專利名稱：電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的建模方法和模擬方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建模方法和仿真培訓系統(tǒng)的模擬方法，具體涉及一種電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的建模方法和模擬方法。
背景技術：
電力調度仿真培訓系統(tǒng)是為了培養(yǎng)調度員對電網(wǎng)運行狀況的總體把握能力和對電網(wǎng)突發(fā)事故的及時反應并正確處理的能力。是一種非常重要的培訓系統(tǒng)。我們知道，在電網(wǎng)系統(tǒng)中存在一次設備和二次設備，在真正的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中，一次設備包括線路、母線、負荷、發(fā)電機、變壓器、刀閘、斷路器、電容器、電抗器等等，這些一次設備故障產(chǎn)生的監(jiān)控信號比較容易模擬，但是電流互感器、電壓互感器等二次設備產(chǎn)生的二次設備監(jiān)控信號主要是由于電網(wǎng)一次設備發(fā)生異?；蚬收蠒r觸發(fā)二次設備產(chǎn)生的告警或動作信號，二次設備的監(jiān)控信號在模擬系統(tǒng)中往往沒有辦法進行真正意義上的模擬。因此在現(xiàn)有的仿真培訓過程中，作為重要參考量的二次設備的監(jiān)控信號如果仿真不正確，或者不真實，那調度員仿真培訓的逼真性就會大大降低，影響到實際的培訓仿真效果。

發(fā)明內容
為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠有效模擬電網(wǎng)中二次設備監(jiān)控信號模擬的建模方法和模擬方法。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案:
電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，包括如下步驟:
a、對現(xiàn)有的作為模型的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有設備、故障、監(jiān)控信號進行數(shù)據(jù)化處理形成與故障和監(jiān)控信號本身一一對應的故障數(shù)據(jù)單元和監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元；上述故障數(shù)據(jù)單元包括:發(fā)生故障的設備的設備信息、故障類型信息、故障內容信息，其中故障內容是指設備發(fā)生故障的實際過程；上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元包括:相關聯(lián)設備的設備信息、監(jiān)控信號類型信息、監(jiān)控信號本身的信息；然后對上述設備信息、故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行采集形成總的數(shù)據(jù)資源庫；
b、對上述故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)單元進行統(tǒng)計、整理、分類，分別形成故障數(shù)據(jù)資源庫和未標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫；
C、將上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫中的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元以相同的設備信息作為對應標準與上述故障數(shù)據(jù)資源庫中故障數(shù)據(jù)單元進行模糊匹配，建立故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單兀初步的對應關系；
d、對上述故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元初步的對應關系進行甄選和校對，對于模糊匹配中存在與實際的故障與監(jiān)控信號對應關系不一致的匹配，進行人工干預和修正，使所有的故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元的對應關系均符合實際情況，形成最終的單元對應關系；
e、根據(jù)上述最終的單元對應關系為每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元打上用于被搜索、篩選的觸發(fā)標簽，每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元中的觸發(fā)標簽中記載了根據(jù)上述單元對應關系所對應的故障數(shù)據(jù)單元中的設備信息、故障信息、故障內容信息作為篩選信息，打上觸發(fā)標簽的每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元形成標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫；
f、將上述標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫均加載到電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序中，完成建模。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，上述設備信息中包括:所屬廠站、設備名稱、設備類型。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，上述觸發(fā)標簽還記載有信號觸發(fā)延遲時間作為篩選條件。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，在上述步驟a中僅對現(xiàn)有的作為模型的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有的二次設備監(jiān)控信號進行上述數(shù)據(jù)化處理。本發(fā)明電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，包括如下步驟:
A、采用如權利要求1至5任意一項所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，在電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序中加載上述標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫；
