夏代軍 / 國(guó)網(wǎng)舟山供電公司

舟山電網(wǎng)調(diào)度員一體化培訓(xùn)模式的改進(jìn)性設(shè)計(jì)

夏代軍 / 國(guó)網(wǎng)舟山供電公司

本文根據(jù)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合舟山電網(wǎng)生產(chǎn)現(xiàn)狀，構(gòu)建了一套適合舟山電網(wǎng)的DTS系統(tǒng)，并提出了基于EMS/DTS平臺(tái)一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中繼電保護(hù)采用邏輯判別法仿真模型和靜態(tài)仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地縣一體化培訓(xùn)模式，并給出了總結(jié)。

EMS/DTS平臺(tái)；邏輯判別法仿真模型；靜態(tài)仿真；一體化培訓(xùn)

1.前言

最近幾年隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和迅速發(fā)展，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)事故的逐年增加，其中有些電力事故對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們的正常生活帶了很大的影響。目前在電網(wǎng)公司的實(shí)際運(yùn)行中，一般采取優(yōu)化和改善電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，先進(jìn)的故障處理算法等手段來(lái)確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，除此之外，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)能夠快速找出事故原因并得到有效處置也是重要舉措。由此可以看出調(diào)度人員是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的守護(hù)者，因此需要通過(guò)反事故演習(xí)不斷提升調(diào)度人員應(yīng)對(duì)電網(wǎng)事故的應(yīng)急能力和處理水平，只有這樣才能全方位的保證電網(wǎng)在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)條件下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。舟山供電公司急需對(duì)目前舟山電網(wǎng)的調(diào)度員通過(guò)使用OPEN-3000 DTS進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，使得在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到問(wèn)題可以從容應(yīng)對(duì)。

本文提出了一種基于EMS/DTS平臺(tái)一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)采用邏輯判別法仿真模型和靜態(tài)仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地縣一體化培訓(xùn)模式。調(diào)度員可以在一個(gè)逼真的模擬電網(wǎng)調(diào)度環(huán)境中開(kāi)展一切的仿真和反事故演習(xí)，有效提高調(diào)度人員的操作水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2.EMS/DTS平臺(tái)設(shè)計(jì)

EMS系統(tǒng)，即電能管理系統(tǒng)。EMS是按用戶的需求，遵循配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而二次開(kāi)發(fā)的一套具有專業(yè)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、易使用、高性能、高可靠等特點(diǎn)的適用于低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。通過(guò)遙測(cè)和遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，從而為能源管理提供了必要條件。DTS系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，可以用于技術(shù)性分析、調(diào)度員培訓(xùn)、反事故演習(xí)等，對(duì)提高舟山電網(wǎng)調(diào)度人員和廠站一線工作人員的實(shí)踐能力具有重要意義。兩者的一體化結(jié)合將會(huì)帶來(lái)更高的工作效率和現(xiàn)實(shí)意義。

2.1 支撐平臺(tái)一體化

通常來(lái)說(shuō)，支撐主要是由兩部分組成，其中有一部分為支持軟件以及基礎(chǔ)應(yīng)用軟件。支持軟件可為仿真的結(jié)果和演習(xí)效果提供保障，具有可靠性，并將實(shí)時(shí)的仿真數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果傳送到目標(biāo)系統(tǒng)中。另外一部分主要是在培訓(xùn)方面得以應(yīng)用的仿真軟件和支持軟件。這里的支持軟件包含了具有不同功能的模塊，可以應(yīng)用于實(shí)際操作系統(tǒng)、針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，還有人機(jī)互相交換的界面。圖形系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的接口都是一體化設(shè)計(jì)而成的。

2.2 應(yīng)用功能一體化

根據(jù)對(duì)舟山電網(wǎng)的需求調(diào)研和OPEN-3000 DTS系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)的研讀，我們對(duì)OPEN-3000 DTS進(jìn)行了剖析，并加以對(duì)EMS的深入認(rèn)識(shí)，認(rèn)為最少有九個(gè)部分共同構(gòu)成了該系統(tǒng)。在這里，我們主要是根據(jù)其功能來(lái)拆分的，包括操作類功能、分析類功能、控制類功能、結(jié)果處理類功能等，這些都是組成一個(gè)完整系統(tǒng)的基本。

基本操作模塊一般包括電流/電壓保護(hù)模塊、擾動(dòng)處理模塊、多開(kāi)關(guān)使用模塊等。故障相關(guān)模塊需要包含實(shí)際工作中出現(xiàn)的所有故障及擾動(dòng)可能，并將其設(shè)置在系統(tǒng)中。誤操作模擬模塊具備誤操作的模擬功能。此外，還有安全自動(dòng)裝置等保護(hù)性模塊運(yùn)行狀態(tài)下的模擬、動(dòng)作的錯(cuò)誤操作或無(wú)響應(yīng)模擬、數(shù)據(jù)管理模塊功能、培訓(xùn)控制模塊、教案管理模塊 、培訓(xùn)后評(píng)估模塊。

2.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一體化

數(shù)據(jù)庫(kù)采用層次結(jié)構(gòu)來(lái)搭建[1]，其原因就是電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是分層來(lái)設(shè)計(jì)的，不同的部分對(duì)應(yīng)于不同的等級(jí)，而每個(gè)等級(jí)間的相互關(guān)系是根據(jù)實(shí)際情況確定的。數(shù)據(jù)庫(kù)按照此種規(guī)則的層次順序來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，若要查其中一個(gè)器件的具體位置時(shí)，在DTS中至多進(jìn)行三步就能達(dá)到目的。這樣一來(lái)，不僅利于使用，還利于后期維修。

