变电站仿真培训系统及其发展趋势探讨

邱荣鑫

（国网浙江省电力公司培训中心 310015）

变电站仿真培训系统及其发展趋势探讨

邱荣鑫

（国网浙江省电力公司培训中心 310015）

一直以来，对于电力系统的运行人员而言，变电站的仿真培训系统都是重要的培训工具之一。为了更好的了解变电站的仿真培训系统，本文在概述变电站仿真培训系统的基础上，对其发展趋势进行了探讨，希望能够对变电站仿真培训系统有一个更好的了解。

变电站；仿真培训系统；发展

随着电力系统容量的增加以及规模的不断扩大，电网中逐渐出现了超高压大容量变电站以及先进的技术，并且好包含了诸多自动化装置。为了满足正常安全的电力日常生产，对现场的操作人员提出了更高、更专业的要求。仅仅依靠设备的安装人员或者是厂家的现场解说，操作人员是无法对电器设备的性能以及操作规程有一个整体的了解，一旦发生事故，更加无法满足及时处理故障的需求。作为，变电站仿真培训系统就发挥了重要的作用，对于操作人员的日常操作以及对突发事故的应对等方面都有着极大的帮助。

1 变电站仿真培训系统概述

1.1 基本内容

按照系统仿真学的基本原理，系统仿真主要是根据人类的要求与目的作为其中心，然后根据人类现有的知识，映射原型系统，从而建立出一个与原系统同构或者是相互类似的模型，通过替代来进行实验。在变电站的仿真系统，原型系统就是实际的被仿真变电站，模型主要是根据实际的要求构建出来的培训系统，所谓的实验就是通过这一个培训环境，来培训学员[1]。

在变电站仿真培训系统建立中，首先需要考虑到模拟变电站原型系统确定。目前，在已经开发的变电站仿真培训系统，从变电站的被仿真数量来看，主要包含了单个的变电站仿真系统以及多个仿真系统。多个变电站仿真系统是将本地区的各个电压等级典型的接线都综合了起来，属于一个虚拟的变电站。

变电站仿真培训系统模型包含了实体与数学模型两个方面。实体模型基本上与变电站实际设备无明显差别，数学模型则是系统模型和仿真模型。系统数学模型建立需要考虑到条件、规模、统一性以及灵活等方面，有利于设计数值计算程序，尽可能将计算工作量减少。选择仿真模型，应该考虑到误差的可控制、数值的高稳定性、尽可能节约内存空间、计算量少的算法；通过计算机技术新成果的吸收，就可以提高仿真的功能，控制造价；利用先进的程序设计技巧和技术，有利于仿真软件可靠性的提高，同时也可以方便调试维修，拥有友好、直观的人机界面。

1.2 配置模式

按照变电站的二次控制操作以及保护屏柜实现方式来进行合理的分类，变电站仿真系统包含了硬件屏盘模式、纯软件模式以及真实的保护测控设备与软件仿真相互结合的物理数字仿真模式。硬件屏盘模式实际上就是变电站主控室的一个复制品，拥有大量的硬件设备，工程造价高、占用空间大、维护量大，但是拥有极强的现场感、直观形象、培训效果良好。纯软件模式主要是依靠多媒体技术和计算机图形图像，在计算机显示器上升此案变电站的主控室和以此设备上，能够在计算机的屏幕上完成所有操作，系统本身的工程造价低、占用的空间较少，维护工作量少，方便系统的更新升级，但是缺乏现场感，直观性较弱。真实的保护测控设备与软件仿真相互结合的模型，所采取的是现场监控相同的系统和测控装置，其仿真能够满足现场真实度的要求，具备良好的培训效果。在仿真培训系统中，选择造价低的部分设备作为硬件设备，价格高的设备依旧选择软件仿真，这样有利于成本的节约。

1.3 主要功能

按照仿真对象专业类别，变电站仿真培训系统就会划分出专业类别的系统仿真。按照日常的运行工作内容来看，变电站的仿真培训系统主要的功能在于调整变电站运行工况模拟培训、事故过程的处理以及供电恢复模拟培训、正常的倒闸操作模拟培训、变电站知识学习与技术回答，并且做好相对应的监视记录。另外，在变电站的仿真培训系统之中还融入了智能培训这一概念，如学员错误的诊断，分析出现错误的原因，并且做好及时的纠正；按照学员的学习情况以及实际的水平来合理的控制学习进度，调整学习内容；自动的解决问题，生成学员想要的答案；对学员的学习行为进行评价；自动生成问题，然后做好练习。进行变电站的仿真培训主要是为了“创建一种模型产生的信息环境，能够通过最为自然的一种方式，这样就可以让模型的研究者去感知模型的信息，然后对模型信息进行综合化处理；作为模型的研究者，就需要在这一个实验环境氛围之下，利用自然的方式来操作其模型。”[2]

2 变电站仿真培训系统应用前景

选择变电站的仿真培训系统建设的具体方案，应该根据变电站的仿真培训系统特点以及现场的实际情况来做出选择。由于软仿真培训系统本身的运行费用低、造价费用低，并且方便扩展、升级以及维护等特点，再加上其功能完善，所以，混合仿真培训系统相对而言，更具备发展空间[3]。我们以广播发射台的变电站培训为例，变电站的仿真培训系统在其中就实现了各种重要电气设备的运行以及对控制系统相应的功能，也可以做到对二次设备配置的模拟，并且也满足多媒体技仿真技术和可视化的应用，通过信息的转换，就可以将仿真所产生的数据和信息转化成为可以被感受到的变电站场景，这样就可以通过图形、文本、声音以及动画等多种多媒体手段，将现场感提高，这也是一个非常好的借鉴。另外，不难看出，变电站仿真培训系统未来一定会朝着仿真的可靠性、逼真性；系统仿真建模效率；仿真系统体系结构改进这几个主要的方面不断的发展。

3 结语

随着信息化、自动化以及网络技术在变电站的普及，再加上“有人留守，无人值班”工作模式的推进，对于变电站的设备维护水平、故障处理提出了更高的要求，所以，对于岗位的培训就应该拥有更好的效果以及更强的针对性，而变电站仿真培训系统就能够很好的解决这一问题，所以，变电站仿真培训系统一定会拥有更为广阔的发展空间。

[1]阎光伟，平红燕.基于虚拟人行为的三维变电站仿真培训系统[J].电力自动化设备，2010（07）：121～123.

[2]罗艳娟.电网变电站一体化仿真培训系统的设计与实现[D].湖南大学，2013.

[3]董林茂.通用变电站仿真培训系统的构建平台[D].厦门大学，2008.

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2016-1-20