B、通過在電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序調用故障數(shù)據(jù)單元實現(xiàn)模擬實際故障的設置，計算機根據(jù)所調用的故障數(shù)據(jù)單元在上述標簽化監(jiān)控信號資源庫中通過觸發(fā)標簽對所有的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行遍歷搜索和對比篩選，凡是觸發(fā)標簽所記載內容符合所設置的故障數(shù)據(jù)單元的就觸發(fā)該監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號本身，實現(xiàn)監(jiān)控信號模擬，如果沒有搜索到符合的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，則退出等待下次設置。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，上述設備信息中包括:所屬廠站、設備名稱、設備類型。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，上述觸發(fā)標簽還記載有信號觸發(fā)延遲時間作為篩選條件，當在上述步驟B中的遍歷搜索和對比中，僅上述觸發(fā)標簽中的觸發(fā)延遲時間不符合時，暫不觸發(fā)，等待延遲時間符合標簽記載時再進行觸發(fā)。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，在上述步驟中僅對二次設備監(jiān)控信號進行模擬。前述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號的觸發(fā)后以電力調度仿真培訓系統(tǒng)中光子牌的狀態(tài)變化或顯示器所顯示的警告窗口形式顯示。本發(fā)明的有益之處在于:能夠有效的實現(xiàn)對二次設備監(jiān)控信號的仿真，最大程度實現(xiàn)了電網(wǎng)監(jiān)控信號仿真的真實性和可還原性，大大的提高了仿真培訓的實戰(zhàn)效果。


圖1是本發(fā)明的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法的流程框 圖2是本發(fā)明的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法的流程框圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。參照圖1所示，本發(fā)明的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，包括如下步驟:
步驟a:首選選擇一個實際在應用的電網(wǎng)作為建模的基礎和參照，對該電網(wǎng)的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有設備、故障、監(jiān)控信號的相關信息打包進行數(shù)據(jù)化處理，形成與故障和監(jiān)控信號本身一一對應的故障數(shù)據(jù)單元和監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，然后對故障數(shù)據(jù)單元和監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行采集形成總的數(shù)據(jù)資源庫?！愣裕瑢τ谝话愕碾娋W(wǎng)調度系統(tǒng)而言，由于日常工作的需要，關于設備、故障、監(jiān)控信號的信息往往已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)化的。但是本發(fā)明中為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的故障數(shù)據(jù)單元包括:發(fā)生故障的設備的設備信息、故障類型信息、故障內容信息，其中故障內容是指設備發(fā)生故障的實際過程；監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元包括:相關聯(lián)設備的設備信息、監(jiān)控信號類型信息、監(jiān)控信號本身的信息。需要說明的是，這里所說的故障是指廣義上故障，即設備出現(xiàn)非正常的工作狀態(tài)，應當包括:設備不能工作的設備故障和設備未按照設定工作的設備異動。作為一種優(yōu)選方案，設備信息中包括:所屬廠站、設備名稱、設備類型。另外，由于一次設備本身模擬已經(jīng)相對簡單而且技術成熟，為了減少數(shù)據(jù)處理的工作量，作為優(yōu)選方案，我們在建模的過程中僅對二次監(jiān)控信號進行數(shù)據(jù)化處理，也就是說我們僅以抱著模擬二次監(jiān)控信號的目的進行建模，以下我們也通過對二次監(jiān)控信號處理來闡釋本發(fā)明。步驟b:對所有故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)單元進行統(tǒng)計、整理、分類，分別形成故障數(shù)據(jù)資源庫和未標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫。整理的目的在于能夠實現(xiàn)更好的匹配和人工干預。步驟C:將監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫中的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元以相同的設備信息作為對應標準與故障數(shù)據(jù)資源庫中故障數(shù)據(jù)單元的進行模糊匹配，建立故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元初步的對應關系，這種關系能夠實現(xiàn)大部分匹配，但是對于一些特殊的或生僻的信號則可能與現(xiàn)實不符。另外，需要說明的是，匹配并非是一一對應的，就故障數(shù)據(jù)單元而言，其可能會匹配很多個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，因為一個故障的產(chǎn)生可能會引起多個監(jiān)控信號的產(chǎn)生，所以這種匹配的目的在于最大限度的還原真實的故障與監(jiān)控信號的對應關系。步驟d:對故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元初步的對應關系進行甄選和校對，對于模糊匹配中存在與實際的故障與監(jiān)控信號對應關系不一致的匹配，進行人工干預和修正，使所有的故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元的對應關系均符合實際情況，形成最終的單元對應關系。