2.4 繼電保護(hù)的仿真

該DTS系統(tǒng)中的繼電保護(hù)模擬可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行自定義建模[2]，或者直接調(diào)用事先建好的繼電保護(hù)模型。對(duì)于繼電器的保護(hù)，有兩種可供選擇的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作模擬，分別為定值比較法和邏輯判斷法。邏輯判斷法[3]，這種方法具有計(jì)算速度快，信息量小等優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)發(fā)電廠和變電站的接線方式提出比較嚴(yán)格的要求。定值判別法具有計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，根據(jù)需要可以進(jìn)行校核操作，它存在計(jì)算速度慢，效率低以及包含的信息量比較大等不足之處，故此方法更適合于地調(diào)中。對(duì)于舟山地調(diào)而言，由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入不是太全，邏輯判斷法更為合適。

此外，從實(shí)際應(yīng)用效果看，具有動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算和頻率計(jì)算的靜態(tài)仿真功能的系統(tǒng)基本可以滿足大部分電網(wǎng)進(jìn)行反事故演習(xí)的要求，故在設(shè)計(jì)中，對(duì)繼電保護(hù)采用邏輯判別法仿真模型和靜態(tài)仿真技術(shù)[4]。

3.一體化培訓(xùn)的流程

3.1 教員系統(tǒng)的使用

教學(xué)系統(tǒng)的主導(dǎo)是教員，他們可以統(tǒng)籌全局，包括從開(kāi)始到結(jié)束，從參數(shù)的設(shè)置到狀態(tài)的調(diào)整，從一個(gè)場(chǎng)景的模擬到另一個(gè)場(chǎng)景的模擬，都是教員臺(tái)的使用范圍。

教員可以根據(jù)各設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行單個(gè)或聯(lián)合的故障設(shè)置，例如使安全裝置失效無(wú)法正常工作和其他一些異常事件。對(duì)于教案可以根據(jù)實(shí)際情況，作出不同程度的調(diào)整，例如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際載荷、工作中的電壓值、預(yù)計(jì)工作量、各種設(shè)備的制定等?？梢栽谂嘤?xùn)仿真過(guò)程中保留一些比較經(jīng)典的圖形、數(shù)據(jù)和常用的模型，以供循環(huán)使用或者參考。

3.2 學(xué)員系統(tǒng)的使用

為了得到更好的學(xué)習(xí)，學(xué)員臺(tái)的設(shè)備及相關(guān)設(shè)定是緊密聯(lián)系實(shí)際的，可以說(shuō)是和SCADA沒(méi)有任何區(qū)別。通過(guò)系統(tǒng)的分析能力，可以清晰的呈現(xiàn)出整個(gè)教學(xué)過(guò)程并可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單操作，例如對(duì)某些閘刀、開(kāi)關(guān)的使用。這樣一來(lái)能夠更好地達(dá)到教學(xué)目的。此外，學(xué)員還可以執(zhí)行查詢和監(jiān)視等操作。

4.結(jié)語(yǔ)

本文綜合考慮舟山供電公司的發(fā)展前景和改善方向，對(duì)各種操作模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、教學(xué)界面能進(jìn)行了改進(jìn)性的構(gòu)思，并達(dá)到相關(guān)要求，具有很強(qiáng)的可實(shí)施性和推廣性。技術(shù)的發(fā)展是快速的，我們不能滿足于現(xiàn)在所具有的既定條件，接來(lái)可以根據(jù)以下幾點(diǎn)思路展開(kāi)相關(guān)研究工作：

（1）各設(shè)備性能的完善：這個(gè)的實(shí)現(xiàn)需要在實(shí)際使用后進(jìn)行多次反饋，確定常出現(xiàn)的問(wèn)題以及潛在的工作需求，然后加以具體的調(diào)整。

（2）對(duì)于數(shù)據(jù)的相關(guān)改進(jìn)：能做的可以是對(duì)數(shù)據(jù)的采集量、采集速度、調(diào)用速度、使用率、有效率等方面的改進(jìn)，盡可能提高工作的準(zhǔn)確性和效率。

（3）由于系統(tǒng)的功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)較繁雜，涉及內(nèi)容廣，所以學(xué)習(xí)起來(lái)需要時(shí)間。目前對(duì)該系統(tǒng)的教學(xué)使用還不夠全面，沒(méi)有揮發(fā)其最大的作用。

[1]陸杏全.能量管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2003， 27(6):1-4.

[2]王為國(guó),代偉，萬(wàn)磊等.DTS中繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置仿真方法的分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化.2003,27(5)：58～60.

[3]賈寧，常鮮戎.調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）繼電保護(hù)模塊的開(kāi)發(fā)[J].繼電器，2007,35（23）:19-23.

[4]黃家裕，陳禮義，孫德昌.電力系統(tǒng)數(shù)字仿真[M].北京：水利電力出版社，1993，85-89.

夏代軍（1983-），男，浙江舟山人，工程碩士，國(guó)網(wǎng)舟山供電公司，調(diào)控中心調(diào)控室副主任，研究方向：電力調(diào)度運(yùn)行技術(shù)。