变电站培训仿真系统1变电站仿真系统介绍变电站仿真系统的总体设计遵循原理性、实用性、先进性的基本原则，达到仿真范围广、功能齐全、操作灵活、实用真实、技术先进、性能优异、运行稳定，具有21世纪国内国际领先水平。仿真系统的数学模型是以暂态计算为基础，是完全建立在物理机理之上的全动态数学模型，从而可以完整、严格、精确地对现场各种行为进行实时仿真。变电站仿真系统有三种类型：多机网络型、远程网络型、单机型。1.1多机网络型由两台以上的微机组成局域网，每台微机根据它的功能可分为教员台、学员台、多媒体就地操作台。另外它还可以分为带硬盘台系统（与现场相同的控制屏、保护盘）和纯软件系统（只有计算机）。带硬盘台系统具有感观性强的特点，使受训人员有身处变电站的感觉，培训效果突出；纯软件系统是将站内设备、盘台等植入计算机，使受训人员在纯电脑的环境里接受全方位训练，适于场地较小的情况下。1.2远程网络型由一台服务器和一台微机组成教员台，将仿真软件装入服务器中，将视频软件、视频授课、答疑等软件装入微机中。教员台装设在培训中心，有专人负责管理，有专职教员授课指导，设备水平和教学质量都将是有保证的。学员台在各变电站中，学员可以不脱离生产岗位接受培训，可以利用生产空余时间学习，免去了旅途的开销，又可以根据自己的需要缺什么补什么，自主学习，这是最大的优点，也是21世纪教育的发展方向。这种方案，不仅是一个可远程使用的仿真系统，还包括了一个远程教育网站。1.3单机型由一台微机装入仿真软件即可组成单机型仿真系统。单机型硬件简单，投资少，仿真系统的功能与多机网络型是一样的，只是在培训过程中缺少了教员的干预与控制，完全由学员自培训。2技术特点仿真系统的设计遵循原理性、实用性、先进性的基本原则，仿真范围广，功能齐全，并且仿真系统可方便地升级和扩充。仿真机软件具备以下特性：系统具有良好的鲁棒性模型和算法性能优异、准确性高、实时性好采用图形化的建模方式，可扩展性/可维护性好先进的继电保护库，支持用户进行保护切换和定值调整采用基于虚拟现实技术的现场环境仿真先进的图形界面技术基于Web技术的远程培训真正开放分布式培训功能智能化，培训方式多样化仿真变电站两种控制方式集变电站、地调仿真培训和分析研究功能于一体综自站监控系统仿真动态仿真和稳态仿真的一体化3仿真范围与程度控制屏、保护屏（包括虚拟盘台）上的所有电气设备作全范围的仿真；变电站电气控制室外的操作在多媒体就地操作台上实现；变电站的仿真范围包括：主变压器系统、线路、输、配电装置系统、同期并列装置、继电保护和自动装置、中央信号系统、直流系统、照明系统、站用电系统等；4培训功能4.1概述本仿真系统是全物理过程仿真系统，可提供连续、实时的动态仿真运行环境。由于采用了严格的、准确的、适合于全工况的数学模型，可以提供全工况、全方位的培训。尤其对于系统出现故障时，培训运行人员根据站内信息查找事故根源、及时解决处理事故帮助很大。4.2正常运行工况培训监盘和抄表：主控室的中央信号屏、控制屏、站用交直流等的电压、电流、有功、无功、频率、并列时的频差、压差、角度差，信号指示灯、光字牌；操作：对断路器、隔离开关、接地刀闸以及二次回路上的各种刀闸、按钮、连片、切换压板、电流端子、熔断器等可进行操作；巡视：按照部颁与现场制定的运行规程对仿真变设备（变压器、断路器等）所立项目的巡视，可利用三维虚拟现实技术调出所需设备的图象和声音，并附加文字说明。在实际设备视景图象上，识别设备运行的正常或异常；非正常运行工况：由于数学模型是严格的、准确的、全工况的，本仿真系统可实时地仿真各种非正常工况（或称之为故障工况）这时系统和自动控制系统均能反映真实的故障过程；异常运行，声光告警显示：当系统出现异常或发生事故时，可模拟现场用音响、控制室内灯光变化等进行告警，以引起运行人员的注意。误操作事故：仿真软件可以做到防止运行人员进行误操作而造成系统故障，能实现现场的防误措施；典型事故：由教练员加入，设备故障可分离散型和可变型两类。离散故障是指在故障状态下设备处于某一特定状态，严重程度可调整的故障可设为可变型故障；事故设置：因为数学模型是符合机理的，适合于全工况的，所以，无论是自然故障还是设备故障，仿真系统的动态行为与实际一致。运行人员通过正确的操作可缓和故障的影响或恢复系统正常运行，若处理不当，则将造成故障扩大。5教员控制台功能教练员担负着仿真运行控制及监视仿真过程的任务、丰富、方便、实用的教练员台功能，是仿真机系统能力得以发挥的重要手段，用户可以使用鼠标或键盘方便地完成各种仿真机的控制和监视。