這個最終的對應關系即為原來作為模型的電網(wǎng)中最真實和完全的故障和監(jiān)控信號的對應關系，經(jīng)過之前步驟，我們將這種實際存在的對應關系轉化為數(shù)據(jù)單元之間的對應關系，為后面的設置一個數(shù)據(jù)單元然后按照對應關系觸發(fā)到另一個數(shù)據(jù)單元模式做準備。步驟e:根據(jù)最終的單元對應關系為每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元打上用于被搜索、篩選的觸發(fā)標簽，每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元中的觸發(fā)標簽中記載了根據(jù)單元對應關系所對應的故障數(shù)據(jù)單元中的設備信息、故障信息、故障內容信息作為篩選信息，打上觸發(fā)標簽的每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元形成標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫。如前所述，步驟a、b、c、d實現(xiàn)了實際存在的故障到監(jiān)控信號的對應關系轉化為故障數(shù)據(jù)單元與監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元之間的數(shù)據(jù)對應關系，為了存儲這種關系以備調用，并且實現(xiàn)模擬復雜的情況，在步驟e中，我們?yōu)楸O(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元打上觸發(fā)標簽，也就是說我們?yōu)楸O(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元附加了一個相當于的記載了這種對應關系的索引數(shù)據(jù)。這樣一來，在調用時就可以通過檢索符合觸發(fā)標簽來找到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，并按照其記載的監(jiān)控信號本身的信息以一定的形式模擬該監(jiān)控信號。需要說明的，一些監(jiān)控信號本身是具有一定延時的，所以作為一種優(yōu)選方案，在觸發(fā)標簽中還包括信號觸發(fā)延遲時間作為篩選條件。當觸發(fā)的時間不滿足時，不能完成觸發(fā)。步驟f:將標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫均加載到電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序中，完成建模。參照圖2所示，本發(fā)明的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，包括兩個步驟:
步驟A:即利用本發(fā)明的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法完成建模，電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序中加載標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫。步驟B:通過在電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序調用故障數(shù)據(jù)單元實現(xiàn)模擬實際故障的設置，計算機根據(jù)所調用的故障數(shù)據(jù)單元在標簽化監(jiān)控信號資源庫中通過觸發(fā)標簽對所有的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行遍歷搜索和對比篩選，凡是觸發(fā)標簽所記載內容符合所設置的故障數(shù)據(jù)單元的就觸發(fā)該監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號本身，實現(xiàn)監(jiān)控信號模擬，如果沒有搜索到符合的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，則退出等待下次設置。作為一種優(yōu)選方案，當在步驟B中的遍歷搜索和對比中，僅觸發(fā)標簽中的觸發(fā)延遲時間不符合時，暫不觸發(fā)，等待延遲時間符合標簽記載時再進行觸發(fā)。作為一種優(yōu)選方案，監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號的觸發(fā)后以電力調度仿真培訓系統(tǒng)中光子牌的狀態(tài)變化或顯示器所顯示的警告窗口形式顯示。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，包括如下步驟: a、對現(xiàn)有的作為模型的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有設備、故障、監(jiān)控信號進行數(shù)據(jù)化處理形成與故障和監(jiān)控信號本身一一對應的故障數(shù)據(jù)單元和監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元；上述故障數(shù)據(jù)單元包括:發(fā)生故障的設備的設備信息、故障類型信息、故障內容信息，其中故障內容是指設備發(fā)生故障的實際過程；上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元包括:相關聯(lián)設備的設備信息、監(jiān)控信號類型信息、監(jiān)控信號本身的信息；然后對上述設備信息、故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行采集形成總的數(shù)據(jù)資源庫； b、對上述故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)單元進行統(tǒng)計、整理、分類，分別形成故障數(shù)據(jù)資源庫和未標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫； C、將上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫中的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元以相同的設備信息作為對應標準與上述故障數(shù)據(jù)資源庫中故障數(shù)據(jù)單元進行模糊匹配，建立故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單兀初步的對應關系； d、對上述故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元初步的對應關系進行甄選和校對，對于模糊匹配中存在與實際的故障與監(jiān)控信號對應關系不一