CN103177642A - 一种提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法：1）教员机仿真实际系统中厂站端，由EMS系统通过防火墙发送至DTS服务器的数据作为采集数据；2）学员机仿真实际系统主站端，对主站端SCADA系统功能和界面进行复制，形成SCADA副本；3）教员在DTS服务器上生成培训态，可调整出力、修改断面、设置故障等，形成相应的培训教案，并发送至SCADA副本；4）学员在SCADA副本环境下对仿真电网进行操作完成培训。对于本发明，SCADA系统有任何功能改变或升级改造，只需对DTS系统进行数据库刷新，就能实现与SCADA系统的新功能完全一致，减少了系统的再开发过程，大大减少了费用及时间，具备良好的可升级性。

Description

一种提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法

技术领域

本发明涉及一种电网调度员培训仿真系统，尤其是涉及一种利用SCADA副本、真实度高、可升级性好的提高电网调度员培训仿真系统（DTS）真实性的方法。

背景技术

DTS系统通过建立实际电力系统的数学模型，再现各种调度操作和故障前后的系统工况，并将模拟的结果发送到仿真的电力系统控制中心，为调度员提供一个不影响实际系统运行的身临其境的调度环境。现有的DTS系统数据处理方法为：

厂站端发送数据至调度主站端，DTS系统只对主站端进行仿真，不涉及对SCADA数据采集过程的仿真，教员及学员在培训态下进行操作，培训过程中各开关的变位、保护及自动装置的动作、信号的生成都需要事先逐一去定义。

优点：原理简单、操作直接、精度高。

缺点：数据精度高但不合理，教案的设置及调试复杂，处理机制和界面与实际系统有差异，培训现场感不强，真实度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、真实度高、可升级性好的利用SCADA副本提高电网调度员培训仿真系统（DTS）真实性的方法。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种利用SCADA副本提高电网调度员培训仿真系统（DTS）真实性的方法,包括以下步骤：

1）教员机仿真实际系统中厂站端，由EMS系统通过防火墙发送至DTS服务器的数据作为采集数据，实现电网的仿真和数据的遥测遥信；

2）学员机仿真实际系统主站端，对实际的主站端SCADA系统功能和界面进行复制，形成SCADA副本；

3）教员在DTS服务器上生成培训态，在培训前和培训中调整出力、修改断面、设置故障，形成相应的培训教案，并发送至SCADA副本；

4）学员在SCADA副本所提供的与实际系统完全一致的环境下对仿真电网进行操作，完成培训。

本发明的SCADA系统与DTS系统之间通过防火墙隔离。

SCADA系统将数据发送至DTS服务器作为采集数据的具体步骤包括：

1）用户登录DTS系统的教员图形界面，点击“数据接收”按钮使其显示为“接受实时数据”；

2）点击“实时化全模型”按钮，从EMS系统获取最新的实时数据，并将之保存在DTS服务器中；

3）点击“数据接收”按钮，使其显示为“实时数据中断中”，此时将停止实时数据的接收，并将保存在DTS服务器中的数据传送至所有学员机，形成培训态初态；

所述的步骤3）教员修改数据形成培训教案的具体步骤包括：

1）教员首先定位至相关的潮流图，选取要进行修改或设置故障的设备或参数；

2）点击鼠标右键，选择相应的菜单项，在提供的可视化参数界面中，进行负荷潮流、开关状态、故障设置等操作，形成用于培训的断面及教案；

3）教员点击培训“开始”按钮，DTS服务器将包含开关变位、告警、保护及安全自动装置动作的信息发送至SCADA副本；

所述的步骤4）学员通过SCADA副本所提供的调度员界面进行操作的具体步骤包括：

1）学员分调度员与监控员进行登录，打开报警窗，关注潮流图中相关开关的变位、潮流分布、自动装置动作等情况；

2）选择相关设备，利用右键提供的相关功能，进行操作完成培训。

有益效果：第一，电力系统的仿真和监控是松耦合的，避免了异常的传导和扩散，解决了以往紧耦合下系统质量及可用率不高的弊端；第二，无论内在机制还是外在界面，都保证了与实际系统的完全一致性，培训现场感强、真实度高；第三，与实际系统保持一致，降低了使用的难度，便于班组的普及应用；第四，DTS与SCADA系统实现同步升级。SCADA系统有任何功能改变或升级改造，只需对DTS系统进行数据库刷新，就能实现与SCADA系统的新功能完全一致，减少了系统的再开发过程，大大减少了费用及时间，具备良好的可升级性。

