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中圖分類號:TM933文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)07-0015-04
變電站作為電力系統的一個重要部分,其運行狀況好壞直接影響到整個電網運行的安全,變電站事故中有相當一部分是由人為操作不當造成的。這其中既有由于電網調度員誤發調度令、對異常處理措施不當造成的事故,也有由于變電運行人員走錯間隔導致的誤操作事故、安全措施不到位誤入帶電間隔的人身傷亡事故、帶電誤合接地刀閘、帶接地刀閘誤合開關、帶負荷拉合刀閘、設備缺陷和異常未能及時發現造成的事故。對事故判斷不準和向調度匯報不清楚而延誤故障處理時間、事故發生后處理不當使事故范圍擴大化、對二次設備誤操作而引發的事故等情況較多,造成了人身傷亡、設備損壞,甚至發生電網解列、電網崩潰等大面積停電事故。
因此,為保證電網安全、可靠、經濟地運行,就必須提高電網調度員、變電站運行人員的技術素質和技能水平,加強變電站運行人員和電網調度員的培訓。近年來,隨著電力行業培訓仿真技術的發展,各類培訓仿真系統在電力行業應用越來越廣,在提高生產運行人員的生產技能方面發揮了重要的作用。
一、變電站培訓系統仿真的發展現狀
近十幾年來,我國變電站培訓仿真系統獲得了很大的發展。仿真范圍逐步擴大、仿真的逼真度逐步提高。現存的變電站培訓仿真系統,根據變電站一次部分控制操作以及保護屏柜實現方式,主要可分為三類:有硬件屏盤模式、軟仿真模式、混合仿真模式。
(一)帶盤臺模式
帶盤臺模式是指用外觀與實際變電站1:1的開關控制屏和保護屏硬件組成變電站仿真培訓系統的主控室和保護室,主要由后臺計算機支持這些硬件的操作和顯示。該系統的硬件配置主要有模擬控制盤、模擬繼電器保護盤、變電站配電裝置、變電站主接線操作模擬盤、計算機控制仿真系統。其中計算機控制仿真系統是變電站培訓仿真系統的核心,它擔負模擬變電站的仿真,復現變電站主控室現象的任務。接收模擬盤的信息,控制模擬盤的動作和信號。這種帶有硬件盤臺的變電站仿真培訓系統是最早應用的培訓系統模式。帶硬件盤臺的仿真培訓系統需要配備大量的硬件裝置、設備,擴展性差,升級改造困難,同時硬件盤臺并沒有包括變電站中保護、測控柜等實際裝置,與現場相比逼真度存在差距,培訓效果不夠理想。
(二)純軟件仿真培訓模式
純軟件仿真培訓模式是指變電站內的開關控制屏、保護屏、模擬屏、室外和室內的主設備及主接線等所有設備全都用軟件仿真,除計算機外沒有任何硬件,該系統采用多媒體仿真模式,仿真變電站的有關電氣設備,包括一次設備、控制系統、中央信號系統以及繼電保護和自動裝置的面板均可在計算機屏幕上動態顯示。軟件模式的仿真培訓系統很快便以其便捷、經濟等優點受到電力部門的青睞,目前應用較廣。在這種模式中傳統控制室中的保護屏、控制屏、中央信號屏等物理設備均被計算機監控平臺所代替,所有監控功能都通過人機交互界面實現與培訓人員的互動。省去了大量硬件設備,大大提高了可靠性,并且有利于系統更新升級。但是軟仿真模式的培訓仿真系統由于所有的操作和顯示都是在微機屏幕上進行,與實際現場環境差距大,真實感較差,培訓效果也不太理想。
(三)混合仿真培訓模式
混合仿真培訓模式將數字化的電網仿真與變電站中全部真實的二次設備(包括監控系統、保護柜、測控柜、音響、燈光等)有機結合成為的混合仿真培訓系統。目前,該類系統主要采用將數字化電網仿真與部分真實設備相結合的仿真模式,將數字化電網仿真結果通過數字模擬量轉換卡轉換為-3.53~3.53V的弱電交流量,再輸出到經過改造的保護裝置的內部采樣插件上,并通過開關量輸入卡采集模擬斷路器的位置,從而實現斷路器的動作的仿真,這種仿真方式只采用部分真實設備,并且需要對實際的保護柜進行改造才能以適應該仿真系統,并且可擴展性較差,新增加的保護設備無法直接接入(必須經過改造)培訓仿真系統,該類系統的仿真效果與現場的一致性仍存在差距。
二、變電站數字物理混合仿真培訓系統概述
變電站數字物理混合仿真培訓系統是將數字化的電網一次設備仿真與實際變電站二次設備相結合的數字物理混合仿真技術。即監控系統、保護及測控裝置、五防系統、燈光、音響等采用現場真實物理設備,而該變電站一次設備、鄰近電網及其一次設備、二次設備等采用數字仿真。其中數字仿真部分采用變電站實時仿真與全動態電網混合仿真技術,即詳細仿真的變電站采用實時仿真技術,變電站所在電網采用暫態、中期、長過程一體化仿真計算技術,實現電網的全動態仿真,從而既能詳細而真實再現變電站一次設備的行為,也能逼真地再現大電網的各類動態過程對變電站的影響。數字仿真電網再通過高速的通信系統,高速的開關量采集、輸出系統,高速、高精度的數字模擬量轉換系統和仿真功率放大器與真實的變電站二次設備有機結合,實現了變電站軟仿真子系統、數字電網仿真的一次、真實的二次設備仿真放置于同一個仿真系統中,有機連接、靈活配置,營造了十分逼真的變電站運行環境。從而實現對現場各類運行人員的培訓需求:如變電站運行人員、繼電保護人員、檢修人員及相關的管理人員等,同時能完成人員培訓、技能鑒定、崗位考核等各項工作。
三、變電站數字物理混合仿真培訓系統架構
圖1給出了變電站數字物理混合仿真系統的總體架構。其中電網及變電站的數字仿真部分通過接口系統實現變電站電磁暫態仿真與電網全動態仿真的有機結合,其他變電站軟仿真也是基于同一個的電網仿真,從而可以實現變電站軟仿真、混合仿真的一體化。數字電網仿真結果的瞬時值通過高速通信系統傳送到高速、高精度同步數字模擬轉換器形成0~10V的模擬交流量,該模擬量通過電流或電壓功率放大器得到放大的電流或電壓電氣量驅動變電站的實際二次設備。數字仿真系統通過高速開關量采集系統實時檢測到變電站開關和刀閘的狀態,從而將數字仿真和實際二次設備有機結合起來,實現了數字仿真與變電站實際二次設備的無縫閉環連接。仿真培訓系統通過開關量輸出系統驅動非電氣量保護動作模擬硬接點、變壓器有載調壓模擬硬接點、風冷控制模擬硬接點等,實現變壓器的非電氣量保護動作的模擬。
四、變電站數字物理混合仿真培訓系統功能
變電站數字物理混合仿真培訓系統是將電網仿真、變電站實時仿真、變電站綜合自動化系統仿真和教員與學員系統有機結合為一體化的系統,不但實現了地區電網生產運行過程的全仿真,也可以正確反映變電站、變電站綜合自動化系統和電網的相互作用、相互影響,可以對運行人員進行全方位的仿真培訓。系統的主要應用功能如下:
(一)培訓運行人員和相關管理人員
培訓基本的運行技能。對新員工進行上崗培訓,對老員工的基本運行能力進行培訓及考核,使其熟悉變電站一二次設備、變電站綜合自動化系統、集控站監控系統、電網結構、運行方式、電網潮流,掌握基本運行操作及運行規程,熟練使用實時監控系統(變電站綜合自動化系統和電網調度自動化系統)及其他應用軟件。
事故分析及處理。可進行開關、刀閘、變壓器、母線、線路、發電機組、電容器等各種設備及其相關的故障處理培訓,訓練變電站運行人員發現事故、異常,依據仿真的電網環境判斷故障和處理故障,并在訓練結束后對事故進行分析,重放事故發生和處理的全過程。通過仿真訓練可以使運行人員了解各種事故發生的現象、原因及變化過程,總結積累處理經驗,增強他們事故處理時的自信心。
變電站一次設備正常和特殊巡視訓練。通過變電站一次設備三維交互式漫游巡視系統,實現變電站一次設備的三維重現和虛擬操作,受訓人員感到富有直觀性、形象性,有助于其熟悉了解現場情況,更好地將理論知識與實踐經驗相結合。
對于管理人員進行電網及變電站運行的概念性培訓。管理人員通過仿真培訓可以了解電網及變電站的現狀、運行方式、操作規程及電網和變電站運行的特性。
(二)聯合反事故演習
本系統可用于研究電網、變電站特點,對薄弱環節做好事故預想工作,完善各種事故應對方案,從而提高事故情況下的應對能力,克服以往反事故演習紙上談兵的局限性。仿真電網設置的常見事故及復雜事故發生后,將引起繼電保護的連鎖動作和電網潮流的變化,并顯示越限設備的報警提示,對此研究后可以總結事故處理經驗,制訂出合理的事故處理預案。做到事前有分析,事后有反饋,切實提高電網安全運行能力。
五、硬件系統
變電站數字物理混合仿真培訓系統的硬件系統由以下幾部分組成:教員臺,學員臺,仿真主機,變電站實際二次設備,電流、電壓功率放大器,高速、高精度同步輸出數字模擬轉換器,高速通信及開關量輸入輸出系統,混合仿真集成支撐平臺。
(一)教員臺
可以用仿真主機,運行教員子系統為教員管理和控制培訓過程提供支撐平臺。
(二)學員臺
使用與現場完全一致的監控系統工程畫面,保留所有現場監控系統功能,并與仿真模型建立通信連接。使學員在監控系統仿真界面上獲得在現場監控系統上相同的操作。
(三)仿真主機
運行全動態電網仿真子系統,是仿真系統的核心和中樞。仿真系統模型包括:鄰近電網的全動態電網計算模型、包括一次、二次設備模型、故障模型和異常模型。
