智能電網(wǎng)全過程仿真反事故演練輔助平臺設(shè)計與應(yīng)用

湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院 李 曉

智能電網(wǎng)全過程仿真反事故演練輔助平臺設(shè)計與應(yīng)用

湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院 李 曉

本文介紹了基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的智能電網(wǎng)全過程仿真反事故演練輔助平臺的功能與設(shè)計，分析了事件表模塊功能與教學(xué)策略的應(yīng)用，提出輔助操作平臺與調(diào)控一體仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合的方法，可實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控、變電運(yùn)行學(xué)員完整業(yè)務(wù)流程的操作培訓(xùn)，讓培訓(xùn)過程更與實(shí)際業(yè)務(wù)流程更為接近，能讓受訓(xùn)學(xué)員得到更為完整充分的培訓(xùn)，大大提高培訓(xùn)效果。

反事故演練；輔助教學(xué)；電網(wǎng)仿真

一、前言

目前，國內(nèi)外已有一些電網(wǎng)和變電站監(jiān)控一體的聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，但并沒有完整地考慮多級多地域調(diào)控中心進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行全仿真培訓(xùn)。另外，在對調(diào)度員、監(jiān)控員的培訓(xùn)中，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)事故的控制、隔離等操作，但無法實(shí)現(xiàn)與變電運(yùn)行人員的互動操作，例如，通知現(xiàn)場檢查，得到現(xiàn)場的處理信息、結(jié)果反饋等。

針對上述情況，為了能在反事故演練中達(dá)到一個更好的培訓(xùn)效果，在使用調(diào)控一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)給調(diào)控員培訓(xùn)時，考慮設(shè)計一種簡單便利的輔助系統(tǒng)平臺，讓受訓(xùn)學(xué)員還能夠開展電網(wǎng)相關(guān)專業(yè)聯(lián)絡(luò)反饋業(yè)務(wù)的演練。

二、設(shè)計內(nèi)容

基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的智能電網(wǎng)全過程反事故演練輔助平臺旨在實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行人員業(yè)務(wù)流程完整的培訓(xùn)和考核。輔助系統(tǒng)與仿真平臺的結(jié)合，可以使學(xué)員在培訓(xùn)考核過程中，不僅可以在仿真系統(tǒng)進(jìn)行自己專業(yè)的業(yè)務(wù)操作培訓(xùn)，還可通過輔助系統(tǒng)模擬與其他單位的互動，實(shí)現(xiàn)整個業(yè)務(wù)流程的完整培訓(xùn)。同時，系統(tǒng)集成的遠(yuǎn)程通信端口可方便中心對全省偏遠(yuǎn)地區(qū)調(diào)控和變電運(yùn)行人員開展差異化專項技術(shù)技能培訓(xùn)業(yè)務(wù)，從而有效解決現(xiàn)有技術(shù)不能適應(yīng)全省各地市、縣和配調(diào)班組人員就地化、多模式的調(diào)度與監(jiān)控一體化仿真培訓(xùn)，調(diào)控人員在不同區(qū)域通過遠(yuǎn)程登錄參與省、地市級調(diào)控反事故演習(xí)、調(diào)控專業(yè)勞動競賽以及技能鑒定的實(shí)際要求。

圖1 軟件結(jié)構(gòu)示意圖

該平臺提供一套通用的數(shù)據(jù)管理、模型管理、運(yùn)行管理的工具，支持仿真系統(tǒng)的建立、維護(hù)和運(yùn)行，各模塊間通過分布式仿真對象RTI接口管理服務(wù)端相聯(lián)接，通過RMI遠(yuǎn)程方法調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，各仿真引擎的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上對培訓(xùn)學(xué)員來說完全透明。基于調(diào)控仿真系統(tǒng)的電網(wǎng)全過程反事故演練輔助平臺，主要包括調(diào)控一體化輔助系統(tǒng)仿真、調(diào)控一體化智能評價仿真、教員系統(tǒng)服務(wù)仿真模塊等。軟件結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

輔助系統(tǒng)學(xué)員模塊是學(xué)員的操作平臺，是學(xué)員操作界面的應(yīng)用功能。在培訓(xùn)過程中，根據(jù)教員設(shè)置的題目，學(xué)員除進(jìn)行設(shè)備正常操作，可在該平臺進(jìn)行設(shè)備輔助操作，并顯示和查看操作內(nèi)容和反饋內(nèi)容。輔助系統(tǒng)主要包括有建立設(shè)備規(guī)則文件、輔助系統(tǒng)教案制作與發(fā)送、輔助系統(tǒng)學(xué)員操作和輸出操作記錄等五個流程。具體說明如下：

（1）建立設(shè)備規(guī)則文件

設(shè)備規(guī)則文件是針對各類型設(shè)備制定的可以進(jìn)行的操作的配置文件。系統(tǒng)運(yùn)行時，會讀取設(shè)備規(guī)則文件，并匹配各類型設(shè)備，在教員和學(xué)員的操作界面的設(shè)備的操作菜單中顯示并可操作。

