调度自动化数字物理混合仿真培训系统的设计及应用

张东奇

摘 要：对于现在调度自动化数字物理混合系统的要求，本文对次提供了相应的设计，本设计操作简单，可以满足其需求。

关键词：调度自动化；数字物理；仿真培训

随着国家电网建设的加快，系统需要实现电网调度自动化，是电网安全经济运行的有力保障。目前，调度自动化仿真培训系统是以电力系统运行特点为基础，通过计算机仿真调度自动化系统提供培训人员[1]。然而，当它们被改编成模拟主界面进入实际生产工作时，也需要投入大量的时间和精力来熟悉实际操作，应用动态调度系统。因此，利用计算机仿真技术模拟电网调度自动化系统的运行，结合实际需要的混合仿真培训系统由此出现。

在这种混合仿真系统中，仿真网格通信功能部分和实际调度主调度问题已成为一个非常重要的部分。其可靠性、实用性和效率需要得到满足标准。本文介绍了远程终端解决方案，基于混合自动站的标准协议IEC60870-5-104仿真培训系统，结合实际工程中的应用试验。

一、主要技术

调度自动化仿真培训系统主要由混合核心网络仿真模块、通信模块、实时主站系统三部分组成。仿真终端主要是指通信模块、IEC 104通信协议的设计功能。通讯方式：IE C 104通信模块作为从站（服务器），作为主站的主调度端（客户端），二者运用一个网络端口物理链路。

（一）仿真模块以及通信模块数据交换

仿真系统要求高实时性和高效率的数据通信模块，对仿真系统提出了更高的要求。电力系统仿真可能涉及自变电站仿真，对于仿真系统大规模数据的问题，考虑使用共享内存数据库来进行请求间数据交换的过程。

目前，实时数据库是OSI PI的主要市场，呈分布式网络结构，价格比较贵，不适合训练系统设计。测试网络开源SQLite数据库，不能满足设计要求。因此，选择模式识别，在共享内存队列中实现数据交换。

通信模块主要负责监视上行队列、下行队列，并将数据转发到相应的仿真模块和104个通信程序。在系统实际运行中，遥控和遥测站传输、远程遥测、位移实时调度仿真系统，对于时间和SOE信息，只需接收远程控制预调度主站发出远程命令执行。因此，在IE仿真系统的指导下，C104通信模块为下行。

（二）调度自动化系统以及通信模块通信

在调度自动化系统中，区域电网仿真数据的趋势往往需要。根据电网规模的不同需求，模拟和白色的RTU装置，有几十个站跟一个或多个通信站通信。因此，如果在变电站直接使用104种通信方式。在一个过程或RTU通信处理能力是所有设备的需求将相当大的提高，从而增加了系统的硬件成本。

本设计采用了编程和多线程技术，大大降低了系统资源的利用率。在通信终端设备的通信过程中的服务器通信模块，每个线程模拟一个站或站。RTU站设备之间的端口的设置及使用请求线程工厂端口号识别。在初始化阶段从配置文件中读取的站点列表信息。

在交流的過程中，IEC协议提供104和4连接超时，T（CTCP连接超时）对测试过程的格式结束的开始；（TZ）从等待超时响应（RTU）在消息发送信息或更改，P端调用消息超时站到后返回的时间（T3）；从站和终点站问没有实际的数据交换时间，任何一端的测试过程时的最大时间间隔格式Q。

在仿真过程中，非生产系统的安全性、可靠性和效率的平衡，可能需要松弛的量。因此，，加入重联机制，并在交流的过程中，从站（RTU）确定响应消息。为了提高处理系统的效率，减少线程在进程中的负担。因此，只需要考虑T3超时，没有收到任何站里面T3消息（RTU），主动发送测试消息的格式和中断的保护环节结束。

二、实际应用于测试

当程序启动时，第一站端口配置信息从程序进入，端口信息创建一个线程，读取对应的端口站。然后根据通信链路初始化、监控主站的TCP连接请求，TCP连接请求的网站[2]。当网络连接设置接收和回答请求启动网络接收数据通信。呼叫和响应报告。然后改为正常通信，遥测和远程数据报告，并接收远程控制和远程命令。

本设计采用IEC 104协议，移动通信网络仿真系统和实际的调度问题，通过测试和验证。主要控制厂商调度自动化系统，该程序根据通信程序进行测试系统。测试包括建立通信连接、远程遥控开关遥控遥测。

修改站数、配置文件、启动通信程序和主站建立连接，然后插上电缆使程序重新连接，掌握基站的信道状态并记录结果和连接。

在站数不同的情况下，增加各站遥测/遥控点的数量，启动通信程序，建立与主站的连接，然后检查遥测/遥测值是否正确。在不同站数情况下，主通信程序开始建立连接，20个遥控单元随机选择切换到远程操作进行3次测试。在不同的工厂条件下，选择主通信程序和开关的远程操作之间的连接。我们可以得出结论，该方案完全可以满足调度和动态混合仿真系统的实际需要。

三、结束语

仿真培训系统在终端站调度自动化设计中的应用。最广泛使用的IE 104协议，提出了一个可靠、有效和实用的培训系统，信息流仿真和数据通信。利用现有共享内存，模拟多终端和远程控制站调度通信端口识别，建立物理链路单端口网络。与电网调度仿真系统设计方案无缝连接，满足调度自动化专业人员需求。

参考文献：

[1]颜晨.数字物理混合仿真技术在培训变电站的应用[J].电子技术与软件工程，2015（15）：118-119.

[2]张镇.220kV变电站继电保护培训系统研究与应用[D].华北电力大学，2015.