新型调度自动化仿真培训系统的构建
2016-11-01丰栋
丰栋
[摘 要]传统的行业培训，无法对二次设备的实际情况进行有效培训。本构想则采用半实物仿真技术搭建了调度自动化实训系统，将全数字仿真系统通过接口部分与真实的二次设备无缝连接，搭建了全过程、全场景、全范围的调度自动化系统运行维护培训环境，多角度、多方位的满足调度相关专业人员的培训需求，从根本上提高了行业技能培训的效果。为调控人员、变电运维人员及调度自动化运维人员提供了一个快捷、高效的培训平台。
[关键词]调度自动化 数字物理混合仿真 职工培训
中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0137-01
一、背景技术
传统的电力相关专业培训存在以下问题：
（1）培训缺乏实践环节，满足岗位技能要求需要长时间运行维护经验的积累，培训周期长。
（2）传统的调度员培训仿真系统以全数字仿真为主，只能进行基本原理和简单操作的培训，不能达到培训维护和检修技能的目的。
（3）现有的智能电网培训仿真主要面向电网机电暂态仿真，电网调度主站、厂站运维人员无法了解电网的电磁暂态过程，无法对基于电磁暂态的二次设备动作情况进行有效培训。
（4）传统的调度员培训仿真系统没有智能变电站的培训内容，相关人员没有掌握智能变电站的运行和检修技术，给智能变电站的调试、运行、检修等工作但来很大困难。
本发明“调度自动化数字物理混合仿真培训系统”首次采用半实物仿真技术搭建了调度自动化实训系统，将全数字仿真系统通过接口部分与真实的二次设备无缝连接，搭建了全过程、全场景、全范围的调度自动化系统运行维护培训环境，全方位满足调度相关专业人员的培训需求，改善了培训效果。
二、技术方案
调度自动化数字物理混合仿真培训系统包括调控厂站系统、调度主站系统、接口设备及电网仿真系统四部分。调控主站系统和厂站二次部分采用真实装置，一次电网及变电站设备采用全数字仿真，通过接口设备将仿真系统与真实设备无缝连接，逼真地反映了操作响应过程、异常事故发展过程及现象，为电力生产运行维护人员提供与现场高度一致的环境。
三、实施方式
1、电网仿真部分
采用电磁-机电暂态联合仿真技术，确保仿真结果的逼真性和精确性。并采用优化的并行处理算法，以满足实时性要求。同时，具备完善的一次设备及故障仿真模型，能够模拟各种类型故障和多重故障时电力系统的暂态行为;也具备模拟各种倒闸操作的功能。
2、接口部分
包含数字物理接口和厂站信号模拟终端两类接口设备：
（1）数字物理接口设备
实现仿真系统和真实厂站设备的接口功能，包括实时IO接口设备、电压电流放大器、电子式互感器模拟装置、合并单元模拟装置、智能终端模拟装置、断路器、刀闸模拟装置。
（2）厂站信号模拟终端
实现不包含真实二次设备的厂站远动功能的模拟，为调控中心提供更多的子站信息。
3、厂站部分
面向不同的培训需求，厂站部分采用以下两种配置方式：
（1）含有真实二次设备的智能变电站：采用电磁暂态实时仿真技术，将电网仿真通过数字物理接口设备与智能变电站二次设备实时交互，通过远动主机与调控中心主站通信。满足了厂站端变电运维、二次运检人员培训的需求。
（2）全数字仿真的发电厂、变电站：采用机电暂态实时仿真技术，通过厂站信号模拟终端直接和调控中心主站通信。厂站信号模拟终端能够仿真多个厂站的“四遥”信息和不同厂家的远动规约，为调度主站提供全网子站的信息，满足了调度相关人员的培训需求。
4、调控主站
调度主站采用与真实调控系统一致的软硬件设备，实现调控一体主站系统、二次系统安全防护、通信数据网等相关设备的调试、维护及缺陷处理等实训功能，具有调控一体化模式下的电网调控运行培训功能。
四、主要优点
（1）本发明采用半实物仿真技术，搭建了全过程、全场景、全范围的培训环境。
（2）本发明将机电-电磁暂态联合仿真技术应用于调度自动化仿真培训领域中，确保仿真结果的逼真性和精确性。
（3）本发明实现多专业、多层次一体化的技能培训、考核、竞赛等功能。能够为电网调控人员、调度自动化运维人员、变电运维人员提供一体化、单元制培训模式，可实现资源共享，达到节约投资、降低成本、缩短培训周期的目的。
（4）本发明为电网运行反事故演练、分析研究提供仿真模拟验证的平台。可以把模拟事故过程作为事故分析研究的验证依据，为电网设备的运行维护检修及投资发展提供辅助决策。
（5）本发明不仅可以开展机理性、概念性培训，还可以真实装置、二次回路运行维护相关技能培训，有利于高技能人才的培养。
五、应用效果
2012年12月专利成果应用以来，实施开展了79期2万6千人天的电网调控、调度自动化运维、变电运维三专业的岗位培训及技能鉴定的培训考核工作，承办了2项省公司组织的技能竞赛活动，为国网内蒙古电力公司电网调控人员及内蒙古地方电力公司变电运维人员进行了省公司比武选手的集训工作，培训人天数合计1869人天。