控制仿真机的启动，停止和工况变化；教练员能很容易、灵活地监视和控制学员的操作；继电保护的配置：可根据培训对象的不同，对继电保护装置进行合理的重新配置；方便、快捷设置各种单一故障、复杂故障和压板、小开关等虚接状态。5.1初始条件及参数选择用户可以方便选择设置几种典型运行方式和运行参数，地装入或存贮任意初始运行工况，仿真装置出厂前，已应为用户提供部分初始条件。教练员台可以控制学员机的工作状态。5.2仿真机运行控制仿真机启动后，教练员可对仿真机进行以下控制：运行：系统装入初始工况（含快照所得初始状态）后，选“运行”则开始仿真变电站系统的运行；冻结：暂停仿真系统的运行，使其保持当前状态，各模块停止运行，封锁屏盘所有操作及参数指示的变化。如需解冻选“运行”即可；复位：若希望恢复初始状态，然后重新开始运行，选“复位”；停止：停止仿真仿真系统的运行，选“停止”；重操：连续记录初始数据，以便返回到过去的状态进行重新操作；重演：连续记录控制台盘上的动作，以便重演过去的过程；快存：在培训过程中可快速存储任一时刻的特定工况，以便将来作为初始条件调用；慢速：对于短时间常数的机组运行的快变化过程，将时间间隔明显加长（即：仿真机慢于实时速率运行）；快速：对于长时间常数的机组运行的慢变化过程，将时间间隔明显缩短5.3故障设置功能教练员根据培训需要任意设置各种简单故障、复合故障和设备异常工况。在任何用户需要时刻，可以加入或消除教练员台配置好的故障，应为用户提供不小于500个故障的驱动能力，并能将故障进行合理的组合，以构成复杂故障。5.4系统状态监视通过图形及运行曲线监视仿真变电站的运行状态；通过列表查看历史及当前故障和操作记录。5.5事件管理处理来自学员机或硬盘台的操作事件。分为以下几个线程：操作接收线程，接收来自学员机和I/O接口软件的操作事件；控制命令输出线程，向模型计算软件发送控制及操作命令；运行结果接收线程，接收来自系统计算进程的计算结果，并发送至各学员机及I/O接口软件。5.6智能化培训智能化培训也称为教案功能。通过对初始工况、故障序列的组合选择，可构成各种不同的教案（或培训方案），供不同的培训需要。教练员只需选择相应的教案运行，仿真机便可自动执行教案内容，完成自动培训过程。5.7培训模式培训模式分为主动模式与被动模式。主动模式下，学员机有完全的权限，可以进行各种操作并且设置故障，各学员互不干扰，适合学员自学的情况。教练员台可以监视和控制每个学员机，可分别对每个学员进行指导和设置不同故障，也可对所有学员设置相同故障。5.8过程量超控功能教练员使用超控功能可对任意I/O量进行超控，使盘台仪表造成错误指示。5.9假报警功能教练员可任意设置假报警使盘台出现光字及声光报警信号。5.10仪表噪声、阻尼控制功能教练员可任意设置指示仪表的噪声与阻尼，增强盘台响应的真实性和现场感。5.11事件记录、打印事件记录自动记录仿真机盘台上的操作与响应，以及教练员对仿真模型的操作，供教练员分析培训过程使用。5.12五防措施投/切在教练员台上控制五防投/切。5.13成绩考核在培训中，记录受训人员的各种操作和特定参数，客观评价受训人员的操作水平。5.14盘台、下位机系统诊断盘台、下位机系统诊断功能有：自动查盘：检查盘台上的全部元件循环查表：逐点检查盘台上的全部表计循环查灯：逐点检查盘台上的各种指示灯、光字牌循环查数码管：逐点检查盘台上各个数码管按板查盘：以数据采集系统的模板为单位，进行检查选择查盘：把盘台上的元件按指定的状态显示选择查点：指定盘台上的任一点量，进行检查检查开入：检查各可操作元件检查模入：检查电位器全部清零：使盘台上的表计指零，信号灯灭，数码管置零6学员台功能学员机可按需运行不同的内容，仿真系统、虚拟盘台、巡视系统、操作票系统、远程培训系统、教练员台功能软件等所有软件均可按需在学员机上单独或同时运行。接受教练员台培训模式、教案、考题、提示等监控命令和信息，完成并反馈学员的答案和所有活动。学员台之间可以联机运行同一套系统，彼此看到的信息相同；也可以彼此独立，学员操作时互不影响。6.1对虚拟盘台的查看与操作应用多媒体技术，在学员机上实现变电站主控制室对控制仪表屏、继电保护屏、直流控制屏、所用电屏的巡视功能，操作功能，事故处理功能，画面、声音、文字显示分明。设备参数和继电保护定值的查看。6.2监控系统操作在学员台上完成对监控系统监视和控制操作的模拟功能。6.3就地操作站功能