地县调控一体化模式下调控员仿真培训系统的建设及其应用＊

朱晓东，柳 昂，魏 亮，黄 申

（国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江 湖州313000）

随着社会对供电可靠性要求的日益提高，作为保障电网安全稳定运行的实时指挥部门——电网调度控制中心，提高其人员对异常事故处理能力的重要性日益突出．

传统电网调度部门所运用的仿真培训系统主要是模拟电网调度员实际工作使用电网调控系统，通过预设电网设备故障和不正常工作状态，模拟实际事故现象和信号，包括模拟实际事故操作界面信息，检验和训练调度员事故判断、处理的能力．电力行业多年来的运用实践证明，仿真培训对提高人员应对电网突发事故处理能力，避免误操作发生，验证和完善事故预案具有很好的经济性、有效性和安全性［1］．

当大运行体系和地县调控一体化模式确立后，传统的调度业务包括调度操作、事故及异常处理方式流程发生了变化．特别是当前在大运行体系下地县调控一体化模式与传统调度和监控业务已逐步融合，并已建立了相应的一体化调控系统，可实现地县两级调控人员实时同步查看和监视全电网中主要电气设备运行信息，并可在同一系统中协同操作处理异常、事故．在此基础上，电网公司调控部门有必要转变传统的调度员业务仿真系统（Dispatcher Training Simulator，DTS），调整建设针对调度监控业务合一的调控员适用的仿真培训系统（Dispatch－Controller Training Simulator，DCTS）．

1 一体化模式下仿真培训系统的需求和系统实现

湖州公司调控中心从新的工作模式下的电网调控人员培训需求出发，根据“三集五大”体系建设要求，确定当前仿真培训管理目标：促使调度和监控专业人员业务融合；实现系统功能应用，满足调控人员日常化培训需求；实现地县两级电网调控部门联合同步仿真，提高两级电网调控人员异常事故处理水平和协作配合能力．

1．1 建设准备

1．1．1 调控业务变化调整

调控员仿真系统建设首先需要确认和了解调控一体化模式下仿真培训的具体功能需求，包括：调控一体化后仿真培训内容具体调整变化；调控业务配合关系和实现方式方法；仿真系统培训各角色分配和具体要求．对此，在建设调控员仿真系统全过程中自动化专业都保持与调控业务部门的不断沟通，主要是掌握调控员在事故处理和电网操作等相关工作的流程变化情况，特别是一体化模式下监控业务在电网事故处理中的体现，包括事故异常信息判断和直接操作设备等调整部分［1］．

根据调控一体化模式下调度业务的具体变化，原DTS培训工具有必要进行完善调整．主要体现有两方面：第一，增加监控业务仿真培训内容，传统调度业务中的部分监视工作改由监控人员承担，包括电压、频率、重要设备及断面潮流信息，这需要在仿真培训系统中体现对各种设备异常信息的分析判断；第二，在调控一体化模式下突发事故时，调控中心监控人员第一时间汇报事故及异常信息，并通知变电运维人员现场检查．调度员可根据监控信息迅速作出响应，可采取监控遥控操作方式处理事故，以提高事故及异常处理的响应速度．而以往的事故演练和实际事故处理方式主要是调度员电话通知变电工区各单位进行操作，直接操作设备处理事故较少，事故仿真培训功能中须完善模拟调控一体化模式下调度监控相互配合处理事故内容．

1．1．2 电网系统仿真数据参数实现

建立仿真系统需要的电网实际参数数据包括：电网图形和网络模型参数；保护和自动装置参数；电网运行方式和潮流分布情况［2］．

湖州调控中心仿真系统基于实际调控人员工作使用的OPEN3000系统，仿真系统安装于非控制生产II区，与控制生产I区隔离．对电网一次模型实现一体化同步技术，即所有的电网一次设备模型和图形在实时控制安全I区统一维护，通过执行模型维护向导可以将I区的一次电网图形和模型直接同步到培训系统，保证仿真系统与实际工作用的调控系统界面图形相一致，并符合电网一次接线参数．

