一種配電網(wǎng)dts仿真系統(tǒng)及其仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)及其仿真方法，其包括配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)和配網(wǎng)調度系統(tǒng)，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)包括：教員臺模塊、學員臺模塊、電網(wǎng)仿真模塊、培訓控制模塊、學員操作評價模塊。教員臺模塊通過培訓控制模塊按時序將教案事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊，電網(wǎng)仿真模塊根據(jù)教案事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺，本發(fā)明提供的配網(wǎng)仿真系統(tǒng)的調度員操作培訓流程使學員能在與實際控制中心完全相同的調度環(huán)境中進行正常操作、事故處理及系統(tǒng)恢復的培訓，高度逼真地體驗系統(tǒng)的變化情況，提供對調度員進行正常操作、事故處理及系統(tǒng)恢復的訓練，尤其是事故時快速反應能力的訓練。
【專利說明】一種配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)及其仿真方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及配電自動化系統(tǒng)中的配電仿真模塊，具體設計的是一種依據(jù)配網(wǎng)仿真系統(tǒng)培訓調度員仿真預操作的仿真系統(tǒng)及其仿真方法，即配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)及其仿真方法。
【背景技術】
[0002]調度員培訓模擬系統(tǒng)(Dispatcher Training Simulator,簡稱DTS)是一套數(shù)字仿真系統(tǒng)，它運用計算機技術，通過建立實際電力系統(tǒng)的數(shù)學模型，再現(xiàn)各種調度操作和故障后的系統(tǒng)工況，并將這些信息送到電力系統(tǒng)控制中心的模型內，為調度員提供一個逼真的培訓環(huán)境，以達到既不影響實際電力系統(tǒng)的運行而又使調度員得到身臨其境的實戰(zhàn)演練的目的。
[0003]網(wǎng)絡復雜、設備量大、變化頻繁是配電網(wǎng)的一大特點，這對配電網(wǎng)網(wǎng)絡分析相關的應用功能造成了許多問題。而隨著配電自動化的發(fā)展，對于配電網(wǎng)運行調度的監(jiān)控需求已經(jīng)從點提升為網(wǎng)。這樣的變革對配網(wǎng)調度員、配網(wǎng)自動化維護人員素質以及系統(tǒng)本身功能都提出了更高的要求。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全可靠性將直接影響著國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國用戶停電故障中的80%是由于配電網(wǎng)故障引起的。因此，如何提高配電網(wǎng)供電可靠性水平有著非常重要的實際意義。調度員培訓模擬系統(tǒng)主要用途為在電網(wǎng)正常、事故、恢復控制下對系統(tǒng)調度員進行培訓，訓練他們的正常調度能力和事故時的快速決策能力，提高調度員的運行水平和分析處理故障的技能；也可以用于各種運行方式的分析，協(xié)助運方人員制定安全的系統(tǒng)運行方式。DTS對提高電網(wǎng)安全運行水平是一個十分有用的現(xiàn)代化工具。
[0004]目前電網(wǎng)的DTS仿真研究和應用主要在輸電網(wǎng)，配電網(wǎng)環(huán)節(jié)幾乎是空白。在進行配電自動化相關改造建設的過程中，為了提高配電自動化系統(tǒng)功能的實用性，必須從仿真分析研究，系統(tǒng)測試，人員培訓等多個方面進一步深化和提高。因此，建設配電自動化仿真培訓系統(tǒng)是配電自動化建設推廣過程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術上的不足，本發(fā)明目的在于為教員、學員以及測試人員提供一種全真并且安全的客戶端環(huán)境的配電網(wǎng)培訓仿真預操作的仿真系統(tǒng)及其仿真方法，在電網(wǎng)正常、事故、恢復控制下對配電網(wǎng)調度員進行培訓，訓練調度員的正常調度能力和事故時的快速決策能力，提高調度員的運行水平和分析處理故障的技能；也可以用于各種運行方式的分析，協(xié)助運方人員制定安全的系統(tǒng)運行方式。