邱榮鑫

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心 310015）

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)探討

邱榮鑫

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司培訓(xùn)中心 310015）

一直以來(lái)，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行人員而言，變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)都是重要的培訓(xùn)工具之一。為了更好的了解變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，本文在概述變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，希望能夠?qū)ψ冸娬痉抡媾嘤?xùn)系統(tǒng)有一個(gè)更好的了解。

變電站；仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)容量的增加以及規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)中逐漸出現(xiàn)了超高壓大容量變電站以及先進(jìn)的技術(shù)，并且好包含了諸多自動(dòng)化裝置。為了滿足正常安全的電力日常生產(chǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的操作人員提出了更高、更專業(yè)的要求。僅僅依靠設(shè)備的安裝人員或者是廠家的現(xiàn)場(chǎng)解說(shuō)，操作人員是無(wú)法對(duì)電器設(shè)備的性能以及操作規(guī)程有一個(gè)整體的了解，一旦發(fā)生事故，更加無(wú)法滿足及時(shí)處理故障的需求。作為，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)就發(fā)揮了重要的作用，對(duì)于操作人員的日常操作以及對(duì)突發(fā)事故的應(yīng)對(duì)等方面都有著極大的幫助。

1 變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)概述

1.1 基本內(nèi)容

按照系統(tǒng)仿真學(xué)的基本原理，系統(tǒng)仿真主要是根據(jù)人類的要求與目的作為其中心，然后根據(jù)人類現(xiàn)有的知識(shí)，映射原型系統(tǒng)，從而建立出一個(gè)與原系統(tǒng)同構(gòu)或者是相互類似的模型，通過(guò)替代來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在變電站的仿真系統(tǒng)，原型系統(tǒng)就是實(shí)際的被仿真變電站，模型主要是根據(jù)實(shí)際的要求構(gòu)建出來(lái)的培訓(xùn)系統(tǒng)，所謂的實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)這一個(gè)培訓(xùn)環(huán)境，來(lái)培訓(xùn)學(xué)員[1]。

在變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)建立中，首先需要考慮到模擬變電站原型系統(tǒng)確定。目前，在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，從變電站的被仿真數(shù)量來(lái)看，主要包含了單個(gè)的變電站仿真系統(tǒng)以及多個(gè)仿真系統(tǒng)。多個(gè)變電站仿真系統(tǒng)是將本地區(qū)的各個(gè)電壓等級(jí)典型的接線都綜合了起來(lái)，屬于一個(gè)虛擬的變電站。

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模型包含了實(shí)體與數(shù)學(xué)模型兩個(gè)方面。實(shí)體模型基本上與變電站實(shí)際設(shè)備無(wú)明顯差別，數(shù)學(xué)模型則是系統(tǒng)模型和仿真模型。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立需要考慮到條件、規(guī)模、統(tǒng)一性以及靈活等方面，有利于設(shè)計(jì)數(shù)值計(jì)算程序，盡可能將計(jì)算工作量減少。選擇仿真模型，應(yīng)該考慮到誤差的可控制、數(shù)值的高穩(wěn)定性、盡可能節(jié)約內(nèi)存空間、計(jì)算量少的算法；通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)新成果的吸收，就可以提高仿真的功能，控制造價(jià)；利用先進(jìn)的程序設(shè)計(jì)技巧和技術(shù)，有利于仿真軟件可靠性的提高，同時(shí)也可以方便調(diào)試維修，擁有友好、直觀的人機(jī)界面。

1.2 配置模式

按照變電站的二次控制操作以及保護(hù)屏柜實(shí)現(xiàn)方式來(lái)進(jìn)行合理的分類，變電站仿真系統(tǒng)包含了硬件屏盤模式、純軟件模式以及真實(shí)的保護(hù)測(cè)控設(shè)備與軟件仿真相互結(jié)合的物理數(shù)字仿真模式。硬件屏盤模式實(shí)際上就是變電站主控室的一個(gè)復(fù)制品，擁有大量的硬件設(shè)備，工程造價(jià)高、占用空間大、維護(hù)量大，但是擁有極強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)感、直觀形象、培訓(xùn)效果良好。純軟件模式主要是依靠多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形圖像，在計(jì)算機(jī)顯示器上升此案變電站的主控室和以此設(shè)備上，能夠在計(jì)算機(jī)的屏幕上完成所有操作，系統(tǒng)本身的工程造價(jià)低、占用的空間較少，維護(hù)工作量少，方便系統(tǒng)的更新升級(jí)，但是缺乏現(xiàn)場(chǎng)感，直觀性較弱。真實(shí)的保護(hù)測(cè)控設(shè)備與軟件仿真相互結(jié)合的模型，所采取的是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控相同的系統(tǒng)和測(cè)控裝置，其仿真能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)度的要求，具備良好的培訓(xùn)效果。在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中，選擇造價(jià)低的部分設(shè)備作為硬件設(shè)備，價(jià)格高的設(shè)備依舊選擇軟件仿真，這樣有利于成本的節(jié)約。