(四)變電站實際二次設備
保護、測控、音響、燈光等裝置采用與現場完全相同的硬件設備,可以為受訓者提供真實的操作、監視手段,使得仿真機不僅可以培訓變電站運行人員的常規操作和監視,同時還能使他們熟悉和了解變電站重要二次保護裝置和屏面設備。
(五)電壓、電流功率放大器
功率放大器接收DA輸出的弱電模擬信號,進行功率放大使電流信號放大至0~20A、使電壓信號放大至0~100V,以驅動實際二次設備。放大器在與仿真信號連接是采用高阻差分方式,無公共連接點,這樣可保證仿真系統的安全工作,又可長線連接抗干擾,提高系統的小信號精度。仿真培訓專用的功率放大器多路的電流或電壓輸出,從而能保證更好的同步輸出精度,同時降低電流功率放大器的最大輸出電流。
(六)高速、高精度同步輸出數字模擬轉換器
將變電站實時仿真計算出的電壓和電流的數字量轉化為模擬量,是決定仿真精度的重要環節,其關鍵技術是實現各路數字模擬轉化(DA)的同步輸出,同時為了保證輸出波形的質量,每工頻周波的輸出點數大于60點,DA向功率放大器輸入模擬弱電信號。為了保證混合仿真系統的可擴展性,更好地適應變電站規模的變化,采用分布式同步實時仿真技術,即根據變電站電氣量需要嚴格同步的程度對各電氣量進行分組,每組電氣量在同一塊DA轉換器進行輸出保持嚴格的同步,多組DA轉換器通過高速PCI總線分布式工作,因此降低了以前依賴專用的DA轉換器的程度,這樣既可以保證仿真培訓的效果,又可以保證系統的高可擴展性和系統造價。
(七)高速通信及開關量輸入輸出系統
通過開關量輸入系統采集開關、刀閘動作情況、有載調壓接點,實現開關、刀閘狀態及變壓器抽頭位置的高速采集,將實際設備的狀態實時發送給變電站實時仿真計算。通過開關量輸出和繼電器模擬非電量保護動作、變壓器風冷控制硬接點等。
(八)混合仿真集成支撐平臺
混合仿真集成支撐平臺采用PCI總線技術將高速、高精度同步輸出數字模擬轉換器、高速通信系統和開關量輸入輸出系統緊密集成。變電站實時仿真子系統和實時操作系統均運行在混合仿真集成支撐平臺,實時操作系統通過硬件系統驅動軟件驅動數字模擬轉換器、高速通信系統和開關量輸入輸出系統(即用于對DA轉換器、開關量輸出和開關量輸入板卡的控制)是實現數字一次設備與二次物理設備有機聯系的接口系統,將變電站實時仿真計算結果實時刷新DA卡、將接口系統的自身狀態定時刷新DA轉換器的某個通道、通過開關量輸入系統采集開關、刀閘
的狀態、通過開關量輸出系統向實際設備發送指令。
六、軟件系統
混合仿真培訓系統的軟件系統主要由以下幾部分組成:交互式、分布式仿真軟件支撐平臺,全動態電網仿真子系統,教員與學員子系統,變電站實時仿真子系統,實時操作系統,硬件系統驅動子系統。
全動態電網仿真子系統、變電站軟仿真子系統、變電站實時仿真子系統、教員與學員系統軟件通過交互式、分布式仿真軟件支撐平臺的運行管理系統有機結合在一起組成整個數字仿真培訓系統,變電站實時仿真子系統通過實時操作系統的內核級調用與硬件系統驅動軟件集成,與物理設備完成無縫連接。
交互式、分布式仿真軟件支撐平臺是混合仿真培訓系統基礎,包括數據庫管理系統、仿真運行管理系統、人機界面系統、變電站一二次設備人機界面系統和仿真建模系統。數據庫管理系統采用商用數據庫與實時數據庫相結合的方式,實時數據庫是常駐內存數據庫,用來支持數據的快速訪問、處理。實時數據庫與商用數據庫有機結合的方式保證了數據庫的實時性和高效性,商用數據庫作為實時數據庫的持久存儲,較好地解決了分布式系統中數據庫系統的開放性、實時性和一致性問題,從而充分發揮了實時數據庫和商用數據庫各自的優勢。仿真運行管理系統,作為分布式仿真的運行支撐系統,實現了各個仿真應用之間的交互操作,是聯系各仿真子系統(軟仿真、電網仿真、混合仿真)各部分的紐帶,是分布式仿真系統的核心,為各個仿真應用軟件提供了位置透明、高效的虛擬運行環境,向子系統提供交互對象管理服務、時間管理服務、數據分發管理服務和應用程序接口。人機界面系統是全圖形人機接口,為教員和學員提供交互式操作媒介。變電站一二次設備人機界面系統采用了虛擬儀器技術、組件技術、3D建模技術和虛擬現實技術,可以構建各種電壓等級的虛擬變電站,包括變電站主控制室、控制屏、保護屏、中央信號屏、交直流屏等二次設備和現場一次設備,分為變電站一二次設備人機界面編輯系統、在線系統及變電站一次設備三維交互式虛擬場景系統。仿真建模系統通過圖形、模型和數據庫一體化建模技術,在畫面編輯時能夠提供特定電氣元件的計算模型,在生成畫面同時,能夠自動地生成或人為輸入電氣元件計算模型的參數,并插入到數據庫相關表格中,為電網仿真、變電站實時仿真等子系統提供拓撲數據和運行數據。
全動態電網仿真子系統采用暫態、中期、長過程一體化計算再現真實的電力系統的動態響應過程,采用了固定結構的稀疏矩陣、微分方程隱式梯形差分方程與網絡代數方程的聯立求解、強魯棒性牛頓―拉夫遜法非線性方程求解、自動變步長等技術保證電網仿真計算的快速性和穩定性。
教員與學員子系統為教員管理和控制培訓過程提供支撐平臺,功能由四部分組成,即:系統管理功能、培訓前運行方式和教案準備、培訓中的操作和進度控制、培訓后分析和評估。系統管理功能包括時間管理、用戶管理、運行方式管理等;培訓前運行方式和教案準備包括選擇運行方式數據、整定初始方式、預設故障和事件;培訓中的操作和進度控制是指教員對培訓進程的控制、對電力系統模型的操作、設置故障和事件、管理和監視學員的操作;培訓后分析和評估包括使用事件記錄、曲線、報表等工具分析學員操作的效果,利用事故追憶再現學員的處理過程和系統的變化過程,利用評價工具對學員的操作進行評價。
變電站實時仿真子系統在變電站中一次設備的三相暫態模型及外網動態等值模型基礎上,采用電磁暫態計算理論實現變電站的詳細仿真計算。通過接口算法實現變電站實時仿真與全動態仿真的在線交互,保證變電站的動態響應的準確性。變電站實時仿真子系統運行在實時操作系統基礎上,實時操作系統可配置成單任務模型,保證實時仿真子系統的最高優先級的運行級別,實時操作系統運行于混合仿真集成支撐平臺,并通過硬件系統驅動軟件驅動硬件系統。
七、結論
本文研究開發的變電站數字物理混合仿真培訓系統是在軟仿真模式的變電站仿真技術基礎上,結合電力系統的實時仿真技術,將數字化的電網仿真與變電站中全部真實的二次設備有機結合成為的物理與數字混合仿真培訓系統,使受訓的變電站運行人員、繼電保護人員、檢修人員及相關的管理人員在完全真實的變電站環境內接受訓練,同時能夠完成人員培訓、技能鑒定、崗位考核等各項工作,能有效地提高現場運行人員素質水平。該系統已在石家莊電力培訓學校220kV教學變電站培訓仿真系統中,取得了很好的培訓效果。
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陜西省電力公司變電仿真實訓基地目前投入培訓的培訓系統有:110kV模擬變電站、330kV仿真變電站,變電運行仿真培訓系統一套,集控站運行培訓系統一套,地調運行培訓系統一套。
一、基地簡介
110kV模擬變電站,占地面積為5000平方米,實訓場所面積2000平方米,電氣設備總價值1000萬。主接線為雙母帶旁母方式,變壓器、斷路器等一次設備齊全,保護及二次系統為電磁型設備,基地主要完成110kV及以下變電運行各職種的變電站一次設備日常巡視、倒閘操作、繼電保護、自動裝置、直流系統等項目的培訓考核及電力類專業的標準化操作、專項實訓的培訓考核。
330kV仿真變電站,占地200平方米,330kV仿真變電站為中心自行開發的330kV盤臺式變電仿真培訓系統,330kV盤臺式變電仿真培訓系統配備了3臺工控機,用于運行仿真程序、采集信號和驅動繼電器等,是仿真系統的核心,模擬仿真了330kV、110kV、10kV變電站一次、二次系統,該仿真培訓系統針對局域電網進行仿真,能夠對外部電力網絡進行計算,發電機和負荷具有調節功能,可由教練員改變潮流分布,使得仿真效果更加逼真。該系統真實模擬了330kV變電站主控室的各項功能,產生逼真的仿真效果,實現對變電運行的正常運行監視,倒閘操作及事故處理全方位、全過程的仿真,提供真實的培訓環境。
電網變電站仿真培訓系統培訓室面積為700平方米,包括變電運行、集控站運行培訓系統、地調運行培訓系統等技能訓練設備。軟件系統主要包括變電運行支撐電網仿真、變電站仿真模型系統、綜合自動化系統仿真軟件、工程師/教練員站功能軟件、仿真設計支撐系統、繼電保護仿真、多媒體課件制作與交互平臺、一次設備虛擬仿真、集控站仿真系統、變電站仿真組態平臺、數據庫平臺軟件、盤臺仿真變接口軟件、變電遠程仿真培訓軟件、繼電保護控制軟件接口、I/O軟件(網絡I/O、盤臺I/O)、電網潮流計算軟件包、監視控制站仿真軟件及混合仿真驅動軟件等。