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0007]配電網(wǎng)培訓仿真預操作的仿真系統(tǒng)(下文稱為配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng))，其特征在于，其包括配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)(DTS)和配網(wǎng)調度系統(tǒng)(DMS)，所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)(DTS)安裝在安全II區(qū)，所述配網(wǎng)調度系統(tǒng)安裝在I區(qū)；所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)與配網(wǎng)調度系統(tǒng)位于統(tǒng)一支撐平臺上，且上述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過防火墻與安全I區(qū)的配網(wǎng)調度系統(tǒng)相連，仿真系統(tǒng)內不設置數(shù)據(jù)庫服務器，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過仿真系統(tǒng)服務器安裝數(shù)據(jù)庫客戶端完成向安全I區(qū)數(shù)據(jù)庫的訪問；
[0008]所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)包括:
[0009]教員臺模塊,用于提供教員建立初始條件(scenario也叫教案或案例)構成教案事件，以滿足不同需要；
[0010]學員臺模塊，用于對三遙數(shù)據(jù)進行展示和運行方式的調整，并使學員結合SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))的電網(wǎng)信息，完成教案事件，即教案中要求的事件；其與SCADA/DMS軟件功能完全一樣，為實際調度臺的完全克??；從而保證學員所面臨的監(jiān)控操作人機界面(包括遙控、遙調)和在線系統(tǒng)完全一致，學員在受訓時和在平時值班時的環(huán)境一模一樣，達到全真并且安全的客戶端操作環(huán)境。
[0011]電網(wǎng)仿真模塊，模擬電網(wǎng)運行方式改變后電力系統(tǒng)的潮流分布，提供給調度員一個完整真實的電力系統(tǒng)仿真；
[0012]培訓控制模塊，用于實現(xiàn)對培訓過程的控制，具體包括:啟動培訓、培訓終止、退出DTS、培訓暫停及恢復、人工快照、存儲教案、存儲斷面、恢復事故前斷面、恢復初始斷面、返回上一步操作、取消所有故障點狀態(tài)等等；
[0013]學員操作評價模塊，用于學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分；
[0014]學員操作評價模塊、教員臺模塊、學員臺模塊和電網(wǎng)仿真模塊均與培訓控制模塊相連接。上述教員臺模塊通過培訓控制模塊按時序將教案事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊，所述電網(wǎng)仿真模塊根據(jù)教案事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺。
[0015]一種配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)進行調度員培訓的方法，包括如下步驟:
[0016]I)教員通過教員臺模塊執(zhí)行教案的初始化，選擇電網(wǎng)模型和運行方式來源，編輯修改教案中的事件，并建立教案事件的任務；
[0017]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)采用多種形式建立初始條件(scenario也叫教案或案例)，以滿足不同需要。所述初始條件，即教案包括:教案事件表、電網(wǎng)模型和運行方式。
[0018]教案事件表與電網(wǎng)模型和初始運行方式數(shù)據(jù)米用 對應的關系。即一套教案同時擁有事件列表，電網(wǎng)模型和初始化方式。這種教案保存方法維護簡單，獨立性好，教案之間互不影響。
[0019]教案事件表可以手工編輯，也可由某次成功的培訓中的事件表保存而得，事件可以增加或刪除，并可以調整事件序列。教案事件表可以取出、保存、刪除、分類管理等功能。
[0020]3)教員通過教案控制模塊，按時序將教案中的事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊；
[0021]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供網(wǎng)絡斷面快照功能，能自動、手動保存培訓過程?？煺辗肿詣涌煺?完全由程序自動實現(xiàn))和人工快照(需要手動觸發(fā))兩種，自動快照又包括周期自動快照、事故快照、變位快照、操作快照等等，可確保培訓過程中任何細小變化都可以一一記錄下來。周期自動快照的自動保存周期可以設定。
