智能变电站二次设备仿真培训系统的可视化

2019-01-30牛延徐梦洁付烨王炎军

文/牛延徐梦洁付烨王炎军

智能电网技术发展迅速，很多新的技术和新设备已得到应用，但智能变电站运行的许多的工作人员对新技术、新设备的使用都不太了解，因此要对智能变电站的工作人员进行全方面培训。这样智能变电站仿真培训就能够对满足从业人员进行模拟培训的要求。

1 仿真目标和对象

运维人员不仅要熟知二次设备系统IED的工作流程（如图1所示），还要掌握相关的事故应急技能。因此，仿真培训系统不仅仅需要培养员工对IED设备的基本操作能力，同时还要进行事故模拟，培养员工应对事故的处理能力。

200kV智能变电站作为220kV智能变电站仿真培训系统的仿真对象，模拟日常工作情况，真实还原智能终端、合并单元等智能设备的工作原理，按照实际情况来模拟出三层结构网络，MMS网、SV网和GOOSE网的各项功能。

采用数据插值方法进行数据处理时，主要有以下几种通用的插值方法：拉格朗日插值、牛顿插值、差商插值，这三种方法在精确度与处理速度上都有其各自的特点。在进行数据处理时，我们经常采用现行拉格朗日插值法进行分析。例如：设原始采样模拟原始信号是：

设波形回放时的采样频率为fs，采样周期为Ts。设原始信号的采样频率为fs’，同理此时的采样周期为Ts’，这样能够得到一个采样序列如下：

余项公式：

其中的μ∈（a，b），然后在xm与xm+1中进行插值，那么就能使得拉格朗日插值线性公式变化为：yn=x（m）（m+1-n）+x（m+1）（n-m），它的余项式如下：

误差值如下：

通过第（4）公式我们可以得出插值后的误差与fs’并无关联。也就是说原始信号的采样频率高低、幅值变化、和谐波的变化能影响到插值的准确性。同时可以通过MATLAB建立模型，把得到的数值绘制成数据图，从而得出，原始信号采样幅值中和谐波平方与插值误差成正比。

SCD文件能够对二次设备的配置信息进行仔细描述，能够生成各类型的连接图，例如IED间的网络连接图。这样可以更方便直观的观察到变电站中的各个设备的字节方式以及相互之间的关系。

如图2所示，可以看出：GOOSE信息从智能终端发送到合并单元中，信号经过PI与MU到达至仿真设备中去，从正面经过母线保护等图中的三个装置，从而实现SCD的可视化设计。把实物IED与虚拟IED组合，进行SCD可视化设计，能够使系统在缩放的情况下，也保证其准确性的效果，进而保证了可视化设计的仿真效果。

图1：仿真培训流程图

图2：SCD可视化

智能变电站仿真培训系统以IEC 61850标准为基准，可能会使工作人员不是很容易对运维知识进行理解。利用可视化方法设计，能够使工作人员更好地掌握智能变电站的运行原理，同时减少了电网故障产生的几率，节省了人员成本的支出，具有强大的实际意义以及利用价值。