變電仿真實訓基地主要完成中級工、高級工、技師、高級技師培訓,同時可開展十幾個項目培訓,主要培訓項目有在崗運行值班員仿真培訓,包括運行人員上崗前培訓、在崗運行值班員取證和換證培訓、運行值班員升級考核培訓、單專業值班員向全能值班員轉崗培訓以及有針對性的反事故演習訓練。
變電仿真實訓基地現有培訓師24人,兼職培訓師6人,其中高級培訓師3人,專職培訓師占培訓師資總量的80%,其中雙師型培訓師16人,占培訓師資總量的66%;中級以上職稱(或技師及以上職業資格)的22人,占專職培訓師總量的92%,高級職稱及高級技師資格的12人,占專職培訓師總量的50%。
二、工作成果
2007年完成變電站值班員差異化培訓項目4個,2008年完成750kV超高壓緊缺人才培訓項目4個,2009年開展了省公司110kV、330kV、750kV培訓項目10個。作為國家電網公司生產人員崗位技能培訓規范及教材的主編單位,編寫了《330kV變電運行培訓規范》及教材,并推廣使用;編寫了《變電站事故處理》、《變電站站長必讀》、《變電站綜合自動化系統》等培訓教材,并在多個培訓班應用;根據培訓需要,編制了《變電運行作業指導書》。
2007年至今,在面向系統內供電企業變電專業職種的培訓中,深入企業調查培訓需求,根據員工能力及職別制定差異化培訓方案及教學計劃,被省公司作為典型經驗在省公司范圍內推廣。先后舉辦了變電專業職種的高級工、技師、高級技師等培訓班18期,培訓人數720余人。同時具有五年以上的高級工、技師培訓和技能鑒定的經歷,培訓質量較好,受到企業的好評。并根據生產現場需要編制了《變電仿真實訓指導書》等12本培訓教材,經過公司相關部門人員組成的專家組審定,已在培訓項目執行過程中使用。
變電仿真基地面向電力企業,積極開展科研項目研究,《一機多模750kV變電站仿真培訓系統軟件開發》等項目已付諸培訓應用,取得了很好的效果,在企業享有盛譽。
李興華(1974-),男(漢族) 工程師,主要負責技術標準的制定和審核。
摘 要:本文通過介紹目前電網運行模式改變,說明急需開發一套適合集控值班人員培訓的軟件―集控站仿真培訓系統,并展示了一套以鶴壁地區變電站、集控站和電網為模型,集電網仿真、變電站仿真、Web、圖形圖像、通訊、數據庫、三維虛擬現實技術于一體的集控站仿真培訓系統;該套系統功能齊全、內容多、范圍全面、可模擬的故障數量多,效果逼真,培訓的范圍廣、實用性強,是目前快速提高變電站、集控站運行人員技術素質的有效途徑和方法,取得了顯著的經濟效益和社會效益。
關鍵詞:集控站;仿真培訓;建設;應用
1、引言
隨著電網規模的發展和主網架升級以及電力技術的發展,220kV及110kV電壓等級大量無人值班變電站投入運行,變電生產管理由傳統方式向集約方式轉變,在變電站和電網調度之間出現了集中監控中心這一層面,建立集控站,可以實現分層分布式的調度運行管理模式,實行集約化管理方式,降低變電站運行成本,達到信息分流、控制分層目的,同時分散廠站信息全部由地調主站系統接收處理的風險,減輕主站壓力。
220kV集控站比單個220kV變電站需要監視更多的信息、需要執行更多的操作、需要處理更多、更復雜的異常、事故,這就對運行人員的素質提出更高要求。為了解決集控運行人員的培訓問題,培養集控人員的全局觀念和系統觀念,急需建立集控站仿真培訓系統。鶴壁供電公司為了適應現代電網發展趨勢,打造一批精英運行團隊,提高設備安全運行水平,特研制開發了220kV集控站仿真培訓系統。
2、系統建設目標
2.1系統建設的目標
以220KV靈山集控站及下屬的五個110KV為仿真對象,采用先進的模塊化建模技術,在SDSS2000仿真開發支撐系統環境下研制開發的一套全范圍集控站仿真培訓系統。該系統對靈山集控站所轄6站進行全方位仿真: 模擬集控所轄小系統一次系統潮流分布、故障電壓和故障電流、監控系統、五防系統、保護裝置以及戶外一、二次設備的巡視、操作、顯示及實施響應。可以為變電站運行人員、集控運行人員、電網調度人員提供優質高效的培訓。
2.2 系統研究內容
(1)集控站仿真培訓范圍探討及確定(2)仿真對象逼真度確定(3)集控站仿真系統建模使用軟件研究(4)保護和自動裝置響應速度研究(5)故障及異常情況下保護和自動裝置動作原理研究(6)潮流分布及故障分量算法研究。
3、系統項目組成
系統有硬件和軟件兩部分組成
3.1 硬件組成
硬件組成:6臺計算機、網絡設備、音響設備、電源設備;
網絡設備:通過高速數據交換機以太網形式實現各設備之間數據的快速、可靠傳輸;
音響設備:通過音箱來實現集控站電笛及電鈴的聲響報警效果。
圖一 硬件組成圖
3.2 軟件組成
SDSS2000支撐系統軟件、電氣系統模型軟件、監控機軟件、保護屏圖形軟件、五防軟件 、 3D就地軟件、平面就地軟件。
3.2.1 SDSS2000支撐系統軟件
仿真支撐系統軟件是仿真培訓系統軟件系統的核心,從功能上主要分為系統服務、工程師臺功能和教練員臺功能,它的主要特點如下:
1)模塊化建模。所有模型軟件全部采用模塊化設計,模型開發人員可以方便地進行建模和調試工作。同程序化設計的方法相比,模型軟件易于擴充和修改,調試方法先進;
2)動態庫鏈接。算法源程序經過編譯以后,無需退出支撐系統就可以重新裝載;
3)變量/模塊跟蹤調試,為開發人員提供強大的調試工具;
4)系統具有多種圖形顯示,包括系統狀態、變量監視、故障監視、網絡監視等,圖形技術采用OpenGL編程,畫面美觀,顯示信息豐富;
5)實時系統資源監測,顯示當前各運行周期占用CPU時間;
6)系統提供了許多方便于模型開發人員進行開發的功能,例如變量的自動管理、模塊的智能復制和數據庫的自動保存功能等;算法的源程序全部采用C++高級語言,代碼體積小、執行效率高;
7)網絡通訊的周期為100毫秒,盤臺設備的操作反應迅速,仿真逼真度高。
8)采用Microsoft Access作為數據庫管理系統,Miscrosoft Access數據庫具有功能強大、靈活易用等特點,通過ODBC的方法實現數據庫的網絡共享;
9)全中文環境,人機界面友好,完全采用Windows 32應用程序的界面標準,開發人員很容易掌握使用。
10)DSS2000從功能上主要分為系統服務、工程師臺功能和教練員臺功能,它的主要功能如下:
圖二 教練臺畫面
SDSS2000 系統服務功能:用戶登陸服務;日志管理;網絡通訊服務;算法動態鏈接庫管理;
SDSS2000 工程師臺功能:提供電氣系統建立、修改和調試模型軟件的環境;實時調度、執行模型軟件;管理算法數據庫、變量數據庫和模塊數據庫,建立和維護數據庫之間的對應關系;提供豐富的統計和查詢功能;
SDSS2000 教練員臺功能:仿真培訓系統正常的運行和凍結;初始條件管理,系統提供200個初始條件可供教練員選擇;故障管理,包括設置、取消單個故障、復合故障,可以圖形顯示故障的狀態(未設置、設置但未發生、已發生);復位功能;返回功能;重演功能;主要參數曲線監視;外部參數監視;負荷調整:可以調整各站負荷的有功和無功。運行日志:能自動記錄學員進行的操作和檢查過程,并可以進行修改。巡視記錄;遠方關機功能;
3.2.2 模型軟件
本仿真培訓系統的模型軟件都采用Visual C++編寫。模型軟件能夠精確模擬受控變電站各種設備的物理特性,不僅能夠精確模擬一次設備,而且能夠模擬二次元件;不僅能夠模擬正常運行,而且能夠模擬異常和事故狀態;能夠模擬各種故障和異常424個;它主要有下列數學模型:鶴壁地區電網:鶴壁地區電網拓撲計算模型;鶴壁地區電網潮流計算模型;鶴壁地區電網故障分量計算模型;6座變電站線路測控、保護和信號邏輯模型,母線測控、保護和信號邏輯模型。所用變/電容器測控、保護和信號邏輯模型,主變壓器冷卻器控制、信號邏輯模型。變壓器有載調壓裝置控制、信號邏輯模型,低壓交流系統電壓、電流計算模型,低壓交流系統測控、保護和信號邏輯模型,低壓直流系統電壓、電流計算模型,低壓直流系統測控、保護和信號邏輯模型。
3.2.3、監控機軟件
監控機軟件是對集控站監控機的仿真,能夠實現真實集控站監控機上所有的操作、顯示。該軟件具有動態操作、動態顯示、參數監視、故障報警、遙信顯示、報警信息分類等功能。
圖三 靈山集控站畫面
參照真實集控站監控機軟件,該仿真軟件采用分級菜單結構,調出系統畫面的響應時間小于0.3秒,動態刷新時間為0.1秒。
圖四 靈山站一次系統接線圖
該軟件具有方便的可修改性和可擴充性,可以方便地在線和離線進行系統畫面和動態特性的修改、添加。
3.2.4 五防機軟件
五防機軟件是對220KV靈山變電站五防機的仿真,能夠實現現場五防機的功能。在該機上,模仿現場五防機的開票過程,遵循五防邏輯,進行操作票的開取、校驗。
圖五 靈山站五防機畫面
3.2.5、保護屏圖形軟件
該軟件是對受控變電站的測控屏和保護屏的仿真。采用DirectDraw顯示技術,將需要顯示的盤臺和盤臺上的儀表、旋鈕、開關、液晶等實時顯示于計算機的屏上。
圖六 保護屏畫面