[0022]培訓結束后，可實現(xiàn)培訓過程重演，對培訓過程中的快照可按指定的時間段和周期逐一予以播放。[0023]4)電網(wǎng)仿真模塊根據(jù)事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺。
[0024]配網(wǎng)DTS培訓仿真子系統(tǒng)根據(jù)實用性的原則，提供了兩套電力系統(tǒng)運行特性的仿真模型，即電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和電力系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，電力系統(tǒng)動態(tài)仿真包括暫態(tài)、中期、長期全過程動態(tài)仿真。既可以提供電網(wǎng)靜態(tài)仿真又可以提供全過程動態(tài)仿真。靜、動態(tài)仿真可以有機地結合為一整體。
[0025]配網(wǎng)DTS培訓仿真子系統(tǒng)在故障發(fā)生時繼電保護及自動裝置仿真進程將自動顯示其動作狀況，并伴有音響和閃光信號，同時通過跳開相應的元件開關去影響電力系統(tǒng)模型(PSM)。故障跳開的開關，可自由選用邏輯判斷法或定值比較法。
[0026]5)任務發(fā)放之后，學員在學員臺登錄，點擊考核任務，客戶端將推出圖形和任務浮動框。在任務浮動框中標明學員需要完成的任務。學員結合學員臺模塊SCADA的電網(wǎng)信息，完成教案中要求的事件，例如負荷轉供，故障處理等。
[0027]本發(fā)明通過上述系統(tǒng)及其仿真方法，為教員、學員以及測試人員提供一個全真并且安全的仿真環(huán)境，在電網(wǎng)正常、事故、恢復控制下對配電網(wǎng)調度員進行培訓，訓練調度員的正常調度能力和事故時的快速決策能力，提高調度員的運行水平和分析處理故障的技能；也可以用于各種運行方式的分析，協(xié)助運方人員制定安全的系統(tǒng)運行方式。
[0028]本發(fā)明提供了配網(wǎng)仿真系統(tǒng)的調度員操作培訓流程使學員能在與實際控制中心完全相同的調度環(huán)境中進行正常操作、事故處理及系統(tǒng)恢復的培訓，掌握DMS的各項功能，熟悉各種操作，高度逼真地體驗系統(tǒng)的變化情況，提供對調度員進行正常操作、事故處理及系統(tǒng)恢復的訓練，尤其是事故時快速反應能力的訓練。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)的結構圖；
[0030]圖2為本發(fā)明配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)的培訓流程示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明的配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)的功能模塊結構示意圖；
[0032]圖4為教案事件組成結構圖。
具體實施例
[0033]為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明。
[0034]如圖1所示，本實施例配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)，其包括配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)(DTS)和配網(wǎng)調度系統(tǒng)(DMS)?？紤]實時控制系統(tǒng)安全運行，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)(DTS)安裝在安全II區(qū)，配網(wǎng)調度系統(tǒng)安裝在I區(qū)，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過防火墻與安全I區(qū)的配網(wǎng)調度系統(tǒng)相連，在此系統(tǒng)上的任何操作對調度實時控制無影響。其中，仿真系統(tǒng)內不設置數(shù)據(jù)庫服務器，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過仿真系統(tǒng)服務器安裝數(shù)據(jù)庫客戶端完成向安全I區(qū)數(shù)據(jù)庫的訪問；
[0035]本實施例中，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)包括5大模塊:教員臺模塊、學員臺模塊、電網(wǎng)仿真模塊、培訓控制模塊、學員操作評價模塊。
