220 kV智能變電站仿真培訓系統研究分析和運用效果研究

武劍

摘 要 伴隨智能變電站的大量投運，相關部門為了達到智能變電站的正常運行，設計、開發了220 kV的智能變電站仿真培訓系統。220 kV智能變電站中的仿真培訓系統主要是利用純軟件將智能變電站呈現在計算機上，且在常規的變電仿真系統功能基礎上對智能設施的監測功能、網絡數據的傳輸、工作原理進行模擬。本文主要對220 kV智能變電站仿真培訓系統進行研究分析，為該系統的有效運用奠定良好的基礎。

關鍵詞 220 kV；智能變電站；仿真培訓系統；運用效果

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）19-0110-01

智能變電站是集低碳環保、可靠、先進為一體的一種智能設施，其基本要求是通信平臺實現信息的網絡化、數字化且對信息進行共享。因為電力系統具有一定的特殊性，且電力生產和電力的消費具有瞬時性、同時性，變電站的運行人員在日常的工作中難以在運行設備上展開訓練，無法把運行系統作為試驗品。因此，可以通過變電站中的仿真培訓系統來建立一個和變電站的具體運行狀況一樣的仿真變電站，讓運行人員在仿真變電站中進行相應的培訓，使運行人員的實際操作能力得到

提升。

1 分析仿真培訓系統的主要結構

220 kV智能變電站仿真培訓系統中的軟件主要包括：仿真支撐系統、電力系統的計算模型、教員軟件功能。其中，仿真支撐系統是仿真系統中的管理、控制中樞，且將仿真培訓、仿真開發、仿真管理集于一體。仿真支撐系統軟件主要是對系統配置、通信、應用程序接口、數據的分布、仿真時間、權限進行管理，其支持多個用戶調試、建立、運行、修改。仿真支撐系統在模塊化的建模中，是依據仿真設施的工作原理與物理規律構成一個抽象的模型，且主要是通過具體的輸入、系統配置、輸出來對模塊進行建立，再根據物質的流向、信息流法控制把這些模塊全部連接在一起。另外，仿真支撐系統還為仿真培訓提供了較強的培訓功能[1]。

2 智能變電站中仿真系統的創新

智能變電站和常規的變電站對比，前者在運行管理方面實現了智能化。智能變電站中強調的是全站通信平臺的網絡化、信息的數字化、結構的緊湊化、信息共享的標準化及系統功能的集成化。且智能變電站還具有易維護、易升級、易擴展、易改造等技術特點。因此，為了與智能變電站發展相適應，必須對仿真培訓系統進行不斷的創新。

2.1 智能變電站的網絡仿真

網絡是智能變電站中的關鍵組成部分之一，其是IED對信息進行采集、進行交換的重要通道。根據智能變電站中設備的分層可以將網絡劃分為：間隔層、過程層、站控層。過程層、間隔層網絡是由傳輸電壓、電流及對信息進行采集的SV網、GOOSE網共同組成，并且GOOSE網與SV網二者間是彼此獨立的。而站控層是通過二次設備給監控的后臺傳遞信息最主要的一條通道。網絡具有數據傳輸、網絡監測的功能；在網絡數據的傳輸功能中，傳輸數據的方式是直接采集和輸出、網絡采集和輸出，在這兩種數據傳輸的方式中，二者都必須具備同樣的數據格式。采集、交換信息的主通道就是網絡，網絡是否完好直接影響著信息傳輸的可靠性、準確性、實時性。在220 kV智能變電站仿真培訓系統的開發中，網絡監測包括GOOSE網絡監測、SV網絡監測[2]。前者的原理主要是數據源端、接收端相互監測，而SV網絡的監測原理則是通過數據的接收端對數據源端進行監測，當數據的品質位為非零時，再發出相應的警報。

2.2 仿真培訓系統中一鍵順控的仿真

一鍵順控指的是利用自動化系統中單個的操作命令，參照預先設定的五防閉鎖原則和操作邏輯，按照具體規則自動完成隔離開關、斷路器的一系列操作，進而對系統的運行狀態進行改變，使變電站中電氣設備的運行、檢修、冷備用、熱備用等狀態全部實現自動的轉換。且220 kV智能變電站的仿真培訓系統中的一鍵順控不需要人工進行操作，使操作的效率得到大大的提升，還降低了誤操作風險，減少操作的具體時間。在變電站中出現增容、擴建等一些變化時，可以采用一鍵順控仿真及時增加、修改新的順控操作，且還方便后期維護、修改工作的順利進行。

2.3 仿真培訓系統中智能告警的仿真

在變電站出現異常或者發生事故時，以往的處理過程主要由運行人員根據現場的實際情況、自身經驗、操作規程來對事故進行判斷、處理，在這樣的事故處理模式中，要求值班員必須熟悉變電設備運行的具體要求、運行規程、操作規范，且需要較長的時間對事故、異常原因進行判斷、分析。因此，變電站應建立一個智能警報系統，使其遇到故障時自動做出警告，同時由該系統自動對故障進行判斷，使變電站的運行安全得到保證[3]。

3 220 kV智能變電站中仿真培訓系統的功能

220 kV智能變電站中仿真培訓系統的硬件是由兩臺計算機組成，其中一臺計算機是安裝相應的仿真支撐系統軟件，而另一臺則安裝就地系統軟件、智能化的保護系統軟件、信息一體化的平臺軟件，利用網絡設備將兩臺計算機相連且完成數據的交互。220 kV智能變電站中仿真培訓系統的功能主要有設備巡視、正常操作、對事故進行演習和處理等。設備巡視用于學員對設備的缺陷、異常進行查找，能夠對變電站中的各種設備異常情況進行模仿。正常操作可以根據信息一體化的平臺來學習修改、開取操作票等操作，也可以對智能變電站中一鍵順控的操作功能進行學習。事故演習與處理主要運用在學員對事故的處理、判斷中。

4 結束語

220 kV智能變電站中的仿真培訓系統是通過純軟件來對現場的智能設備進行操作，使智能變電站的場景得以真實再現；該系統的適應性較強，仿真范圍比較廣泛、功能十分完善、效果非常逼真。可以將其用作培訓的平臺，使運行人員對智能變電站的新技術、新知識進行學習，增強運行人員的專業素質。

參考文獻

[1]谷月雁，司剛，劉清瑞.智能變電站中順序控制的功能分析與實現[J].電氣技術，2011，34（1）：58-62.

[2]李孟超，王允平，李獻偉.智能變電站及技術特點分析[J].電力系統保護與控制，2010，38（18）：59-62.

[3]李秋燕，張洪波，姚峰.500 kV多站聯合變電仿真系統設計與開發[J].電氣技術，2011，24（9）：29-32.endprint