該仿真軟件逼真度高,操作反映速度快,靈活性好,畫面調出時間小于0.1秒,動態刷新速度快。在進行開關操作、指針旋轉、切換各種畫面的仿真中,鼠標一點即動,使人幾乎感覺不到有響應時間。
保護屏圖形軟件完成受控變電站主控制室保護屏的液晶報告、信號指示、信號復歸和壓板操作的仿真。通過實景菜單的方式,可以選取任一個保護屏,并對每個動態點進行實時的各種操作(開關的開合、按鈕的按動、壓板的投入及退出)和各種動態顯示。
圖7 保護屏畫面
本部分軟件實現對每一保護屏的推拉功能,即對保護屏看不到的部分可以用鼠標進行拖動,將其拉入顯示屏內進行觀察和相應的操作,從而直觀的再現了元器件多且盤面大的保護屏。 保護屏信號量大,本機操作用變量13927個,與主機交換的邏輯量為8491個,模擬量為2572個。在信號分析處理部分進行了準確定位,分層處理,盡可能地減少信號處理量,既保證了信號的正常傳輸又保證了動態畫面實時顯示。
3.2.6 3D就地臺軟件
3D就地臺軟件是對220kV靈山變電站戶外配電裝置進行的仿真,在本項目中,獨立研發的三維虛擬仿真(3D Virtual Simulation)支撐系統采用了國際領先的圖形開發平臺技術,該支撐系統能優化OpenGL 和 DirectX底層核心技術,結合Visual C#.NET 編程,可以動態加載大型三維場景,可一次加載超過四百多個三角面,滿足大型三維模型實時渲染的需求。該項技術在國內處于領先水平。在該支撐系統下開發的三維實時仿真程序不僅能夠1:1繪制整個變電站三維模型,而且可以進行三維交互、動作模擬等。可以由客戶操縱從任意一個角度互動性地觀察場景,猶如身臨其境。采用三維虛擬技術使220kV集控站仿真培訓系統的功能更強、故障更多、設置更靈活如:一次系統可以設置各種故障,例如瓷瓶裂縫、接觸點過熱、帶電拉刀閘等。
圖8 戶外一次設備三維場景
3.2.7、平面就地臺軟件
平面就地臺軟件是對110kV高村橋變電站、110kV冷泉變電站、110kV袁莊變電站、110kV淇濱變電站、110kV海河變電站戶外配電裝置進行的仿真,戶外配電裝置采用平面單線圖實現顯示和操作,重要的設備可彈出相應面板進行仿真,簡單實用,可全面模擬戶外巡視和戶外操作。
圖9 戶外一次設備平面場景
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在該系統下開發的三維實時仿真程序不僅能夠1:1繪制整個變電站三維模型,而且可以進行三維交互、動作模擬等,同時實現不同天氣下變電站設備巡視仿真培訓,可對任一巡視內容進行記錄和回放。監控、五防機采用矢量圖形技術和自主開發的SimuDraw圖形仿真支撐軟件開發,可以模擬現場五防機的開票過程,遵循五防邏輯,進行操作票的開取、校驗。保護屏采用DirectDraw對所有保護壓板及按鈕進行仿真,并對保護液晶進行菜單及事故記錄仿真。 該系統能為變電站、集控站運行人員提供戶外巡視、倒閘操作、事故演示和事故處理等方面的培訓項目,能有效提高運行人員正常操作和巡視水平,大大提高運行人員對事故的反應能力和處理能力,培養運行人員的全局觀念和系統觀念,提高集控站運行的安全性、可靠性和經濟性。 --!>
4、應用情況
集控站仿真培訓系統建成后已為鶴壁供電公司公司進行了多批次的崗前培訓、崗位培訓、技能考核和技術比武等。實際應用效果證明,該仿真系統仿真范圍全面、可模擬的故障數量多,效果逼真,是目前快速提高變電站、集控站運行人員技術素質的有效途徑和方法,取得了顯著的經濟效益和社會效益。(1)利用該仿真系統進行運行人員培訓,可取得直接經濟效益。(2)通過有針對性的仿真培訓,顯著提高了集控站變電運行人員的基本操作技能和事故處理能力,有利于供電企業提高電網的安全、穩定運行水平,由此所取得的間接經濟效益和社會效益是長期的。
隨著電網技術的發展,全國集控站管理模式已全面推廣,變電運行人員的全局觀念和集控站人員應具有的素質技能,可通過集控站仿真培訓使其適應現代電網發展需要。(作者單位:河南省電力公司鶴壁供電公司)
參考文獻:
[1] effrey Riehter. Windows核心編程[M].北京:機械工業出版社,2000. 8.
當前,隨著中央作出建設新絲綢之路經濟帶的戰略決策,加快新疆 750千伏骨干網架和疆電外送特高壓電網建設的步伐,加快建設堅強智能電網、構建“三集五大”管理體系,對新疆電力員工的素質和能力提出了新的更高的要求。面向新疆電網發展的美好未來,國網新疆電力公司培訓中心以科學發展觀和科學人才觀為引領,以服務新疆電力公司“人才強企戰略”為目標,始終把改革創新貫穿中心發展全過程和管理各方面,全面構建“大培訓”體系,科學編制專業人才培養和教育培訓規劃,探索更有效管用的培訓方式。持續完善“大培訓”組織建設,發揮新構架功能,創新培訓方法,加強培訓、考核、鑒定力度,凝心聚力,創新發展,全面提質提效,深入推進教育培訓工作的制度化、規范化和科學化,堅持“三結合,著力提升培訓質量、培訓水平和培訓效果,為深化“兩個轉變”,服務“一強三優”現代公司建設作出新的更大貢獻!
中心簡介
國網新疆電力公司培訓中心是新疆電力公司唯一的網省培訓中心、電力行業高技能人才培訓基地和電力行業變電仿真培訓基地。承擔新疆電力公司技能類培訓和管理類培訓業務,負責公司所轄全體員工崗位培訓、職業資格培訓鑒定和職工教育等。
2009年,建立了ISO9001∶2008質量管理體系和ISO10015培訓管理體系,并獲得國際認證;2012年,按照公司黨組要求,停止學歷教育招生,全面實現轉型;2014年,培訓中心經“三集五大”建設機構調整后,共有9個部門,綜合管理部、人力資源部、財資部和培訓管理部4個職能部門,以及技能鑒定部、管理培訓部、技術技能培訓部、學歷教育部和后勤保障部5個業務部門。
截至2013年年末,培訓中心共有各類員工230人,其中長期職工195人,少數民族員工65人,比例為33.33%。本科及以上學歷共130人,占66.67%,其中碩士研究生學歷6人;大專37人,占18.97%;中專及以下29人,占14.87%。高級職稱44人,占22.56%;中級職稱57人,占29.23%;初級職稱35人,占17.95%。高級技師49人,占25.13%;技師74人,占37.95%;高級工22人,占11.28%;中級工6人,占3.08%。人才當量密度為1.076。
1.1信息一體化平臺
信息一體化平臺采用一體化模式,集監控和五防功能于一體。一方面作為后臺監控系統軟件,模擬數據采集處理、運行監控、正常操作、事件和報警處理等,實現常規站監控系統功能,同時新增加智能變電站特有的高級應用功能:一鍵順序控制、告警信息分類、智能告警等;另一方面作為五防系統軟件,嵌入到信息一體化平臺中,不僅保留就地間隔內電氣設備的電氣聯鎖,同時還通過以太網實現相互通信,交換設備的狀態,實現智能變電站站控層、間隔層、過程層3級防誤閉鎖功能。
1.2智能化保護測控系統
智能化保護測控系統按照保護測控裝置的物理原理建立數學模型,采用定值驅動法,當故障發生后計算的故障電流結果到達定值要求時自動啟動保護測控裝置,按照其工作原理進行判別,相關保護動作,報出故障信息報文,有關指示燈點亮,與變電站真實設備保持一致。
2系統功能
智能變電站高級應用功能的仿真是以智能變電站仿真系統為基礎,將智能站高級應用集成于信息一體化平臺中,實現了智能變電站特有的一鍵順序控制、智能告警信息分類、故障綜合分析決策功能的仿真。該系統從其功能上可以作為培訓和測試的平臺。
1)培訓功能。智能變電站高級應用功能是智能站特有的新應用,對運行人員來說是全新的知識,需要進行培訓學習。該系統真實再現了智能變電站場景,可以為運行人員提供一種有效的培訓手段,使運行人員能夠學習智能變電站中的新知識、新技術,提升專業素質。該系統已經投入培訓使用,系統運行穩定,人機界面友好,培訓功能完善,培訓效果逼真。
2)測試平臺功能。智能變電站高級應用功能的仿真還可以為高級應用功能的研究提供測試平臺。由于電力系統的特殊性,不能在真實運行設備上進行任意操作,而該仿真系統通過為其他系統或軟件提供開放的數據接口,可以反復進行操作和設置故障,對被測系統或軟件運行情況進行測試,通過與某公司合作,能夠正確地實現測試功能,為研究智能站高級應用功能提供了一種有效的測試平臺。
3智能告警信息分類的仿真
通過建立故障信息的邏輯推理模型,對故障告警信息分類過濾,并對變電站運行狀態進行實時在線分析推理,能夠實現智能告警功能,可以自動報告站內異常狀態,并根據需求提供分層分類的故障告警信息。智能變電站各種運行告警信息量非常大,包括3類:
1)提示性信息。這類信息不需要特別關注;
2)告警信號。這類信息雖然沒有直接引發事故跳閘,但實際隱含著可能的故障,若不進行綜合分析,消除異常,持續發展會導致事故發生,需要給予重點關注;