[0036]教員臺模塊用于建立初始條件(scenario也叫教案或案例)，以滿足不同需要。[0037]學員臺模塊用于對配網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)三遙數(shù)據(jù)進行展示和運行方式的調整，其與SCADA/DMS軟件功能完全一樣，為實際調度臺的完全克隆。
[0038]電網(wǎng)仿真模塊模擬電網(wǎng)運行方式改變后電力系統(tǒng)的潮流分布，提供給調度員一個完整真實的電力系統(tǒng)仿真。
[0039]培訓控制模塊用于實現(xiàn)對培訓過程的控制，具體包括:啟動培訓、培訓終止、退出DTS、培訓暫停及恢復、人工快照、存儲教案、存儲斷面、恢復事故前斷面、恢復初始斷面、返回上一步操作、取消所有故障點狀態(tài)等等。
[0040]學員操作評價模塊用于學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分。 [0041]如圖2、圖3所示采用本發(fā)明的配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)進行調度員培訓的仿真方法，包括如下步驟:
[0042]I)教員通過教員臺模塊I執(zhí)行教案的初始化，選擇電網(wǎng)模型和運行方式來源，通過數(shù)據(jù)讀寫4，編輯修改教案中的事件3，建立教案事件的任務；
[0043]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)采用多種形式建立初始條件(scenario也叫教案或案例)，以滿足不同需要。如圖4所示教案由三部分組成:教案事件表、電網(wǎng)模型和運行方式。
[0044]教案事件與電網(wǎng)模型和初始運行方式數(shù)據(jù)采用一一對應的關系。即一套教案同時擁有事件列表，電網(wǎng)模型和初始化方式。這種教案保存方法維護簡單，獨立性好，教案之間
互不影響。
[0045]教案事件表可以手工編輯，也可由某次成功的培訓中的事件表保存而得，事件可以增加或刪除，并可以調整事件序列。教案事件表可以取出、保存、刪除、分類管理等功能。
[0046]事件表可以和教案捆綁保存取出刪除等，也可以根據(jù)需求單獨保存，以和教案的初始條件組合形成不同的教案。
[0047]如圖3所示，教案事件類型為總共分為4大類型，通過對事件的排列組合用戶可自定義復雜的培訓場景:
[0048]?簡單場景:
[0049]包括開關分合閘、保護動作復歸、負荷電流變化；
[0050]?非正常運行方式:
[0051]檢修、保電、跨接、拆塔；
[0052]?設備故障:
[0053]保護漏報、開關拒動。
[0054]籲指令下發(fā)
[0055]所有的教案編輯操作均通過全圖形界面完成。各種操作可快捷地通過選擇圖上元件直接進行，也可通過各類設置表格或通過設備列表選擇對應設備來設置。
[0056]通過對事件的排列組合用戶可自定義復雜的培訓場景。配網(wǎng)仿真系統(tǒng)提供下述培訓模板，根據(jù)提示教案可迅速建立新的培訓教案。
[0057]?基本運行技能的培訓
[0058]基本運行技能培訓是新運行人員上崗培訓的基礎內容，目的在于熟悉SCADA系統(tǒng)及其應用軟件的使用。了解基本SCADA系統(tǒng)操作的作用，對系統(tǒng)的影響。
[0059]?調度運行操作技能培訓[0060]調度運行操作技能培訓針對已經(jīng)初步了解系統(tǒng)的運行人員。目的在于培訓運行人員掌握配網(wǎng)調度的基本操作，實現(xiàn)某項調度要求；培養(yǎng)運行人員掌握調度規(guī)程。教員臺可選擇下發(fā)完成的操作指令對學員進行培訓，也可只下發(fā)調度要求，考核學員對調度操作和規(guī)程的掌握程度。
[0061]?事故異常分析及處理的培訓
[0062]可進行各種設備及其相關的故障處理培訓，培訓電網(wǎng)運行人員根據(jù)提示信息發(fā)現(xiàn)事故，依據(jù)仿真的電網(wǎng)環(huán)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(fā)生和處理的全過程，分析每一步操作的正確性，并給予正確的提示。通過培訓，可以使運行人員了解各種事故發(fā)生的現(xiàn)象、原因及變化過程，總結、積累處理經(jīng)驗，增強對事故處理的能力和彳目心。
[0063]2)教員通過教案控制模塊，按時序將教案3中的事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊4 ；
[0064]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供網(wǎng)絡斷面快照功能，能自動、手動保存培訓過程?？煺辗肿詣涌煺?完全由程序自動實現(xiàn))和人工快照(需要手動觸發(fā))兩種，自動快照又包括周期自動快照、事故快照、變位快照、操作快照等等，可確保培訓過程中任何細小變化都可以一一記錄下來。周期自動快照的自動保存周期可以設定。