电网在发生事故时，调控员主要通过观察电网潮流变化和继电保护动作情况判断处理事故，因此电网二次系统仿真的设置是调控员仿真系统中的关键．对于电网二次保护自动装置的模拟仿真，包括对于二次继电保护、重合闸、备自投等保护装置动作原理、条件和信号，主要通过搜集实际的（如湖州电网）保护自动装置和配置相关资料，人工填用建立继保自动装置模版，通过系统生成XML文件保存和调用．需要建立的二次模版包括：继电保护配置模版；安全稳控装置动作条件方式模板；低频低压减载装置动作次序模板；备自投装置动作条件设置．

湖州调控仿真系统中的继电保护仿真提供两种算法：一种是定值仿真．该算法的优点是能逼真地再现事故发生时的保护动作情况．缺点是对一次系统模型的建立要求很高，需要录入继电保护定值，系统维护量较大．另一种是逻辑判断法．该算法的优点只需依据保护原理，根据具体动作规则进行模拟，应用较为方便．考虑到系统设定维护效率，我们采取继电保护逻辑仿真．在实际仿真中，也发现由于湖州电网存在个别特殊接线，如三侧光纤差动保护、不完全接线情况下的备自投保护等，系统功能原有的逻辑判断保护动作结果与实际不符，对此情况，我们采取调整有关保护配置，包括稳控装置动作对象、时间等解决，并新建相关保护配置模板方便配置（见图1）．

1．2 系统结构

湖州仿真系统硬件网络结构如图2所示，系统安装置于Ⅱ区，模拟实际的湖州电网调控系统界面，通过专用的数据访问接口获取实际的电力系统模型和有关数据，系统通过其仿真支持功能（SSF）提供监视和控制培训过程的功能，包括初始化和调整控制参数、设置事件序列、与学员通信及干预培训进程等．配置结构如图2．

1．3 硬件组成

湖州电网仿真培训系统基于南瑞科技OPEN－3000调控一体化平台，OPEN3000系统前置通信服务器接入市公司自动化共用前置数采平台，又通过市公司与各县公司电力调度数据网骨干链路，实现与各县公司SCADA系统前置服务器的IEC－3104通信，完成湖州地区电网所有170多座变电站的接入．由于湖州电网采用集中统一建模，因此可以采用全电网集中式的统一仿真方案，通过构建满足联合反事故演习要求的统一电网模型，满足地县联合反事故演习的各项要求．

1．4 实现一体化系统下地县联合反事故演习

原先的地县调度有各自的SCADA系统，开展地县调度联合反事故演习时，两级调度之间对电网潮流数据等变化情况无法同步模拟呈现，无法实现统一仿真时间的协同操作．利用仿真系统基于地县调控一体化平台实现地县一体化设置事故，并在仿真系统中通过两级调度实际责任区划分，区分各级信号，能在系统中实现实时协同事故处理［3］．

2 调控员仿真培训系统的具体应用

2．1 仿真演习席位设置

根据当前调控一体工作模式实际，系统模拟实际值班环境，将调度学员席和监控学员席同置于应急中心室内，模拟实际事故处理时调控人员的协作配合情况．教员机则分开置于调度实训室．在涉及地县两级调度联合事故演练时，由地调教员机统一进行演练指挥控制，观摩人员通过演习大屏直观地了解事故发生现象．不同于以往演习过程，都是通过电话问答，通过仿真系统的外接实时显示屏可以直观地对演练进度、电网运行方式和处理方法同步了解和学习．评判人员也可以对演习人员的响应和处理情况进行直接掌握，评价可更全面．

2．2 完善演习方案设计

仿真事故演习在针对电网薄弱环节侧重调度、监控业务配合以及县调协作处理．以某一变电站开关设备单一事故逐渐发展成母线故障的扩大性事故为例：演习教案中可根据实际设置各类告警信号，检验监控学员辨析各种信号并判断设备故障性质和发展程度的能力；事故处理方案中设计调度学员通过与监控的配合，利用仿真系统模拟遥控操作，及时处理防止事故继续扩大；演习教案设定母线故障涉及县调所辖变电站失电，训练地县两级调度如何协作配合做好用户的转供电．