3)事故信息。事故信號產生一般都會有保護動作、開關跳閘,要求在盡可能短的時間判斷故障原因,以便上報,并依據調度指導進行故障隔離和恢復操作。因此,需要對故障告警信息進行過濾,提供分層分類的告警信息,以方便運行人員工作。智能告警信息分類的仿真包括以下幾個方面:
1)圖形界面仿真。智能告警信息分類通過信息一體化平臺進行展示,信息告警圖形界面是信息分類結果的直觀展現。在進行仿真開發時,按照智能變電站信息分類的原則,根據告警信號重要性,告警實時顯示窗口由多個頁面組成,包括:全部告警、嚴重保護事件、一般保護事件、SOE、開關刀閘動作和智能告警6類,所示同時還會根據告警信息的級別,通過聲音的方式發出告警。
2)數據庫仿真。智能告警信息量非常大,其仿真時所需的數據量也很多。仿真時全站采集信息采用統一的命名格式。變量命名格式包括:變量名、變量描述、變量單位、變量標識、變量數據指向。變量名是信息的代表,當變量為1時,其變量描述才有意義,該描述會在智能告警圖形界面中顯示出來;變量單位的作用是區分告警信息變量的間隔,是實現變量篩選分類的基礎;變量標識的作用是區分告警信息變量的重要程度,以便于告警信息的分類;變量數據指向主要用于數據通信。
3)告警信息篩選分類功能。由于告警信息總量很大,為滿足不同的關注需求,在告警顯示窗口設置信息篩選的功能,在窗口中選擇某一設備間隔,根據告警信息變量的標識,可以在告警窗口各頁面中自動顯示出有關該間隔的所有信息,將不關注的信息屏蔽。可以通過左上角下拉列表選擇變電站間隔來顯示不同間隔的告警信息,使運行人員更有針對性地查看所需的信息。
4故障綜合分析決策的仿真
故障綜合分析決策是指在故障情況下對事件順序記錄、保護裝置動作及信號、故障錄波數據等進行深入挖掘,通過多專業綜合分析,并將變電站故障分析結果以簡潔明了的可視化界面綜合展示。通常當變電站發生異常或事故時,其處理過程是運行人員按照現場情況、規程及經驗進行判斷處理,這種方式不僅要求值班員非常熟悉變電運行規程、規范及設備運行要求,而且需要較長的分析判斷時間。故障綜合分析決策功能可自動為運行人員提供一個或多個可能的事故分析報告,便于迅速確定事故原因和應采取的措施。
4.1故障仿真
故障仿真是進行故障綜合分析決策仿真的基礎,該仿真系統中對真實系統中可能發生的故障類型進行了分析總結,可實現真實系統中常見故障的仿真。在仿真中故障類型,分為4類,一百多個故障:
1)一次設備故障及異常,包括線路、母線、主變壓器、電容器、所用變、斷路器操作機構、SF6泄露等;
2)保護與測控裝置故障;
3)智能組件故障,包括智能終端、合并單元、網絡故障;
4)低壓交直流故障。其中,一次故障可以進行故障相別、故障距離、故障性質(瞬時/永久)進行分別設置。在仿真中既可以單獨設置一次、二次故障或網絡故障,也可組合一次、二次故障和網絡故障。故障仿真范圍全面,效果逼真。通過仿真系統在培訓中的應用,該系統能夠在故障和異常發生時,能夠真實反應故障現象和保護動作情況,故障信息詳細,為故障綜合分析決策提供分析依據。
4.2故障綜合分析決策仿真的基本結構
故障綜合分析決策仿真的基本結構,以仿真支撐系統為服務器,進行故障模擬、采集信息、建立推理知識庫、故障綜合分析推理,并將分析結果以可視化的形式在信息一體化平臺中展示出來。信息采集是對設備實際狀態信息和故障信息的采集,在仿真時通過支撐系統完成數據的采集;推理知識庫存放專家提供的告警及故障分析知識,推理機完成故障信息的綜合分析,給出推理結果,推理知識庫和推理機以數學模型的形式存放于支撐系統中;推理結果展示是將推理結果以一條條報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中。
4.3建立推理知識庫
推理知識庫的知識源自變電運行規程、規范及運行人員的經驗總結,通過分類歸納總結,形成一定的知識規則,在仿真過程中其規則內容包括設備名稱、事件、原因、推理相關信息等。它采用統一建模方式,可以通過修改、完善知識庫中的推理邏輯來提高綜合分析決策的功能。
4.4推理機
推理機是利用類似專家解決問題的思維方式,通過推理機來實現知識庫的價值。在故障發生后,推理機將采集到的告警信息、設備狀態信息與知識庫中的推理建立起關聯關系,采用正向推理策略,按照推理規則進行反復匹配和判斷,最終給出一個或多個合理的推理結果以供參考。
4.5推理結果展示
推理結果展示既是將推理結果以報文的形式展示在信息一體化平臺的告警窗口中,告警窗口“推理信息”頁面提供簡單的故障分析結果報文信息,包括故障發生時間、設備名稱及簡單推理結論,通過雙擊該報文信息調用具體故障分析報告的展示窗口,分析報告顯示的內容包括故障發生的時間和間隔、動作事件、故障原因、故障相關信息分析的結果。通過推理結果展示,可以直觀的看到故障綜合分析決策的結果。
5結束語
關鍵詞: 電力系統 變電站 安全 事故處理
前 言
剛走上崗位的第一天,一位老師傅就對我說“變電運行工的最高境界就是事故處理”。可見事故處理是變電站安全運行的一項多么重要的工作。正確、快速地處理是運行值班人員綜合素質的體現,也是防止事故擴大和減少危害的基本措施。由于事故的突發性及不可預見性,變電站應重視培養運行人員事故處理的能力。下面就如何提高運行人員的事故處理能力來談談我個人的認識、見解。
1. 概述
電力系統的安全運行,很大程度取決于能否把握好供電可靠的安全關,而變電站作為電力系統的骨架,一旦發生故障,輕者造成了設備損壞、影響了用戶的正常供電,重則導致電力系統振蕩或瓦解,造成大面積停電,對國民經濟建設和人民生命財產安全構成威脅。
變電站發生的事故大致可分為兩大類:一是設備缺陷,二是外力破壞造成全系統或局部地區的停電事故。前者需要運行人員加強巡視,爭取在第一時間發現設備缺陷并及時上報,后者則要考驗運行人員的事故處理能力。
近年來,我公司連續投運了多個變電站,變電站運行值班員較為緊張,許多變電站都是2000年后參加工作的青年員工,雖然平時緊抓業務學習,但運行工齡短,工作經驗積累并不豐富。還有一部分運行人員由于剛參加工作,還未參加過仿真變電站培訓和高級工培訓。
變電站的安全運行最重要的兩項工作就是正確操作和事故處理,前者很大程度取決于規程制度的執行情況,而后者則是對運行人員技術水平的綜合考驗,與各人的業務水平、反應能力、工作經驗有很大關系。在目前情況下,如果有事故發生,部分運行人員很容易就會出現一種不知所措的情況,不能對故障做出精準的判斷和處理。
2. 通過對我公司變電運行部的現況進行調查分析,得出目前影響運行人員事故處理能力的因素主要有以下幾點:
2.1 規程、制度的執行
事故處理過程必須嚴格按規程執行,規程是用教訓和鮮血寫成的,其保證安全所起的作用是非常重要的。而在事故發生的情況下處理操作很多,現場不可避免的很忙,這時就一定要做到忙而不亂,將規程制度牢記于心,嚴格遵守規程,決不可因任務多,操作忙而出現違反規程的事。在這方面因為忙亂而忽略規程制度最終導致事故擴大的事例實在太多了,大量的事故通報都證明了不按規程工作和習慣性違章是引發事故和擴大事故的主要原因,我們要吸取教訓,嚴格執行規程制度。
2.2 值班質量
值班質量包括認真監屏、接班檢查、班上巡視、值班的精神狀態等幾個方面,值班質量提高了,事故處理自然能快速反應。因為心中已對本站運行方式,負荷情況,缺陷處理等情況了然于胸,就能有的放矢地組織處理,不會心慌而自亂陣腳。監盤認真了,就能正確全面地把握事故發生時的征象;接班檢查認真到位了,則能留意或及時發現設備缺陷,變事故不可預見為可預見,從而將其消除于萌芽之中。
2.3 班組的整體業務水平
在電力生產中,許多事故的發生都和運行人員自身素質有很大關系,許多事故都是因為運行人員處理不當造成的。班組的整體業務水平決定著處理突發性事故的能力。發生事故時,光靠一兩個人是不行的,需要每個值班人員都行動起來,相互配合、共同協作,迅速的處理事故。班組在提高工人文化水平、業務知識的基礎上,結合生產實際進行技術培訓,使工人熟練的掌握本崗位設備性能、操作方法,在日常工作中多交流、多溝通,使班組技術水平全面提高,以應對各種突發性的事故。
2.4 值班長的組織指揮能力
值班長有好的組織指揮能力是關鍵。事故發生時值班員很容易出現一種不知所措的感覺,能否很快地正確判斷,與個人的業務水平、反應能力、實際經驗有很大關系,而值班長作為一個班的領頭人,是整個班的靈魂,在這種情況下,就應突出其中心作用,指揮全值人員各司其職,迅速控制事故,最大限度地降低事故損失;相反如果值班長經驗不足或管理水平不高,就會自亂陣腳,整個局面將會陷于群龍無首,而造成事故處理不及時,甚至擴大事故。很多事例證明,在重大事故處理過程中,如果沒有統一的組織指揮,整個局面將是一盤散沙,此時作為值班長對事故原因的判斷、關鍵操作的決斷、人員搭配和安排等問題都要進行全盤考慮,這就既要考驗他的技術水平,又要考驗他的組織指揮能力,因此值班長織指揮能力在日常工作中是非常重要的。
2.5 事故預想及反事故演習
