變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司培訓(xùn)中心 褚雯雯 董光睿 趙 策 李光普

1 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要內(nèi)容

對(duì)于電力企業(yè)來(lái)講，要想更好的發(fā)展，勢(shì)必需要確保變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性，這就需要做好仿真系統(tǒng)培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。而變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)主要內(nèi)容，有以下兩點(diǎn)。

第一，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是系統(tǒng)演示，另一部分則是仿真系統(tǒng)。而系統(tǒng)演示是指仿真系統(tǒng)的使用方法，因此相關(guān)人員也要掌控好仿真系統(tǒng)的實(shí)際情況，其也是仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的核心部門(mén)。比如：包含監(jiān)視記錄以及調(diào)整變電站運(yùn)行工況或者是正常倒閘操作，所以企業(yè)應(yīng)圍繞這些內(nèi)容來(lái)展開(kāi)仿真培訓(xùn)，切實(shí)保障變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備的穩(wěn)定性。

第二，變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)的重點(diǎn)就是仿真系統(tǒng)，所以應(yīng)注重對(duì)變電站運(yùn)行人員的培訓(xùn)，使其能夠形成良好的工作習(xí)慣，針對(duì)潛在的問(wèn)題都第一時(shí)間去處理，也要掌握先進(jìn)的變電站仿真技術(shù)，進(jìn)一步通過(guò)組態(tài)建模達(dá)到令人滿(mǎn)意的培訓(xùn)效果。

2 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)基本功能

變電站設(shè)備已經(jīng)成為電力企業(yè)發(fā)展中的重要組成部分，而積極開(kāi)展開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)非常重要。

第一，設(shè)備顯示。它往往是仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基本功能，工作人員應(yīng)做好該環(huán)節(jié)的工作，它主要是用于監(jiān)視變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的，針對(duì)潛在問(wèn)題都能夠第一時(shí)間去處理。同時(shí)管理人員也可以通過(guò)設(shè)備顯示，掌握變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、信號(hào)以及相關(guān)參數(shù)；第二，設(shè)備操作。這就對(duì)操作人員提出新的要求，應(yīng)提高工作責(zé)任心。本身設(shè)備操作就是變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基本功能，此時(shí)可以采用就地、遙控等方法來(lái)操控設(shè)備。

第三，設(shè)備巡視。是仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的主要功能，工作人員可以通過(guò)仿真參數(shù)，進(jìn)而掌握相關(guān)開(kāi)關(guān)設(shè)備是否存在著異常情況，針對(duì)異常情況，也應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施去處理；第四，故障異常仿真。主要是指變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，因受到外界因素的干擾而出現(xiàn)故障問(wèn)題，所以操作人員應(yīng)針對(duì)已經(jīng)發(fā)生了故障及時(shí)維修，只有確保相關(guān)參數(shù)與變電站反應(yīng)處于一致，才可以提高變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)時(shí)效性。

3 仿真范圍及程度

3.1 范圍

仿真的范圍主要包含變電站一、二次設(shè)備，或者是變電站輔助設(shè)備，只有通過(guò)拓寬仿真培訓(xùn)范圍，才能夠保障變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定狀性，這也關(guān)乎電力企業(yè)發(fā)展。其中變電站一次設(shè)備包含很多內(nèi)容，常見(jiàn)的設(shè)備有變壓器模型、占用變壓器模型，或者是斷路器模型，可以說(shuō)，其包含的設(shè)備比較多，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備管理。

而二次設(shè)備模型則不同于一次設(shè)備，它主要包含占用直流系統(tǒng)模型、斷路器控制系統(tǒng)模型、中央信號(hào)系統(tǒng)模型以及自動(dòng)裝置模型等諸多系統(tǒng)，所以我們只有明確變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)范圍，才能夠?qū)崿F(xiàn)提高培訓(xùn)活動(dòng)質(zhì)量的目的，切實(shí)為后續(xù)仿真培訓(xùn)創(chuàng)下良好的條件。

3.2 程度

仿真的程度也需要滿(mǎn)足相應(yīng)的要求，這對(duì)電力企業(yè)發(fā)展來(lái)講也非常重要。因?yàn)樽冸娬鹃_(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)本身所涉及的內(nèi)容就比較多，要確保培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件。

第一點(diǎn)，能夠正確反映變電站和相關(guān)電網(wǎng)相互作用或者是相互影響關(guān)系，針對(duì)潛在問(wèn)題都要及時(shí)去處理，同時(shí)也要正確去描述變電站在電網(wǎng)中的地位，這樣才能夠發(fā)揮仿真培訓(xùn)活動(dòng)價(jià)值，保障變電站仿真的真實(shí)性。