設(shè)備規(guī)則文件可根據(jù)各地的要求不同進(jìn)行配置，該文件格式如下：

第一列是設(shè)備類型，一般包括線路、變壓器、電容器、電抗器、負(fù)荷、母線、斷路器、刀閘等設(shè)備；

第二列是輔助系統(tǒng)內(nèi)容，即設(shè)備可進(jìn)行的操作內(nèi)容，一般依據(jù)電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控相關(guān)的運(yùn)行管理規(guī)范以及實(shí)際作業(yè)流程來編寫；

第三列是默認(rèn)回復(fù)延時時間，第四列是默認(rèn)回復(fù)內(nèi)容，即輔助系統(tǒng)學(xué)員操作時，如果教案里沒有設(shè)定該操作的回復(fù)內(nèi)容，按默認(rèn)回復(fù)延時時間發(fā)送默認(rèn)回復(fù)內(nèi)容；教案里有對該操作設(shè)備回復(fù)時間和回復(fù)內(nèi)容時，按設(shè)定的回復(fù)時間和回復(fù)內(nèi)容回復(fù)。

（2）輔助系統(tǒng)教案制作

輔助系統(tǒng)教案制作可新建和編輯教案。輔助系統(tǒng)教案一般是針對要培訓(xùn)或考試的題目，對于學(xué)員的操作制作回復(fù)內(nèi)容，以及給學(xué)員廣播式的發(fā)布通知。

輔助系統(tǒng)教案事件分位兩類：

一類是通知事件，一般是教員要給學(xué)員發(fā)布的事件。按照教案設(shè)定的時間和通知內(nèi)容，給學(xué)員發(fā)送，學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)收到事件后，可自動彈出，在輔助系統(tǒng)記錄模塊中顯示，供學(xué)員可隨時查看；

另一類是詢問事件，一般是輔助系統(tǒng)學(xué)員操作事件。教案制作時，要模擬操作過程，對這類事件設(shè)定好回復(fù)內(nèi)容和回復(fù)事件。當(dāng)教案發(fā)送給學(xué)員后，學(xué)員的對應(yīng)操作就能自動收到反饋內(nèi)容，在輔助系統(tǒng)記錄模塊中的操作事件后面的回復(fù)里顯示，供學(xué)員可隨時查看。輔助系統(tǒng)的教案制作流程如圖2所示。

（3）輔助系統(tǒng)教案發(fā)送

在培訓(xùn)或考試開始后，教員可以根據(jù)培訓(xùn)或考試的內(nèi)容，把提前制作的教案發(fā)送給學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)，學(xué)員機(jī)仿真系統(tǒng)就加載相應(yīng)的教案，供學(xué)員操作使用。

圖2 輔助系統(tǒng)教案制作流程

（4）輔助系統(tǒng)學(xué)員操作

在培訓(xùn)或考試開始后，根據(jù)教員設(shè)置的題目，仿真系統(tǒng)會呈現(xiàn)與實(shí)際發(fā)生事件類似的現(xiàn)象反應(yīng)，例如開關(guān)的變位，潮流的變化，告警信息的顯示等等，學(xué)員要對這些現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷，按照實(shí)際的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行相應(yīng)的處理操作。一些無法通過仿真系統(tǒng)直接操作的事件，或是需要其他單位配合的工作，例如，匯報領(lǐng)導(dǎo)，通知現(xiàn)場檢查，需要現(xiàn)場匯報檢查內(nèi)容等，可通過輔助系統(tǒng)進(jìn)行操作，輔助系統(tǒng)可充當(dāng)其他角色，例如變電運(yùn)行人員等，給受訓(xùn)學(xué)員予以輔助，對學(xué)員的操作進(jìn)行自動答復(fù)，便于學(xué)員的后續(xù)判斷操作，實(shí)現(xiàn)完整的業(yè)務(wù)流程的模擬。

（5）輸出操作記錄

學(xué)員的每步操作包括輔助系統(tǒng)操作，都輸出操作記錄，便于教員的收取、查看和考核，還可借助自動評價系統(tǒng)對學(xué)員的操作進(jìn)行自動考評。

三、結(jié)論

該輔助培訓(xùn)系統(tǒng)平臺輔助操作平臺與調(diào)控一體仿真培訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)調(diào)度、監(jiān)控、變電運(yùn)行學(xué)員完整業(yè)務(wù)流程的操作培訓(xùn)，讓培訓(xùn)過程更與實(shí)際業(yè)務(wù)流程更為接近，能讓受訓(xùn)學(xué)員得到更為完整充分的培訓(xùn)，大大提高培訓(xùn)效果。

[1]黃斐．基于SCADA實(shí)時數(shù)據(jù)的地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)研究[D]．華南理工大學(xué),2014．

[2]俞曉峰等．DTS在河源電網(wǎng)反事故演練中的應(yīng)用[J]．機(jī)電信息,2015,33．

[3]張銘．變電站反事故演練要點(diǎn)分析[J]．黑龍江科學(xué),2014,12(5)．

李曉（1975—），女，湖南株洲人，講師，畢業(yè)于湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，工學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)在湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院從事教學(xué)與專業(yè)研究，主要研究領(lǐng)域：電力電子及信息工程應(yīng)用。