事故預想及反事故演習就是平時預先有針對性地設想好值班當天特定的環境下事故發生時,全體值班員應如何快速反應,在值班長的領導下能夠正確處理好每一次預想事故工作,是防范事故的一項有力措施,是居安思危的一種體現,也是增強事故應變能力的一種有效的培訓手段。運行人員應以班組為單位,根據設備的運行情況、天氣突變等條件做好各種情況下的事故預想,使全班通過事故預想而統一認識,互相協作,那么在真的出現事故時自然就能配合默契。
2.6 仿真變電站培訓
開展仿真培訓是提高運行人員處理能力的一種非常有效而實用的方法,它能演示平時不容易看到的事故現象及過程,真實性好,通過集聲、光、狀態變化于一體的多媒體軟件進行訓練,通過仿真培訓,不但能通過提高處理事故的能力,拓寬處理事故的思維空間,還能調整運行人員的臨戰心理素質。
3.通過分析影響影響運行人員事故處理能力的主要因素,我們得出,只要做到以下幾點,可以全面提高運行人員的事故處理能力。
3.1 加大培訓學習力度,提高全員綜合素質
3.1.1 對變電運行人員進行思想教育,牢固樹立“安全第一,預防為主”的思想。站長、安全員、運行技師到各值跟班,緊抓各值人員對各種規程、規定的學習,加大個人技術培訓力度,在各值開展小范圍的多種形式的現場技術培訓。每月組織開展不同的現場培訓,有《調度規程》培訓、“二票”培訓、《現場運行規程》培訓、《事故處理規程》培訓,并認真參加公司開辦的繼電保護培訓班。
3.1.2 在值班期間,主動向檢修、試驗、保護人員虛心請教,主動了解和弄懂設備運行中的問題,培訓工作堅持理論知識和實際操作相結合的原則,及時、正確掌握新設備的特性、動作過程和運行注意事項等。
3.1.3 從規程下手,強調規程的掌握和正確運用;從基本的一次設備及主接線運行方式、二次設備相關操作技能;到倒閘操作及設備巡視檢查內容都要求每個值班員熟練掌握。嚴格執行“兩票三制”,每個運行人員都要學會正確填寫操作票、工作票,對每份工作票上所列安全措施是否正確、是否滿足工作的需要以及工作票的不足之處都能查找出來,及時糾正和補充。
3.2 組織安全檢查,加強重點設備管理和檢修
由班站長、安全員對所轄變電站組織一次缺陷清查,對存在缺陷和設備隱患上報變電運行部,通知檢修人員檢修,保證站內設備的安全穩定運行。
認真進行公司、部里組織的安全大檢查,從人員、管理、和缺陷等方面認真查找問題。變電站內開展自查。對發現的問題進行原因分析,并舉一反三、查找設備和安全上的隱患及自身素質的不足,積極提高運行人員的工作積極性。
3.3 加強對值班長、帶班人員的培訓
日常工作中進行值班長組織指揮能力的培養。參加工區組織各種學習培訓,通過組織值班長崗位專業知識的培訓交流活動,提高變電運行值班長的業務水平。對值班長應經考試合格,頒發專項培訓證書。
3.4 組織好事故預想和反事故演習
3.4.1 根據每個站的事故處理預案,運行人員必須對事故原因做出的準確的判斷,并分析出保護的動作過程,對處理步驟進行評議,不斷提高認識。同時,結合兄弟變電站典型事故的進行討論,總結經驗,豐富本站的事故預案;針對生產任務的要求、運行方式的改變、天氣狀況的變化及時地提醒、督促運行人員做好相應的事故預想,應對隨時可能發生的事故。
3.4.2 每個事故預案的內容要組織運行人員認真分析,深刻領會,并做好現場演習。每次演習結束后,運行人員都要對演習情況進行評述,統一認識,取長補短,以達到事故真的出現時能夠步調一致、配合默契、迅速果斷、處理正確。在演練中,鍛練了運行人員良好的心理素質,做到臨危不懼、沉著冷靜地面對突發性的事故。
通過大開展事故預想和反事故演習,訓練了運行人員對事故的分析、判斷、處理能力及配合情況,使書面的預案轉化為運行人員思想行動方針。
3.5 大力開展仿真培訓
每個變電站對未參加過仿真培訓的運行人員進行統計,上報變電運行部,組織仿真培訓。通過培訓使大家既掌握一定的理論知識,還模擬了一些實際工作中未曾遇到的事故現象。運行人員抓住仿真培訓的有利機會,開拓了眼界,積累了運行經驗。
變電運行部還鼓勵運行人員進行職業技能鑒定,大大激發大家的學習積極性。還有值班員從網上下載變電站仿真軟件,平時自發進行演練,提高業務技術水平。
3.6 以上這些工作,不能流于形式,要定期舉行運行人員技術大比武和業務考試,重獎重罰,提高全員的學習積極性,對成績差者報上級備案。這樣會不斷提高運行人員對設備異常的判斷能力、復雜情況的處理能力。培訓工作要持之以恒,不能脫節,運行人員也要自我加壓,應堅持理論知識和實際操作相結合的原則。此外,還要加強與調度、兄弟變電站的交流,定期進行一些大型的事故演習,開闊眼界,從中汲取經驗。
6. 結束語
論文摘要:根據高壓斷路器多媒體教學軟件的設計方向和設計理念,從主界面、二級界面(包括實訓樓、圖書館、仿真樓)、三級界面設計了整體功能模塊,該培訓系統具有多元化的表現形式、動態化的培訓模式、智能化的培訓管理。實踐證明,高壓斷路器多媒體教學軟件結構合理,界面美觀,形式直觀生動,操作方便,能夠對學員實現高效培訓,為變電檢修專業仿真教學提供了多元化教學手段。
目前,電力系統變電檢修專業技能培訓模式主要依靠教師、黑板加課本的形式,教學培訓環節中缺少生動、直觀的多媒體輔助教學軟件,學員不能盡快掌握實際操作技能,影響了培訓效果。對此,開發了斷路器系列多媒體教學軟件,并在教學培訓中應用,收到了良好效果。
高壓斷路器多媒體教學軟件系統是結合網絡技術、多媒體技術、虛擬仿真技術、智能評價理論等,將先進的技術和教育理念引人生產培訓中,實現豐富的表現形式與交互特性的培訓系統。該教學軟件的開發是在研究國外技術特點的基礎上,結合國內變電站典型高壓斷路器設備的產品分布和特點,選出了5個生產廠家的10個典型型號產品設計了開發方案。軟件功能包括斷路器原理、基礎知識、檢修、調試、試驗、維護、崗位培訓測試等模塊,將斷路器知識點進行動態分類,以文字、圖片、聲音、視頻、二維、三維動畫、虛擬現實等形式表現,形成精細、完整的教學流程,實現理論講解、整體和內部結構講解、實際操作錄像、交互式學習、虛擬化試驗、在線考核等培訓功能。該教學軟件能使學員能正確熟練地全面掌握高壓斷路器的基礎知識、技術數據、結構、動作原理、標準化檢修、異常缺陷處理、故障處理等相關技能,可以對培訓素材和課程等內容進行修訂和更新,極大地提供了崗位技能培訓的效率和效果。
1、設計方向和設計理念
1. 1設計方向
該培訓系統根據國家電網公司的《國家電網公司企業標準一國家電網公司生產技能人員職業能力培訓規范》、《高壓斷路器檢修導則》崗位培訓要求和受訓人員實際技術水平需要,參考中國電力出版社近年出版的斷路器專業圖書資料,選擇了遼寧省電力有限公司所屬14個供電公司現場廣泛采用的10種型號的斷路器及組合電器(電力系統66一500 kV電壓等級現場運行的設備型號為L}’lOB一252、LW25一252、HPL一245、ZF11一252、ZFW9一252、LW9一66、ZF6一110、ZF7一126、ZF10一126/T,ZF12一72.5),結合制造廠家的資料,對遼寧省變電檢修專業培訓現狀進行充分調研后,制訂了用于變電檢修專業斷路器部分的多媒體教學軟件開發方案。
1. 2設計理念
a.界面的主基調要時尚,表現出強烈的視覺。
b.適當加人動感元素,避免長時間觀看產生疲勞。
c.按鈕及菜單設計要精美,符合大多數人的審美觀點。
d.界面布局及文字圖形排版靈活多樣,可借鑒電子出版物的設計風格。
e.建議分辨率設置為1024 x 768,以顯示更多的內容。
2、整體功能模塊
2.1主界面
構建1個校園的場景,以4棟樓代表軟件的4個模塊,分別是實訓樓、仿真樓、圖書館和考試中心。軟件主界面操作如圖1所示。
2.2二級界面
2. 2. 1實訓樓
構建1個大廳,放置6個斷路器,中間是1個展示臺,背后是大屏幕。實訓樓界面操作如圖2所示。
a.當點擊6個斷路器時,會在中間展示臺上旋轉展示相應的斷路器。
b.點擊斷路器時,出現相應的小菜單,顯示“本體結構”、“安裝、調試與試驗”、“運行與維護”、“標準化檢修”和“危險點分析”按鈕。
c.點擊“本體結構”按鈕時,展示臺上的斷路器活豐富。
變換為可點擊各部位的斷路器,以不同顏色區分各部位。
d.當點擊各部位時,在大屏幕上顯示各部位的放大圖及簡介文字。
e.點擊“安裝、調試與試驗”、“運行與維護”、“標準化檢修”和“危險點分析”按鈕時,跳轉到三級界面,顯示具體的內容。
f.當三級界面全部瀏覽完畢,可返回到二級界面,選擇其它型號斷路器繼續學習。
2. 2. 2圖書館
構建1個圖書館的場景,以書架上的書本為按鈕,分別是“基本知識”、“基本技能”、“安全常識”、“小詞典”和“相關鏈接”。圖書館界面操作如圖3所示。
2. 2. 3仿真樓
構建1個仿真實驗室的場景,走廊兩邊各設置3個門,分別代表6個斷路器的實驗室。
點擊門可進人一個斷路器的仿真實驗室,以三維模型展示斷路器。在斷路器上放置2個按鈕,分別是“動作原理”和“電氣控制線路”,點擊可進人三級界面。仿真樓界面操作如圖4所示。
