[科普中国]-电力系统调度员培训仿真器

简介

电力系统调度员培训仿真器是指利用计算机技术模拟电力系统的过程和调度中心的控制系统对调度员进行培训的装置。调度员在培训仿真器上工作时就如真的在监视、操作和控制被模拟的电力系统一样，以达到培训调度员而又不会影响实际电力系统运行的目的1。

调度员培训仿真器的基本要求为了使培训达到应有的效果，调度员培训仿真器(DTS)应满足以下基本要求。

（1）正确性。能正确再现所模拟的电力系统的物理过程。

（2）实感性。能逼真地再现所处调度中心的工作环境，即与调度中心具有相同或基本相同的显示器、操作台和控制手段等，使学员在培训中有一个身临其境的感觉。

(3)灵活性。有灵活的培训支持功能，包括教案的准备、过程的记录和结果的评估等。

培训仿真器的构成培训仿真器的构成可分为三个子系统，即电力系统仿真子系统、调度中心仿真子系统，教员和控制子系统。

（1）电力系统仿真子系统，模拟电力系统各元件及其物理过程。包括电力系统静态模型和动态模型。在静态模型中核心是潮流程序和网络拓扑程序:动态模型包括长期动态过程模型和暂态稳定分析两部分。目前还不能实现暂态稳定事故过程的实时模拟，只能按放大时间坐标进行“准”实时模拟或事先进行离线计算，把计算结果预先存好。长期动态过程是忽略机组之间的相对摆动而考虑到原动机如锅炉等动态过程，可以做到实时仿真。

(2)调度中心仿真子系统。模拟调度中心的自动化系统，使学员能在此进行被模拟电网的监视、控制和操作。这部分的硬件和软件的绝大部分必须与控制中心的计算机系统相同，包括监控软件，人机系统软件以及所有的高级应用软件。

(3)教员和控制子系统。实现教案的准备、初始条件和事件的设盆、修改。培训过程的记录和控制，培训结果的评估等。在培训过程中教员又可担当下级调度员或厂站值班员以接收学员的操作命令.通过此系统的人机交互手段改变被模拟电力系统的状态。

调度员培训仿真器的配置调度员培训仿真器的配置一般可分为独立的系统和与调度中心调度自动化系统(EMS)结合的系统。

（1）独立的系统，设于专门的培训中心，电力系统数据是离线产生的，和电力系统实时数据没有联系。在规模较大的培训中心可同时进行各级调度中心和厂站值班员的联合培训，从而加强各级调度人员的协调处理能力。但投资较大。

（2）与调度中心调度自动化系统(EMS)结合的系统。一般利用EMS的备用机作为调度中心仿真子系统，另外再设电网仿真、教员仿真子系统。这种系统充分利用EMS备用机的作用，随时可得到实时数据。控制中心模型也不必移植，和实际的完全一样，增加了真实感。这种系统在EMS主机故津时，培训将被迫中断。

培训仿真器本身是独立的系统，可独立运行，又可通过计算机网络与实时系统通信，取得实时数据，这种系统兼有前两者的优点.但硬件费用要增加。由于计算机硬件价格的不断下降，增加投资所占比重有逐步缩小的趋势。

培训仿真器的功能培训仿真器应具有下列基本功能。

（1）对调度员进行电力系统正常操作训练。包括开关设备的操作，发电机投切及出力的增减。负荷投切及负荷增减，无功补偿设备的投切和无功出力的调整，变压器分接头位囊的改变，线路及变压器的停电及投入。继电保护和安全自动装置的投切.联络线功率定值的改变，自动发电控制(AGC)的改变等。

(2)对调度员进行事故处理的训练。包括模拟各种线路、母线、变压器、发电机故障后的稳态和长期动态过程，模拟系统解列后（或并网）的频率变化过程.模拟继电保护和安全自动装置的拒动和误动等。事故包括教员事先设定的事故和学员误操作引起的事故，以及不正确的运行控制(电压和频率的偏移等)引起的事故。

（3）对调度员进行在线调度自动化系统（SCADA/EMS）使用的训练。

（4）供计划及运行方式人员分析检修和电力系统新增设备投入的对策。

（5）对教员有灵活的培训支持功能，包括建立培训的初始条件，设计各种事件以编制教案，方便地执行培训过程中学员下达的操作和控制命令。暂停、恢复、快照、重放等培训过程中的控制等。

（6）培训过程的记录和最后结果的评估2。

培训仿真器的发展随着电力系统的发展和调度自动化技术的进步，培训仿真器将得到更为广泛的应用。

（1）采用计算机技术的最新成果。如高性能/价格比的精简指令集计算机(RISC)，多cpu并行计算机或阵列机，大屏幕投影显示器等将会更多地应用。进一步提高动态过程的实时仿真效果。

（2）功能由单一的调度员培训扩展为电力系统运行支持人员的研究工具。如通过仿真器制订更好的运行方式，研究反事故措施，进行系统分析及继电保护、安全自动装里的整定等。

（3）从一个调度所调度员的培训发展到各级调度中心调度员的联合培训，从而加强大范围事故下多级调度的协调。如法国电力公司的培训中心就专门设置了下级调度和厂站值班员的培训操作台。

（4）由电力系统静态和长期动态过程的实时仿真扩展到包括暂态及中期动态过程的实时仿真，使调度员更加直观地体验到事故的动态发展过程3。