1.3 主要功能

按照仿真對(duì)象專業(yè)類別，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)就會(huì)劃分出專業(yè)類別的系統(tǒng)仿真。按照日常的運(yùn)行工作內(nèi)容來(lái)看，變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)主要的功能在于調(diào)整變電站運(yùn)行工況模擬培訓(xùn)、事故過(guò)程的處理以及供電恢復(fù)模擬培訓(xùn)、正常的倒閘操作模擬培訓(xùn)、變電站知識(shí)學(xué)習(xí)與技術(shù)回答，并且做好相對(duì)應(yīng)的監(jiān)視記錄。另外，在變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)之中還融入了智能培訓(xùn)這一概念，如學(xué)員錯(cuò)誤的診斷，分析出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，并且做好及時(shí)的糾正；按照學(xué)員的學(xué)習(xí)情況以及實(shí)際的水平來(lái)合理的控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容；自動(dòng)的解決問(wèn)題，生成學(xué)員想要的答案；對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行評(píng)價(jià)；自動(dòng)生成問(wèn)題，然后做好練習(xí)。進(jìn)行變電站的仿真培訓(xùn)主要是為了“創(chuàng)建一種模型產(chǎn)生的信息環(huán)境，能夠通過(guò)最為自然的一種方式，這樣就可以讓模型的研究者去感知模型的信息，然后對(duì)模型信息進(jìn)行綜合化處理；作為模型的研究者，就需要在這一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境氛圍之下，利用自然的方式來(lái)操作其模型?！盵2]

2 變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用前景

選擇變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)建設(shè)的具體方案，應(yīng)該根據(jù)變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)做出選擇。由于軟仿真培訓(xùn)系統(tǒng)本身的運(yùn)行費(fèi)用低、造價(jià)費(fèi)用低，并且方便擴(kuò)展、升級(jí)以及維護(hù)等特點(diǎn)，再加上其功能完善，所以，混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)相對(duì)而言，更具備發(fā)展空間[3]。我們以廣播發(fā)射臺(tái)的變電站培訓(xùn)為例，變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在其中就實(shí)現(xiàn)了各種重要電氣設(shè)備的運(yùn)行以及對(duì)控制系統(tǒng)相應(yīng)的功能，也可以做到對(duì)二次設(shè)備配置的模擬，并且也滿足多媒體技仿真技術(shù)和可視化的應(yīng)用，通過(guò)信息的轉(zhuǎn)換，就可以將仿真所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化成為可以被感受到的變電站場(chǎng)景，這樣就可以通過(guò)圖形、文本、聲音以及動(dòng)畫等多種多媒體手段，將現(xiàn)場(chǎng)感提高，這也是一個(gè)非常好的借鑒。另外，不難看出，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)未來(lái)一定會(huì)朝著仿真的可靠性、逼真性；系統(tǒng)仿真建模效率；仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)改進(jìn)這幾個(gè)主要的方面不斷的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著信息化、自動(dòng)化以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站的普及，再加上“有人留守，無(wú)人值班”工作模式的推進(jìn)，對(duì)于變電站的設(shè)備維護(hù)水平、故障處理提出了更高的要求，所以，對(duì)于崗位的培訓(xùn)就應(yīng)該擁有更好的效果以及更強(qiáng)的針對(duì)性，而變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)就能夠很好的解決這一問(wèn)題，所以，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)一定會(huì)擁有更為廣闊的發(fā)展空間。

[1]閻光偉，平紅燕.基于虛擬人行為的三維變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2010（07）：121～123.

[2]羅艷娟.電網(wǎng)變電站一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湖南大學(xué)，2013.

[3]董林茂.通用變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的構(gòu)建平臺(tái)[D].廈門大學(xué)，2008.

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