2. 2. 4考試中心
構建1個考場的場景,在大屏幕中滾動顯示考試說明并伴有配音;設置1個進入考試的按鈕,點擊后可鏈接到題庫,進行考試。
2. 3三級界面
三級界面能以大小尺寸頁面的方式疊加在二級界面上,內容為文字、動畫、視頻相結合,排版靈。
3、培訓系統特性及應用
3.1多元化的表現形式
該培訓系統充分利用多種多媒體技術使知識的表達更有效與直接,實現培訓內容專業化、電子課件網絡化、培訓方式游戲化、表現形式場景化。培訓系統以文字、圖片、音頻、視頻、虛擬現實、互動腳本等形式為基礎,將知識體系模塊化、層次化;以相關圖片、動畫、實時交互場景為課件元素,實現理論知識講解、交互式培訓、三維虛擬化操作等,提供不同的學習與操作體驗,提高受訓人員的自覺性和興趣,能使用戶從視覺上、聽覺上對知識有深刻的理解。
3. 2動態化的培訓模式
該培訓系統的教學可以按照課程內容的要求統一進行課程安排與學習,也可以根據學員個性、崗位級別、學習情況、課程的難易層次等信息進行智能動態化的課程安排、課件組接的個性化學習模式,靈活應對各類培訓需求。同時,在培訓過程實時獲取每個學員的即時學習情況,根據系統的動態分析和調整,使學員有效地完成學習。
該培訓系統能提供對應的網絡試題類考試、仿真操作測試等多元化測試手段,滿足培訓練習和考核需要,使受訓人員便捷的通過網絡培訓系統進行自主學習、練習、測試與考核,逐步提高工作理論知識與工作技能。
3. 3智能化的培訓管理
在培訓內容管理上,培訓系統對高壓斷路器相關知識點能生成動態拓撲關系圖,確立每個知識節點的相互關系,使培訓內容合理的分類和進一步細化,實現知識結構條理化的管理。
該培訓系統具有完善的交互和反饋機制。培訓全過程的各類數據監控和統計,通過培訓系統的智能化篩選和更新,實現培訓素材內容、課程等信息的不斷自主自動化升級和完善;平臺內各類培訓元素和方法均集成多元化的網絡交互功能,培訓過程中所有參與人員可以自由溝通,并可以對培訓素材和課程等內容進行共同修訂和更新,使培訓平臺能夠長期積累教學中的經驗和成果。
關鍵詞: 電力線路;檢修;仿真培訓;系統;設計開發
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
為了進步電力線路的可靠性, 日常查看保護和毛病疾速修理是電力修理人員需要熟練掌握的技術。為了保證產業和生命安全, 在檢修進程中還要時刻注意安全問題。在線路檢修中常見的安全問題有: 觸電、高空墜落、物體沖擊、機械損傷等等。形成危險的要素首要是因為作業進程不規范、私行變更作業任務等情況形成的。這就需求參與檢修人員要參與安全規程的學習和訓練。
一、 電力線路檢修仿真培訓系統的特征
電力線路檢修的仿真練習體系即是要模仿500 kV 以下輸、配電線路中的根底工程、桿塔工程、架線工程三大施工技能的操作環境,以完成根據計算機的仿真練習,從而到達進步施工人員操作的規范性,并使他們能了解和把握輸配電線路(架空線路)的典型工藝的要求。輸配電線路施工仿真練習體系為學員提供了一個近似于實在環境的操作環境和操作工況,并可以模仿實踐施工過程中不允許產生的各種毛病。操作人員在模仿仿真機上練習幾個星期就可以閱歷施工的各種環境和實施各種操作,重復練習,即可以在短時間內堆集豐厚的經驗,敏捷進步操作技能和對事端的應變能力。
根據Web 的仿真練習體系,采用了面向對象的軟件開發辦法、Browser/Server 的網絡架構體系和根據Java 言語的J2EE 渠道技能,體系具有以下明顯特征:
(一)易保護性:體系軟件安裝在效勞器上,體系更新晉級只需要在效勞器端進行;
(二)可移動性:根據J2EE 開發渠道構建的仿真體系使用獨立于渠道,能夠擺脫特定的操作體系和硬件渠道的局限,支撐使用Web 瀏覽器,動態地下載仿真使用和履行操作練習;
(三)高效性:體系運行時通過100M 的局域網,加上J2EE的四層構造的使用,使大量的數據在網絡中進行疾速的交流;
(四)操作簡略:由于體系采用了通用的Web HTML 界面,關于大多數經常上彀的人來說十分了解和簡略操作,關于沒有上過網的人來說,學習起來也十分的簡略快捷。
(五)可擴展性:Web 仿真練習體系很簡略跟Web 中的其他信息效勞進行無縫集成,能夠進行靈活多變的、功用愈加強大的仿真練習,而且支撐仿真使用最大極限的重用性。
二、仿真培訓的意義
填補了國內電力設備檢修培訓領域的空白,突出解決了變電檢修知識與相關技術設備紛繁復雜,難以全面開展教學的問題。系統投入使用將提高檢修人員的仿真培訓效果,提高變電檢修人員的綜合業務技能,大幅提高培訓質量和培訓效率,最終實現良好的經濟、社會效益。
三、仿真技術路線
系統采用基于虛擬現實的計算機仿真研究方法,其內容涉及到人工智能、計算機科學、計算機圖形學、智能控制等。通過計算機及數學模型建立變電設備、常見故障、各類檢修過程等模擬環境,實現用戶與環境進行自然交互的技術。根據典型的設備類型、廠家和型號的設備建立變電設備樣本模型庫,還原各種設備的結構、原理、運行機制,同時對各設備的典型故障狀態和推薦檢修策略進行模擬,然后通過檢修仿真算法在計算機上動態模擬變電設備拆轉、檢修過程,實現演示和交互兩種仿真培訓模式。結合數據庫技術和數據分析技術實現故障診斷、過程監控、過程回放、績效考核、統計分析以及檢修流程優化等高級應用。
四、電力線路檢修仿真培訓系統的系統結構
為了實現系統的可擴充性、易維護性,本系統在硬件和軟件系統的設計上都遵循了開放性的原則。
(一)系統硬件結構
電力線路檢修仿真培訓系統主要包括以下幾個部分:
1、教練員站
仿真練習是一個教育進程,為使學員能在短時間內把握練習內容,就不能完全按正常出產時的工況運轉方法進行練習,而需要由教練來操控運轉。經過設置各種事端及正常和非正常工況,記載并評價學員的操作狀況,糾正過錯,重復進行練習,以到達練習的意圖。這時就需要由教練站來完結運轉方法的設定、故障設置、體系維護辦理和對學員的監督等功能。
2、學員站
學員站由多臺計算機組成,進行輸配電線路施工的理論和現場操作的練習。學員站提供對學員練習的登錄辦理、學員練習信息辦理等功能。學員進入練習體系的僅有進口即是學員站。
3、服務器、磁盤陣列柜
本體系的 Web 服務器和數據庫服務器選用DELL 公司的POWERADGE 6850,體系開發的應用服務器選用J2SKD/J2EE RI 1.3,磁盤陣列柜選用IBM 公司的FATT600,此外體系配置中還有音訊服務器SilverStream JBroker MQ 和事務辦理器SilverStream JBroker TM 等,這些硬件設備首要完結體系內部的通訊、體系模型的辦理、體系數據的存儲等功能。
4、防火墻
為了提高系統網絡通信的安全,因此采用防火墻將外部網與內部網隔離起來。
(二) 系統軟件結構
本文開發的系統是一套交互式、分布式的仿真培訓系統,系統采用面向對象的J2EE 的網絡編程技術。 在系統開發過程中采用模塊化思想,將系統分為:基礎工程仿真培訓組件、桿塔工程仿真培訓組件、架線工程仿真培訓組件、接地工程仿真培訓組件、教練員站組件、學員站組件、仿真培訓系統支撐平臺組件RTI(Run Time Infrastructure)、遠程網絡培訓組件等8 個組件,這種開發方法可以保證系統具有“高內聚,低耦合”的特點。
1、仿真培訓系統培訓內容組件
該組件主要包括了:基礎工程仿真培訓組件、桿塔工程仿真培訓組件、架線工程仿真培訓組件、接地工程仿真培訓組件。輸配電線路施工包括基礎工程、桿塔工程、架線工程和接地工程,輸配電線路施工的仿真培訓系統就是要模擬這四大工程施工技術的操作環境,以實現基于計算機的仿真培訓。
2、仿真培訓系統支撐平臺組件RTI
本系統中的RTI 不同與高層體系結構(High LevelArchitecture,HLA)中的RTI,本系統的RTI 是輸配電施工仿真培訓系統的基礎,它為系統提供了透明、高效運行管理環境。作為整個系統的核心,RTI 在每個仿真應用的主機都有駐留程序,是聯系各個仿真應用交互操作的紐帶。在仿真系統運行過程中,各個仿真應用軟件只和其所在計算機中的RTI 駐留軟件進行接口,整個仿真系統內的相互交互任務由RTI 完成。RTI 為各個仿真應用之間的交互提供了通用服務,包括仿真應用管理、聲明管理、所有權管理、時間管理、數據分布管理和應用程序接口。RTI 也是電力線路檢修仿真培訓系統協調工作的管理操作系統組件。它主要包括:管理組件、圖形組件、數據通道處理程序、教練站和學員站的支撐系統組件以及各種功能的處理程序。
3、考試管理功能組件
