xué)員除進(jìn)行設(shè)備正常操作，可在該平臺(tái)進(jìn)行設(shè)備輔助操作，并顯示和查看操作內(nèi)容和反饋內(nèi)容。輔助系統(tǒng)主要包括有建立設(shè)備規(guī)則文件、輔助系統(tǒng)教案制作與發(fā)送、輔助系統(tǒng)學(xué)員操作和輸出操作記錄等五個(gè)流程。具體說(shuō)明如下：

（1）建立設(shè)備規(guī)則文件

設(shè)備規(guī)則文件是針對(duì)各類(lèi)型設(shè)備制定的可以進(jìn)行的操作的配置文件。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)讀取設(shè)備規(guī)則文件，并匹配各類(lèi)型設(shè)備，在教員和學(xué)員的操作界面的設(shè)備的操作菜單中顯示并可操作。

設(shè)備規(guī)則文件可根據(jù)各地的要求不同進(jìn)行配置，該文件格式如下：

第一列是設(shè)備類(lèi)型，一般包括線(xiàn)路、變壓器、電容器、電抗器、負(fù)荷、母線(xiàn)、斷路器、刀閘等設(shè)備；

第二列是輔助系統(tǒng)內(nèi)容，即設(shè)備可進(jìn)行的操作內(nèi)容，一般依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控相關(guān)的運(yùn)行管理規(guī)范以及實(shí)際作業(yè)流程來(lái)編寫(xiě)；

第三列是默認(rèn)回復(fù)延時(shí)時(shí)間，第四列是默認(rèn)回復(fù)內(nèi)容，即輔助系統(tǒng)學(xué)員操作時(shí)，如果教案里沒(méi)有設(shè)定該操作的回復(fù)內(nèi)容，按默認(rèn)回復(fù)延時(shí)時(shí)間發(fā)送默認(rèn)回復(fù)內(nèi)容；教案里有對(duì)該操作設(shè)備回復(fù)時(shí)間和回復(fù)內(nèi)容時(shí)，按設(shè)定的回復(fù)時(shí)間和回復(fù)內(nèi)容回復(fù)。

（2）輔助系統(tǒng)教案制作

輔助系統(tǒng)教案制作可新建和編輯教案。輔助系統(tǒng)教案一般是針對(duì)要培訓(xùn)或考試的題目，對(duì)于學(xué)員的操作制作回復(fù)內(nèi)容，以及給學(xué)員廣播式的發(fā)布通知。

輔助系統(tǒng)教案事件分位兩類(lèi)：

一類(lèi)是通知事件，一般是教員要給學(xué)員發(fā)布的事件。按照教案設(shè)定的時(shí)間和通知內(nèi)容，給學(xué)員發(fā)送，學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)收到事件后，可自動(dòng)彈出，在輔助系統(tǒng)記錄模塊中顯示，供學(xué)員可隨時(shí)查看；

另一類(lèi)是詢(xún)問(wèn)事件，一般是輔助系統(tǒng)學(xué)員操作事件。教案制作時(shí)，要模擬操作過(guò)程，對(duì)這類(lèi)事件設(shè)定好回復(fù)內(nèi)容和回復(fù)事件。當(dāng)教案發(fā)送給學(xué)員后，學(xué)員的對(duì)應(yīng)操作就能自動(dòng)收到反饋內(nèi)容，在輔助系統(tǒng)記錄模塊中的操作事件后面的回復(fù)里顯示，供學(xué)員可隨時(shí)查看。輔助系統(tǒng)的教案制作流程如圖2所示。

（3）輔助系統(tǒng)教案發(fā)送

在培訓(xùn)或考試開(kāi)始后，教員可以根據(jù)培訓(xùn)或考試的內(nèi)容，把提前制作的教案發(fā)送給學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)，學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)就加載相應(yīng)的教案，供學(xué)員操作使用。

圖2 輔助系統(tǒng)教案制作流程

（4）輔助系統(tǒng)學(xué)員操作

在培訓(xùn)或考試開(kāi)始后，根據(jù)教員設(shè)置的題目，仿真系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)與實(shí)際發(fā)生事件類(lèi)似的現(xiàn)象反應(yīng)，例如開(kāi)關(guān)的變位，潮流的變化，告警信息的顯示等等，學(xué)員要對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷，按照實(shí)際的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行相應(yīng)的處理操作。一些無(wú)法通過(guò)仿真系統(tǒng)直接操作的事件，或是需要其他單位配合的工作，例如，匯報(bào)領(lǐng)導(dǎo)，通知現(xiàn)場(chǎng)檢查，需要現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)檢查內(nèi)容等，可通過(guò)輔助系統(tǒng)進(jìn)行操作，輔助系統(tǒng)可充當(dāng)其他角色，例如變電運(yùn)行人員等，給受訓(xùn)學(xué)員予以輔助，對(duì)學(xué)員的操作進(jìn)行自動(dòng)答復(fù)，便于學(xué)員的后續(xù)判斷操作，實(shí)現(xiàn)完整的業(yè)務(wù)流程的模擬。

（5）輸出操作記錄

學(xué)員的每步操作包括輔助系統(tǒng)操作，都輸出操作記錄，便于教員的收取、查看和考核，還可借助自動(dòng)評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)學(xué)員的操作進(jìn)行自動(dòng)考評(píng)。

三、結(jié)論

該輔助培訓(xùn)系統(tǒng)平臺(tái)輔助操作平臺(tái)與調(diào)控一體仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控、變電運(yùn)行學(xué)員完整業(yè)務(wù)流程的操作培訓(xùn)，讓培訓(xùn)過(guò)程更與實(shí)際業(yè)務(wù)流程更為接近，能讓受訓(xùn)學(xué)員得到更為完整充分的培訓(xùn)，大大提高培訓(xùn)效果。

[1]黃斐．基于SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)研究[D]．華南理工大學(xué),2014．

[2]俞曉峰等．DTS在河源電網(wǎng)反事故演練中的應(yīng)用[J]．機(jī)電信息,2015,33．

[3]張銘．變電站反事故演練要點(diǎn)分析[J]．黑龍江科學(xué),2014,12(5)．

李曉（1975—），女，湖南株洲人，講師，畢業(yè)于湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，工學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)在湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院從事教學(xué)與專(zhuān)業(yè)研究，主要研究領(lǐng)域：電力電子及信息工程應(yīng)用。