将设定的演习方案及潮流方式（如夏季高负荷情况下负荷潮流），保存在系统中作为典型教案，对相关初始方式和潮流情况，根据事故演习演练具体要求实际调节，以CASE形式保存在仿真系统服务器，在演习中可方便调用．

2．3 有关调控业务需求变化内容仿真

针对调控一体化工作实际，特别增加了监控业务仿真培训项目．对于实际电网监控工作中很重要的内容 ——电网异常信号的监视、分析和判断工作，设置了专门的可模拟各类故障异常信号仿真功能模块．演习教练根据实际演习内容发送各类告警信息和污染数据，检验调控学员对监控工作中常出现的异常、错误信号和数据的分析判断情况．

不同于以往的调度员事故仿真演练只是在电话下指令模拟操作处理，针对新的调控一体化工作模式，系统还专门设定了需要监控人员直接操作断路器设备的事故环境．在特定故障情况下，调控员可通过本仿真系统直接操作开关，加快事故处理过程，符合实际工作中调控一体化模式下调控工作的职能变化．

通过仿真系统的过程回放功能，在演习结束后系统可以回放演习过程，并对学员处理过程全面和针对性地进行评价，通过讨论可以得出相对最优的处理方案并储存于系统，有利于培训效果的巩固．

3 调控员仿真培训系统实际应用问题展望

3．1 进一步完善实际电网实时数据映射

由于调控一体化系统仿真系统设置较为繁琐，在既定演练方案的条件下，需要对系统满足电网发生故障的仿真模拟进行大量的设置，特别是电气遥测数据设置调节耗时较长，并且由于仿真系统潮流断面缺乏实时性，对于调度员潮流分析往往不够及时和直观．对此，考虑联合系统开发技术人员探索实现安全I区电网拓扑模型，包括相关参数、实时断面数据与II区仿真系统同步的技术可能．仿真系统如能做到实时高效地模拟电网负荷变化过程和潮流转移情况，不仅有利于调度员分析潮流分布和变化，以及学习合理调整电网方式的方法，还有利于实现电网仿真演练日常化和常态化，非常适合现场随时开展电网无脚本事故演练的需求，可更有效地提升调控员仿真培训效果．

3．2 全过程仿真功能开发

完整的电网事故判断操作处理不仅包括电网调控部门，还包括现场操作站的协同检查、判断等．事故异常情况下现场变电站所开展的检查判断，主要对象是现场一、二次设备，重点是对继电保护动作情况（信号指示光字等）检查．如果将其与调控仿真系统进行结合，不仅能丰富仿真系统功能，还能更好地提升调控员业务能力，特别是促进其监控业务的深入和融合．目前现场监控界面已经能通过远程浏览功能在调度端实现调阅，如将目前系统功能进一步开发，对当地保护信息光字界面等设备也实现模拟事故现象并开展仿真演练，将促进调控员具体设备特性的掌握，提高对实际设备出现的各类异常信息的辨析能力，有利于调控员对实际事故的判断处理更准确和有效．

仿真系统中还可补充调度员智能开票模块，利用系统中的图形模拟操作、潮流计算和网络拓扑分析功能实现智能开票和安全校核．完善系统事故处理及操作全过程仿真，可以促使“大运行”体系下相关流程业务的集中和融合，同时也为优化不同业务之间的协作配合创造条件．

4 结语

本文阐述了调控一体化模式下对调控员仿真培训的需求调整以及如何完善仿真培训在湖州公司调控中心的具体应用．由于调控一体化模式的出现，本文针对调控业务的特点和需求，从系统设置到硬件布置内容调整进行详细说明．通过完善调控员仿真培训内容，改进联合反事故演习模式，促进地县调控人员在更接近实际工作的情况下学习，将有利于调控人员事故处理能力的快速提高，个人业务素质的快速成长，保障“大运行”体系的进一步深入．

［1］王宇健．浅谈DTS在衢州反事故演习中的应用［C］．电力行业信息化年会论文集，2009：535－537．

［2］周军．池州电网调度员仿真培训系统组成及应用［C］．十六届华东六省一市电机工程（电力）学会输配电技术研讨会论文集，2008：41－43．

［3］李贽．DTS系统联网及联合反事故演习（培训）技术研究［J］．贵州电力技术，2009（3）：4－7．