該組件對當前全部注冊學員的考試過程和結果進行分層次管理。主要功能包括:在學員注冊信息列表中選擇一個學員,查看該學員各次考試的摘要信息;在各次考試的摘要信息中選擇某次考試,查看該學員在此次考試中的評分詳細信息;查看該學員在此次考試中的操作記錄;查看該學員在此次考試中的報警記錄;查看該學員在此次考試結束時輸配電線路施工現場的具體情況。本組件對操作成績的評定主要包括三個部分:輸配電線路施工操作步驟、輸配電線路施工操作質量和輸配電線路施工的操作報警,學員的總分為這三個部分的加權成績和。
五、相關技術
電力線路檢修仿真訓練體系是經過虛擬現實技能開發完結的, 虛擬現實在室內規劃、工業仿真、軍事航天和醫學許多等方面都有著廣泛的使用。虛擬現實在應急推演上有著很大的優勢, 首要體現在開放性、自主性、安全性、仿真性。尤其是安全性, 使參與訓練的人員不會由于操作過錯而發作危險。三維技能是虛擬現實的根底, 經過三維技能樹立的場景能夠讓使用者感受感同身受。體系首要是使用在電力線路的檢修上, 依據需求樹立三維場景和設備, 比方大街、修建、電線桿、變壓器。還有虛擬人物: 運轉人員、搶修人員、安監人員等。除此之外還要有搶修車輛和器件東西等等。三維場景樹立后, 要進行交互規劃, 當虛擬人物進行操作的時分, 對應的設備物體會發作改變, 改變狀況要依據每個設備物體自身的特性。訓練的意圖是讓受訓人員把握正確的操作和過程, 對于每一種故障或許事端, 都有相應的解決方案, 也稱為預案。體系能夠依據預案制造成腳本, 這個和影片腳本有些類似, 不一樣的是影片制造完結后是不能改變的, 而虛擬現實體系在運轉時依據操作人員的選擇會發生不一樣的改變。體系是靠推理機來完結此功用。為了完結多人協同作業, 需求使用網絡渠道, 經過網絡讓不一樣地理位置的人員能夠一起連人體系, 協同完結檢修作業。
六、仿真培訓系統的三維場景建模
輸配電線路施工的虛擬操作環境是構建根據Web 的輸配電線路施工仿真訓練體系的根底。要完成Web 環境下的3D 虛擬輸配電線路施工環境的構建,需求戰勝有限的帶寬和較大的網絡推遲對體系的實時功能的影響等問題。在當前的網絡環境下,如何在確保環境特征的一起盡可能的減少3D 模型的數據巨細對進步實時功能非常要害。在輸配電線路施工中通常需求根據不一樣的地勢采納不一樣的施工手法,例如在根底工程施工中,根底坑的開挖工程就需求根據土質的不一樣,挑選究竟采納人力、機械和爆炸哪一種作業方法。根據上述兩個方面的思考,這篇文章采用了MultiGenCreator 應用軟件來進行3D 模型的建模。MultiGen Creator 是美國Multigen-Paradigm 公司推出的仿真建模軟件,其最大的長處是:在確保較高真實感的一起盡量保持模型簡略緊湊,模型的面片數很少,這對于整個仿真訓練體系訓練的實時性起到了有利的支持。該軟件是僅有一個將多邊形建模、矢量建模和地勢生成集成在一個軟件包中的手動建模東西,這對于模仿輸配電線路施工的不一樣地勢、地貌是很便利的。
七、開發案例
以某供電公司倒桿應急處置方案為例, 介紹系統的設計過程: 首先建立所有三維物體, 虛擬人物,搭建起三維場景。人物要有生產調度、搶修班長、若干組員、配電專責、安全專責等工作人員。然后根據處理流程建立操作步驟, 建立步驟件的銜接和觸發、結束條件, 根據角色需要設置問題。再為所有步驟建立動作腳本。
結語
電力線路檢修仿真訓練體系的規劃開發觸及到了虛擬現實、三維、推理機、腳本規劃等技能, 該體系改變了傳統的訓練方法, 為檢修人員供給了一個學習、訓練和查核的渠道。該體系的完成, 證明了技能的有效性,具有重要的現實意義和廣泛的使用遠景。
參考文獻
[1]李天宇,張楊. 電力線路檢修仿真培訓系統的設計與開發[J]. 信息系統工程,2013,(11).
關鍵詞:調控運行;仿真系統;DTS;遠程培訓
中圖分類號:TM73 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)02-0130-01
1 前言
隨著現代電網規模的日益增大,電網調度控制中心當值人員的素質要求大為提高。但是,由于縣級調控分中心相對地區調控中心,山高路遠且設備不完善,一些縣域調控中心還沒有DTS仿真系統,對調控人員的技術技能培訓主要還是通過紙上推演進行反事故應急能力的訓練和考核。目前,電力企業調控中心的集中式DTS仿真系統培訓工位一般為3-5人,無法做到全覆蓋、多方位的調控運行人員培訓。因此,在調控一體化仿真系統中嵌入遠程通信模塊,采用以太網或企業專用通信網絡即可開展DTS仿真系統遠程培訓,這種方式比較符合現代企業對網絡培訓的需要。為進一步創新電網調控技能培訓方式,在專業授課和實操環節采取網絡化培訓模式。
2 遠程培訓功能項目的測試實施
國網湖南技培中心調控培訓部門聯合廠家對DTS調控仿真系統遠程培訓功能測試工作進行了認真分析并編寫方案。測試項目具體要求為:網絡帶寬100M及以上,兩單位計算機及服務器通信端口都要雙向開通。廠家技術員和技培中心調控團隊培訓師分為2個小組展開遠程測試工作。其中,一組設在技培中心1臺內網機,另一組設在長沙局調控中心的1臺內網機。
2.1 調控DTS仿真系統遠程測試技術方案
仿真系統建成基于遠程培訓的系統,采取兩級布署方式,省公司技培中心為主站,各地市局為分站,均設置教員站和學員站。各地市局的教員機和學員機只需登錄各自分站的服務器,就可以實現仿真培訓和訓練。主站能對分站進行遠程管理和維護,實現定期對分站進行遠程升級。主站具有權限設置功能,能對分站的資源訪問進行控制,并能對分站的學員學習及考核進行記錄,分站參數更改后能將有關數據上傳至主站。分站除設置本地教員站、本地學員站以外,還可設置遠程教員站、遠程學員站,其中遠程教員站可根據授權對站內學員站實施控制。系統提供完整的權限管理,對教員站、學員站可設置不同的使用權限,具有靈活多樣的運行模式(如獨立、分組、聯合等),能滿足不同培訓方式需要。主站與分站的系統構成見圖1所示。
2.2 調控DTS仿真系統遠程功能現場測試內容
(1)調控系統和三維仿真功能測試。湖南省技培中心為主站教員,長沙供電公司為分站學員,測試內容包括電網220kV線路單相永久接地故障、110kV松樹變1號主變外部故障、110kV松樹變低壓側線路開關拒動,線路相間永久故障,測試現場正常。(2)遠程數據傳輸時間測試。從教員機發送故障時開始計時到兩側電腦的OPEN3000監控系統反饋故障告警信息停止計時,測試數據包傳輸時間為1s以內。另外,技培中心主站機保護動作時間(從發送電網故障到告警信息彈出的時間)為3.5s,長沙供電公司分站學員機保護動作時間(從主機發送電網故障到本機告警信息彈出的時間)為4s。
3 調控DTS仿真系統遠程功能測試結果分析
仿真系統遠程功能測試項目包括有:故障保護動作信號、電網五類監控信息、“四遙”操作。根據上述測試內容,得出測試結果如下:
(1)測試調控仿真系統的培訓功能可以在遠程網絡上正常應用。(2)測試保護動作時間只與機器硬件配置有關,與網絡傳輸無關。
4 遠程培訓功能的應用
基地調控仿真系統的遠程培訓功能,通過在省技培中心和長沙供電公司調控中心兩地(非本地局域網)內網機上進行了數據收發測試、時延性測試、培訓模塊功能性測試方面均表現良好。該培訓功能可實現不同地域和局域網之間工作站一對一、一對N的電網異常及事故的設置與發送。內訓師在教員席上運行OPEN3000或D5000調控仿真培訓系統,可直接對學員進行網絡教學。主要表F有以下幾個方面:
4.1 打破地域制約,有效拓寬培訓半徑
學員在基地可通過實訓場局域網或者在本單位利用內網遠程登錄技培中心調控仿真系統進行交互式學習與實訓。
4.2 創新培訓模式,開發特色培訓項目
(1)基地采用OPEN3000和D5000調控一體化仿真系統的網絡培訓功能,可實現了調度運行、監控、變電運維操作等多個工種的專項或聯合反事故演習的培訓。(2)該平臺的遠程功能還可用于調控專業的操作技能鑒定以及勞動技能競賽前的培訓。(3)多級電網的網絡版OPEN3000和D5000調度監控仿真培訓系統融合遠程實訓和語音通訊功能,可實現省內或省外之間調度監控員一對一、一對N的網絡化模式培訓教學。(4)考慮申報專門的電網運行仿真培訓系統平臺,將仿真系統操作培訓、操作考評、操作基本技能培訓模塊的教學資源(包含視頻課件、學習資料、試題庫)搭建在該平臺上,學習完成后的考核結果,可做為參加省公司集中培訓班的基本條件,并將上課的問題通過平臺或微信傳達給授課內訓師進行針對性的備課,進一步提高培訓效率與效益。
5 結語
DTS調控仿真系統平臺增設的遠程培訓功能具有的交互式、分布式的特點,可以將省調、地調和縣調多部門通過教學員系統集成到一個綜合的仿真環境中,該功能測試從數據收發測試、時延性測試、培訓模塊功能性測試方面均表現良好,可實現湖南省各地縣調控人員的遠程仿真系統培訓、鑒定和考級等需要,減少集中培訓的交通和住宿費用,滿足仿真培訓系統的目前和未來發展需要,具有一定的經濟和社會效益。
參考文獻
[1]李,劉亞磊,等.一種新型電力系統二次設備模型構建方法[J].2016(6):116-119.