致的匹配，進行人工干預和修正，使所有的故障數(shù)據(jù)單元到監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元的對應關系均符合實際情況，形成最終的單元對應關系； e、根據(jù)上述最終的單元對應關系為每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元打上用于被搜索、篩選的觸發(fā)標簽，每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元中的觸發(fā)標簽中記載了根據(jù)上述單元對應關系所對應的故障數(shù)據(jù)單元中的設備信息、故障信息、故障內容信息作為篩選信息，打上觸發(fā)標簽的每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元形成標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫； f、將上述標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫均加載到電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序 中，完成建模。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，上述設備信息中包括:所屬廠站、設備名稱、設備類型。
3.根據(jù)權利要求1所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，上述觸發(fā)標簽還記載有信號觸發(fā)延遲時間作為篩選條件。
4.根據(jù)權利要求1所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，其特征在于，在上述步驟a中僅對現(xiàn)有的作為模型的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有的二次設備監(jiān)控信號進行上述數(shù)據(jù)化處理。
5.力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，包括如下步驟: A、采用如權利要求1至5任意一項所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)中監(jiān)控信號的建模方法，在電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序中加載上述標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫和故障數(shù)據(jù)資源庫； B、通過在電力調度仿真培訓系統(tǒng)的計算機程序調用故障數(shù)據(jù)單元實現(xiàn)模擬實際故障的設置，計算機根據(jù)所調用的故障數(shù)據(jù)單元在上述標簽化監(jiān)控信號資源庫中通過觸發(fā)標簽對所有的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元進行遍歷搜索和對比篩選，凡是觸發(fā)標簽所記載內容符合所設置的故障數(shù)據(jù)單元的就觸發(fā)該監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號本身，實現(xiàn)監(jiān)控信號模擬，如果沒有搜索到符合的監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元，則退出等待下次設置。
6.根據(jù)權利要求5所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，上述設備信息中包括:所屬廠站、設備名稱、設備類型。
7.根據(jù)權利要求5所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，上述觸發(fā)標簽還記載有信號觸發(fā)延遲時間作為篩選條件，當在上述步驟B中的遍歷搜索和對比中，僅上述觸發(fā)標簽中的觸發(fā)延遲時間不符合時，暫不觸發(fā)，等待延遲時間符合標簽記載時再進行觸發(fā)。
8.根據(jù)權利要求5至7任意一項所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，其特征在于，在上述步驟中僅對二次設備監(jiān)控信號進行模擬。
9.根據(jù)權利要求5至7任意一項所述的電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的模擬方法，上述監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元所對應的監(jiān)控信號的觸發(fā)后以電力調度仿真培訓系統(tǒng)中光子牌的狀態(tài)變化或顯示器所顯示的 警告窗口形式顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力調度仿真培訓系統(tǒng)監(jiān)控信號的建模方法和模擬方法，包括如下步驟:對現(xiàn)有的作為模型的電網(wǎng)調度系統(tǒng)中的所有設備、故障、監(jiān)控信號進行數(shù)據(jù)化處理形成與故障和監(jiān)控信號本身一一對應的故障數(shù)據(jù)單元和監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元；對上述故障數(shù)據(jù)單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)單元進行統(tǒng)計、整理、分類，分別形成故障數(shù)據(jù)資源庫和未標簽化監(jiān)控信號數(shù)據(jù)資源庫，設備信息作為對應標準與上述故障數(shù)據(jù)資源庫中故障數(shù)據(jù)單元的進行匹配，為每個監(jiān)控信號數(shù)據(jù)單元打上用于被搜索、篩選的觸發(fā)標簽等，本發(fā)明的有益之處在于能夠有效的實現(xiàn)對二次設備監(jiān)控信號的仿真，最大程度實現(xiàn)了電網(wǎng)監(jiān)控信號仿真的真實性和可還原性，大大的提高了仿真培訓的實戰(zhàn)效果。
文檔編號G09B9/00GK103093028SQ201210542180
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權日2012年12月14日
發(fā)明者張文斌, 劉健, 戴則梅, 謝旭, 江長明, 牛四清, 羅亞洲, 張哲 , 黃河清, 栗向鑫, 施磊, 周煜, 李雷, 尚潤田, 王梅 申請人:華北電網(wǎng)有限公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 冀北電力有限公司管理培訓中心