第二點(diǎn)，針對(duì)電力系統(tǒng)出現(xiàn)的故障原因也要加以分析，因?yàn)楣收先舨患皶r(shí)處理，往往會(huì)導(dǎo)致局部電網(wǎng)電壓與頻率不正常，對(duì)于電力企業(yè)正常生產(chǎn)作業(yè)都會(huì)造成影響，所以要確保電網(wǎng)和變電站模型應(yīng)處于一定電壓和頻率范圍。變電站一、二次設(shè)備仿真范圍要全面性，相關(guān)人員也要按照相關(guān)要求做好基礎(chǔ)工作。比如：應(yīng)確保模型與算法應(yīng)有良好的收斂性，同時(shí)也要實(shí)時(shí)響應(yīng)速度，這不僅能夠保障變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)有良好的時(shí)效性，也能為電力企業(yè)后續(xù)管理工作奠定基礎(chǔ)。

4 系統(tǒng)功能

4.1 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備仿真講解模塊

變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備仿真講解模塊是提高設(shè)備檢修工作質(zhì)量的重要內(nèi)容，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求來(lái)展開(kāi)虛擬仿真培訓(xùn)，目的也是為了起到有效補(bǔ)充的作用。變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作系統(tǒng)性較強(qiáng)，應(yīng)做好每一環(huán)節(jié)的工作，才能實(shí)現(xiàn)提高技術(shù)水平的目的。同時(shí)也可從功能上進(jìn)行詳細(xì)劃分，進(jìn)步將其分為不同的模塊，針對(duì)不同模塊也要制定可行的方案去加強(qiáng)講解，這樣才能讓每個(gè)人了解變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備的實(shí)際原理；可通過(guò)對(duì)內(nèi)部和外部進(jìn)行三維建模，以此來(lái)確保變電站處于安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。也可將所設(shè)立的三維模型以仿真形式表現(xiàn)出來(lái)，這也是虛擬仿真培訓(xùn)常用的一種手段，最后得以達(dá)到令人滿(mǎn)意的培訓(xùn)效果[1]。

4.2 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行仿真模塊

電力企業(yè)發(fā)展中開(kāi)始注重變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作，該工作所涉及內(nèi)容較多，在實(shí)際管理上也面臨著一些困難，還需加大在虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)上的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。其中，需對(duì)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行仿真模塊進(jìn)行分析，這也是其主要系統(tǒng)功能之一，在對(duì)變電站開(kāi)關(guān)三維建模過(guò)程中，要秉承負(fù)責(zé)任態(tài)度做好仿真模塊分析，通過(guò)三維模型構(gòu)建可形成一個(gè)含有一次設(shè)備的三維仿真變電站場(chǎng)景，這可為后續(xù)工作提供理論數(shù)據(jù)支持。

當(dāng)然變電站場(chǎng)景內(nèi)部也需具備全面性，應(yīng)包含相應(yīng)的檢修設(shè)備，這樣不僅可達(dá)到真實(shí)仿真的效果，也能切實(shí)提高變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量[2]。此外也要做好安全布置工作，對(duì)相應(yīng)的變電設(shè)備檢修結(jié)束后也要快速恢復(fù)其供電功能，以免影響其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，從而通過(guò)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行仿真模塊，實(shí)現(xiàn)間隔內(nèi)設(shè)備倒閘操作目的。

4.3 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修仿真模塊

變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備已經(jīng)成為電力企業(yè)發(fā)展中的重要組成部分，而部分設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中也會(huì)存在著問(wèn)題，所以我們還需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢修，這就需要對(duì)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修仿真模塊加以研究[3]。

首先，工作人員應(yīng)在每個(gè)間隔停電之后來(lái)進(jìn)行操作，這樣才能夠達(dá)到理想化的檢修效果，因?yàn)橥ㄟ^(guò)間隔停電，我們可掌握變電設(shè)備的實(shí)際故障所在，進(jìn)一步采取有效方法去處理問(wèn)題。當(dāng)然做好前期準(zhǔn)備工作的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的培訓(xùn)，使他們能夠掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也要提高其安全責(zé)任意識(shí)，從而為后續(xù)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)管理工作奠定夯實(shí)基礎(chǔ)；其次，為了更好的提高變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量，工作人員也要確保整個(gè)檢修流程的規(guī)范化，在檢修過(guò)程中也要做好檢修記錄，最重要的是要對(duì)每個(gè)步驟的考題進(jìn)行評(píng)分，這也關(guān)乎后續(xù)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量。

4.4 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備支撐管理模塊

做好上述內(nèi)容之后，電力企業(yè)也要加強(qiáng)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備支撐管理模塊分析，這也是其系統(tǒng)功能之一，特別是在進(jìn)行虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)。其中支撐管理模塊，我們可將其理解為是對(duì)內(nèi)部學(xué)員進(jìn)行統(tǒng)一集中化培訓(xùn)管理的過(guò)程，其最終的目的也是為了提高學(xué)員各方面能力，進(jìn)一步滿(mǎn)足電力企業(yè)實(shí)際經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)展需求，這對(duì)于企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的提高也非常的重要。