[0065]利用保存的網(wǎng)絡斷面快照，DTS能夠返回到培訓過程中的任意斷面，實現(xiàn)配網(wǎng)對培訓過程的控制:啟動培訓、培訓終止、退出DTS、培訓暫停及恢復、人工快照、存儲教案、存儲斷面、恢復事故前斷面、恢復初始斷面、返回上一步操作、取消所有故障點狀態(tài)等等。 [0066]培訓結束后，可實現(xiàn)培訓過程重演，對培訓過程中的快照可按指定的時間段和周期逐一予以播放。
[0067]3)電網(wǎng)仿真模塊5根據(jù)事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺。
[0068]配網(wǎng)DTS培訓仿真子系統(tǒng)根據(jù)實用性的原則，提供了兩套電力系統(tǒng)運行特性的仿真模型，即電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和電力系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，電力系統(tǒng)動態(tài)仿真包括暫態(tài)、中期、長期全過程動態(tài)仿真。既可以提供電網(wǎng)靜態(tài)仿真又可以提供全過程動態(tài)仿真。靜、動態(tài)仿真可以有機地結合為一整體。
[0069]配網(wǎng)DTS培訓仿真子系統(tǒng)在故障發(fā)生時繼電保護及自動裝置仿真進程將自動顯示其動作狀況，并伴有音響和閃光信號，同時通過跳開相應的元件開關去影響電力系統(tǒng)模型(PSM)。故障跳開的開關，可自由選用邏輯判斷法或定值比較法。
[0070]4)任務發(fā)放之后，學員在學員臺登錄，點擊考核任務，客戶端將推出圖形和任務浮動框。在任務浮動框中標明學員需要完成的任務。學員結合學員臺模塊SCADA的電網(wǎng)信息，完成教案中要求的事件，例如負荷轉供，故障處理等學員人機環(huán)境6。
[0071]為保證學員所面臨的監(jiān)控操作人機界面(包括遙控、遙調)和在線系統(tǒng)完全一致，學員在受訓時和在平時值班時的環(huán)境一模一樣，達到全真并且安全的客戶端操作環(huán)境。配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)采用一體化的技術，即配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)與配網(wǎng)調度系統(tǒng)位于統(tǒng)一支撐平臺上，而DTS本身又自成為一個子系統(tǒng)；其安裝具體體現(xiàn)在以下方面:
[0072]? DTS與DMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構保持一致；
[0073]? DTS與DMS的相同的功能和算法細節(jié)采用完全相同的源代碼；
[0074]? DTS與DMS應用系統(tǒng)的人機界面的風格保持一致；[0075]? DTS可以共享SCADA，PAS的廠站圖、系統(tǒng)圖、線路單線圖、區(qū)域聯(lián)絡圖，用戶只需維護一套電網(wǎng)模型數(shù)據(jù)庫和圖形界面即可。
[0076]本發(fā)明配網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)與SCADA/DMS軟件功能完全一樣，學員臺成為實際調度臺的完全克隆。從而保證學員所面臨的監(jiān)控操作人機界面(包括遙控、遙調)和在線系統(tǒng)完全一致，學員在受訓時和在平時值班時的環(huán)境一模一樣，達到全真并且安全的客戶端操作環(huán)境。
[0077]5)學員操作評價模塊記錄學員的操作，為該次培訓中學員的表現(xiàn)打分7。
[0078]學員在圖形上進行操作，操作結果將由系統(tǒng)發(fā)送給教員臺。
[0079]教員可以通過圖形以及“配網(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面來觀察學員的完成情況。“配網(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面通過畫面或表格的形式提示系統(tǒng)的功率、電壓、電流和頻率越限的情況、失負荷、失電量情況、網(wǎng)損情況、恢復事故所用時間等；
[0080]同時對電網(wǎng)進行風險評估，分析學員操作是否會導致電網(wǎng)可靠性降低。風險評估內容包括:N-1分析、轉代容量分析、負荷密度分析、環(huán)網(wǎng)運行等。通過tip提示和線路著色，以可視化的方式給予提示，以供教員在評估學員水平時參考。學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分。