同時(shí)優(yōu)秀學(xué)員自身要努力的去學(xué)習(xí)，積極參與到相關(guān)培訓(xùn)活動(dòng)中，進(jìn)一步通過(guò)全方位系統(tǒng)培訓(xùn)，掌握更多的變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)項(xiàng)目，且確保變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量得到提高[4]。因?yàn)殡娏ζ髽I(yè)本身就與現(xiàn)代城市發(fā)展之間存在密不可分的關(guān)系，其設(shè)備安全也間接影響了人們的生活以及行業(yè)生產(chǎn)，所以我們更加需要通過(guò)加強(qiáng)對(duì)虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，以此來(lái)保障變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作順利有序展開(kāi)。

5 變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

5.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作綜合性比較強(qiáng)，管理中也面臨著一些問(wèn)題，所以我們還需要加大在虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)上的開(kāi)發(fā)，以此來(lái)滿(mǎn)足電力企業(yè)發(fā)展需求[5]。

首先，應(yīng)注重對(duì)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究，該系統(tǒng)包含很多系統(tǒng)，比如：學(xué)員機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，系統(tǒng)服務(wù)器以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等，每一個(gè)服務(wù)器都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以相關(guān)管理者應(yīng)做好每一個(gè)硬件結(jié)構(gòu)的管理。同時(shí)，學(xué)員機(jī)大多數(shù)是用于接收用戶(hù)的輸入信號(hào)，以此來(lái)達(dá)到有效管理的目的，這不僅能夠提高變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳遞的目的；其次，工作人員也可借助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)展開(kāi)工作，該服務(wù)器的作用主要是為了數(shù)據(jù)傳輸，最重要的是要了解硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。

5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)也是變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中需注重環(huán)節(jié)。通常情況下，虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)大多數(shù)是采用組件化展開(kāi)工作的一個(gè)過(guò)程，當(dāng)然也會(huì)應(yīng)用到其他軟件技術(shù)，不同的技術(shù)也發(fā)揮著不同的作用，這就需要按照實(shí)際檢修工作需求科學(xué)合理的選擇，以此來(lái)發(fā)揮現(xiàn)代軟件技術(shù)價(jià)值。同時(shí)管理人員也可按照多層應(yīng)用體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來(lái)確保系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)水平得到逐步的提高。

其次，大多數(shù)系統(tǒng)服務(wù)器所包含的內(nèi)容比較多，常見(jiàn)模塊是人員管理模塊或者是配置缺陷模塊，每一個(gè)模塊所涉及的內(nèi)容也不同，所以電力企業(yè)更加需要做好系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而為后續(xù)變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量的提高奠定夯實(shí)基礎(chǔ)，以及促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)健康可持續(xù)化發(fā)展。

5.3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，是電力企業(yè)需要加強(qiáng)管理的一環(huán)，因?yàn)檫@直接關(guān)乎其發(fā)展速度的快慢。而要想在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系中立足不敗的地位，更加需要加強(qiáng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，可引進(jìn)相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。

第一，安全事故案例制作技術(shù)是常見(jiàn)的一種技術(shù)手段，它主要是指利廣大用戶(hù)利用沉浸式變電站安全事故案例工作構(gòu)成的一個(gè)系統(tǒng)，能夠提高整個(gè)案件制作的效率和質(zhì)量。當(dāng)然不同的技術(shù)也發(fā)揮著不同的作用；第二，沉浸式立體顯示技術(shù)，也是變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中常用的一個(gè)技術(shù)手段，這也能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員工作提供技術(shù)支持；最后，通過(guò)不同的技術(shù)手段達(dá)到預(yù)期的仿真培訓(xùn)效果，并帶動(dòng)我國(guó)電力企業(yè)朝著更好的方向可持續(xù)發(fā)展。

5.4 虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用

變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)得到較好的應(yīng)用，且獲得了令人稱(chēng)贊的成績(jī)和效果。所以，為了取得良好的仿真培訓(xùn)效果，電力企業(yè)也要加強(qiáng)在系統(tǒng)應(yīng)用上的研究力度，以此來(lái)彌補(bǔ)以往管理模式上的不足。如：可通過(guò)有效應(yīng)用虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)前準(zhǔn)備以及檢修流程培訓(xùn)等目的，這樣就可提高變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修工作質(zhì)量，且發(fā)揮培訓(xùn)工作價(jià)值；其次，也可通過(guò)創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式，以此來(lái)達(dá)到良好交互性的目的，這不僅能夠培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的技能型人才，且將虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)有效地應(yīng)用和推廣出去。

綜上，為了進(jìn)一步達(dá)到理想化管理效果，電力企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)在變電站開(kāi)關(guān)設(shè)備檢修方面的管理，也要積極開(kāi)展虛擬仿真培訓(xùn)，這不僅可以提高設(shè)備檢修工作質(zhì)量和效果，同時(shí)也可將虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)較好地推廣和應(yīng)用出去，進(jìn)而獲得更大的發(fā)展空間。