[0081]為實現(xiàn)降低電網(wǎng)線路損耗，提供供電可靠性，隔離故障區(qū)域，恢復供電等調度要求，運行人員會經(jīng)常性的調整電網(wǎng)運行方式?？烧{整后的電網(wǎng)運行方式究竟效果如何，是否會導致電網(wǎng)異常例如產(chǎn)生線路重載或者降低了電網(wǎng)可靠性。未來運行方式校驗功能能夠模擬運行方式改變后的電網(wǎng)潮流分布，對運行方式調整方案的合理性進行校驗。配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供調度員研究態(tài)功能，其與培訓功能類似，無需與學員通訊，即是教員機的單機研究模式。
[0082]調度員研究功能計算方式改變前后的潮流變化，從而校驗方式改變后是否導致線路重載的問題。同時對電網(wǎng)進行風險評`估，分析改變后的電網(wǎng)運行方式是否會導致電網(wǎng)可靠性降低。風險評估內容包括:N-1分析、轉代容量分析、負荷密度分析、環(huán)網(wǎng)運行等。通過tip提示和線路著色，以可視化的方式給予預警。
[0083]事故預想模擬配電網(wǎng)發(fā)生的短路故障，模擬電網(wǎng)的開關和保護動作。調度員研究功能分析故障后的電網(wǎng)運行方式，分析故障處理過程，生成故障處理預案。
[0084]操作票校驗可視為一系列方式改變的集合，調度員研究功能按照上述功能進行單步分析，也進行方式最終改變結果與原始電網(wǎng)運行方式的對比。
[0085]本實施例通過此系統(tǒng)，實現(xiàn)如下功能
[0086]( I)電網(wǎng)全動態(tài)過程仿真技術
[0087]電網(wǎng)全動態(tài)仿真提供給調度員一個完整真實的電力系統(tǒng)，短、中、長期動態(tài)過程自動轉換，平滑過渡；電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)仿真和中長期動態(tài)仿真達到實時，暫態(tài)仿真要達到準實時。電力系統(tǒng)模型齊全，可根據(jù)用戶需要增刪；仿真結果表現(xiàn)直觀、靈活、方便。
[0088](2)靈活的教案編輯技術
[0089]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)采用多種形式建立初始條件(scenario也叫教案或案例)，以滿足不同需要。教案事件類型為總共分為4大類型:簡單場景、非正常運行方式、設備故障、指令下發(fā)。通過對事件的排列組合用戶可自定義復雜的培訓場景。
[0090]所有的教案編輯操作均通過全圖形界面完成。各種操作可快捷地通過選擇圖上元件直接進行，也可通過各類設置表格或通過設備列表選擇對應設備來設置。
[0091](3)完善的培訓控制手段
[0092]配網(wǎng)對培訓過程的控制包括:啟動培訓、培訓終止、退出DTS、培訓暫停及恢復、人工快照、存儲教案、存儲斷面、恢復事故前斷面、恢復初始斷面、返回上一步操作、取消所有故障點狀態(tài)等等。
[0093](4)調度員研究功能
[0094]調度員研究態(tài)功能與教員臺類似，但無需與學員通訊，即是教員機的單機研究模式。調度員可以在研究臺上進行潮流計算、事故預想和操作票校驗。
[0095](5)學員操作評價體系
[0096]學員在圖形上進行操作，操作結果將由系統(tǒng)發(fā)送給教員臺。教員可以通過圖形以及“配網(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面來觀察學員的完成情況?！芭渚W(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面提示系統(tǒng)的功率、電壓、電流和頻率越限的情況、失負荷、失電量情況、網(wǎng)損情況、恢復事故所用時間等，以供教員在評估學員水平時參考。學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分。
[0097](6)靈活自定義培訓內容
[0098](4)完善的培訓控制手段
[0099]配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供網(wǎng)絡斷面快照功能，能自動、手動保存培訓過程?？煺辗肿詣涌煺?完全由程序自動實現(xiàn))和人工快照(需要手動觸發(fā))兩種，自動快照又包括周期自動快照、事故快照、變位快照、操作快照等等，可確保培訓過程中任何細小變化都可以一一記錄下來。周期自動快照的自動保存周期可以設定。
[0100]利用保存的網(wǎng)絡斷面快照，DTS能夠返回到培訓過程中的任意斷面，實現(xiàn)配網(wǎng)對培訓過程的控制:啟動培訓、培訓終止、退出DTS、培訓暫停及恢復、人工快照、存儲教案、存儲斷面、恢復事故前斷面、恢復初始斷面、返回上一步操作、取消所有故障點狀態(tài)等等。
[0101]培訓結束后，可實現(xiàn)培訓過程重演，對培訓過程中的快照可按指定的時間段和周期逐一予以播放。
[0102](5)調度員研究功能
[0103]為實現(xiàn)降低電網(wǎng)線路損耗，提供供電可靠性，隔離故障區(qū)域，恢復供電等調度要求，運行人員會經(jīng)常性的調整電網(wǎng)運行方式?？烧{整后的電網(wǎng)運行方式究竟效果如何，是否會導致電網(wǎng)異常例如產(chǎn)生線路重載或者降低了電網(wǎng)可靠性。未來運行方式校驗功能能夠模擬運行方式改變后的電網(wǎng)潮流分布，對運行方式調整方案的合理性進行校驗。配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供調度員研究態(tài)功能，其與培訓功能類似，無需與學員通訊，即是教員機的單機研究模式。
[0104]調度員研究功能計算方式改變前后的潮流變化，從而校驗方式改變后是否導致線路重載的問題。同時對電網(wǎng)進行風險評估，分析改變后的電網(wǎng)運行方式是否會導致電網(wǎng)可靠性降低。風險評估內容包括:N-1分析、100%轉代分析、轉代容量分析、負荷密度分析、環(huán)網(wǎng)運行等。通過tip提示和線路著色，以可視化的方式給予預警。
[0105]事故預想模擬配電網(wǎng)發(fā)生的短路故障，模擬電網(wǎng)的開關和保護動作。調度員研究功能分析故障后的電網(wǎng)運行方式，分析故障處理過程，生成故障處理預案。
[0106]操作票校驗可視為一系列方式改變的集合，調度員研究功能按照上述功能進行單步分析，也進行方式最終改變結果與原始電網(wǎng)運行方式的對比。
[0107](6)學員操作評價體系
[0108]任務發(fā)放之后，學員在調度臺登錄，點擊考核任務，客戶端將推出圖形和任務浮動框。在任務浮動框中標明學員需要完成的任務。學員在圖形上進行操作，操作結果將由系統(tǒng)發(fā)送給教員臺。
[0109]教員可以通過圖形以及“配網(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面來觀察學員的完成情況。“配網(wǎng)調度業(yè)務培訓”交互界面通過畫面或表格的形式提示系統(tǒng)的功率、電壓、電流和頻率越限的情況、失負荷、失電量情況、網(wǎng)損情況、恢復事故所用時間等，以供教員在評估學員水平時參考。學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分。
[0110]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)，其特征在于，其包括配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)和配網(wǎng)調度系統(tǒng)，所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)安裝在安全II區(qū)，所述配網(wǎng)調度系統(tǒng)安裝在I區(qū)；所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)與配網(wǎng)調度系統(tǒng)位于統(tǒng)一支撐平臺上，且所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過防火墻與安全I區(qū)的配網(wǎng)調度系統(tǒng)相連，配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)通過仿真系統(tǒng)服務器安裝數(shù)據(jù)庫客戶端完成向安全I區(qū)數(shù)據(jù)庫的訪問； 所述配網(wǎng)調度員培訓模擬系統(tǒng)包括: 教員臺模塊，用于提供教員建立初始條件構成教案事件； 學員臺模塊，用于對三遙數(shù)據(jù)進行展示和運行方式的調整，并使學員結合數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)的電網(wǎng)信息，完成教案事件的任務； 電網(wǎng)仿真模塊，模擬電網(wǎng)運行方式改變后電力系統(tǒng)的潮流分布，提供給調度員一個完整真實的電力系統(tǒng)仿真； 培訓控制模塊，用于實現(xiàn)對培訓過程的控制； 學員操作評價模塊，用于學員操作結束后，根據(jù)培訓仿真系統(tǒng)的評價體系，對學員的整體操作進行打分； 學員操作評價模塊、教員臺模塊、學員臺模塊和電網(wǎng)仿真模塊均與培訓控制模塊相連接，所述教員臺模塊通過培訓控制模塊按時序將教案事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊，所述電網(wǎng)仿真模塊根據(jù)教案事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，所述電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺。
2.一種利用權利要求1所述的配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)進行調度員培訓的仿真方法，其特征在于，其方法包括如下步驟: 1)培訓教案初始化；教員通過教員臺模塊執(zhí)行教案的初始化，選擇電網(wǎng)模型和運行方式來源，編輯修改教案中的事件，并建立教案事件的任務；配電網(wǎng)DTS仿真系統(tǒng)采用多種形式建立初始條件，所述初始條件包括:教案事件表、電網(wǎng)模型和運行方式； 2)教案中的事件發(fā)送至電網(wǎng)仿真模塊；教員通過教案控制模塊，按時序將教案中的事件發(fā)送到電網(wǎng)仿真模塊； 配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)提供網(wǎng)絡斷面快照功能，能自動、手動保存培訓過程，利用保存的網(wǎng)絡斷面快照，配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)能夠返回到培訓過程中的任意斷面，實現(xiàn)配網(wǎng)對培訓過程的控制； 3)教案事件任務配送學員臺；電網(wǎng)仿真模塊根據(jù)事件內容修改電網(wǎng)模型的運行方式，重新計算配網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)仿真模塊將計算結果發(fā)送給學員臺； 配網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)根據(jù)實用性的原則，提供了兩套電力系統(tǒng)運行特性的仿真模型，即電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和電力系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，電力系統(tǒng)動態(tài)仿真包括暫態(tài)、中期、長期全過程動態(tài)仿真； 4)考核任務；任務發(fā)放之后，學員在學員臺登錄，點擊考核任務，客戶端將推出圖形和任務浮動框；在任務浮動框中標明學員需要完成的任務；學員結合學員臺模塊的電網(wǎng)信息，完成教案中要求的事件； 5)系統(tǒng)評分；學員操作評價模塊記錄學員的操作，為該次培訓中學員的表現(xiàn)打分；學員在圖形上進行操作，操作結果將由學員操作評價模塊發(fā)送給教員臺。
3.根據(jù)權利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述步驟(1)中，教案的初始化過程中，配電網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)采用多種形式建立初始條件，所述初始條件包括:教案事件表、電網(wǎng)模型和運行方式；其中，所述教案事件表與電網(wǎng)模型和初始運行方式數(shù)據(jù)采用一一對應的關系。
4.根據(jù)權利要求3所述的仿真方法，其特征在于，所述教案事件表為手工編輯或由某次成功的培訓中的事件表保存而得，所述教案事件可增加或刪除，并可調整事件序列。
5.根據(jù)權利要求2-4任意一項所述的仿真方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述教案事件的類型分為簡單場景、非正常運行方式、設備故障和指令下發(fā)；其中， 所述簡單場景包括開關分合閘、保護動作復歸和負荷電流變化； 所述非正常運行方式包括檢修、保電、跨接和拆塔； 所述設備故障包括保護漏報、開關拒動。
6.根據(jù)權利要求2-4任意一項所述的仿真方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所有的教案編輯操作均通過全圖形界面完成，各種操作可快捷地通過選擇圖上元件直接進行，也可通過各類設置表格或通過設備列表選擇對應設備來設置。
7.根據(jù)權利要求2任意一項所述的仿真方法，其特征在于，所述步驟(3)中，當故障發(fā)生時，配網(wǎng)DTS培訓仿真系統(tǒng)的繼電保護及自動裝置仿真進程將自動顯示其動作狀況，并伴有音響和閃光信號，同時 通過跳開相應的元件開關去影響電力系統(tǒng)模型。
【文檔編號】G09B23/18GK103617760SQ201310454986
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】孫大雁, 沈浩東, 吳奕, 蘇大威, 朱海兵, 蘇標龍, 張賀, 宋英華, 代鵬, 崔玉, 薩其日娜 申請人:江蘇省電力公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 國網(wǎng)電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司