附图说明

图1为本发明总体结构图；

图2为本发明网络结构图；

图3为本发明电网仿真与SCADA副本关系图；

图4为本发明电网仿真与SCADA副本数据交互图；

图5为本发明数据处理步骤图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明总体结构图。

SCADA或EMS系统把参数、图形、实时数据通过防火墙发送到DTS服务器，教员界面在DTS服务器上建立培训态，在培训前以及培训过程中，教员在培训态上进行干预、修改、设置故障等等操作，形成仿真的电力系统遥信遥测数据以及保护、安全自动装置等信息，在演习和培训过程中，DTS服务器把这些数据、信息发送到SCADA副本。学员通过与SCADA副本所提供的调度员界面进行操作，保证学员看到的图形、数据的格式与SCADA系统完全一致、操作界面完全一致。

请参阅图2，图2是本发明网络结构图。

DTS系统处于II区，与I区EMS系统之间通过防火墙进行隔离，系统硬件配置有服务器一台、教员机一台、学员机6台、便携式学员机4台、投影仪1台、交换机1台，其中服务器作为DTS以及SCADA副本和历史库副本的服务器。

请参阅图3，图3是本发明电网仿真与SCADA副本关系图。

教员通过在教案中设置负荷调节、开关刀闸的调节、档位的调节、故障的方式来影响一次电网仿真，并在合适的时候触发二次电网仿真，在培训或反事故演习期间，教员依然可以进行这些调节，或者插入故障的方式影响电网状态，一次电网仿真通过拓扑、潮流、故障分析计算来仿真电网对教员控制的反应，并驱动二次电网的仿真，二次电网仿真做出反应之后，反过来再影响一次电网的状态，最终，一次电网的仿真与SCADA副本之间建立通信连接，把一次电网的反应与SCADA副本进行交互。

SCADA副本接收到这些数据之后，进行计算量的计算、统计、报警等工作，并将结果提交给学员（调度员）进行监视，如果学员需要对电网进行控制，通过SCADA副本提供控制命令，将操作指令下发到一次电网仿真来执行。

培训或者反事故演习过程中的数据将会被记录进入历史库副本，学员可以利用SCADA副本所提供的功能查看这些历史数据。

请参阅图4，图4是本发明电网仿真与SCADA副本数据交互图。

SCADA副本是学员进行仿真监控的平台，与实际系统所提供的功能一致，并且电网静态参数也是一致的，区别仅限于其监控的电网状态是虚拟的、由电网仿真给出的、并且是处于教员控制之下的。

如果学员需要进行控制操作，就可以通过SCADA副本所提供的遥控遥调操作来进行控制，假如有些工作不是由调度员直接完成的，是由厂站值班员等角色完成的，那么可以由教员来充当这些角色，学员员给教员（厂站值班员）下达这些指令，由教员来执行。

电网仿真与SCADA副本之间的数据交互通过遥测遥信遥控遥调的唯一ID进行，仿真了现实中主站端和厂站端通信的方式。

请参阅图5，图5是本发明数据处理步骤图

本发明利用SCADA副本提高调度员培训仿真系统（DTS）真实性的方法包括以下步骤：

1）教员机仿真实际系统中厂站端，由EMS系统通过防火墙发送至DTS服务器的数据作为采集数据，实现电网的仿真和数据的遥测遥信；

2）学员机仿真实际系统主站端，对实际的主站端SCADA系统功能和界面进行复制，形成SCADA副本；

3）教员在DTS服务器上生成培训态，在培训前和培训中调整出力、修改断面、设置故障等，形成相应的培训教案，并发送至SCADA副本；

4）学员在SCADA副本所提供的与实际系统完全一致的环境下对仿真电网进行操作，完成培训。

Claims (5)

1.一种提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法,其特征在于包括以下步骤： 

1）教员机仿真实际系统中厂站端，由EMS系统通过防火墙发送至DTS服务器的数据作为采集数据，实现电网的仿真和数据的遥测遥信； 

2）学员机仿真实际系统主站端，对实际的主站端SCADA系统功能和界面进行复制，形成SCADA副本； 

3）教员在DTS服务器上生成培训态，在培训前和培训中调整出力、修改断面、设置故障，形成相应的培训教案，并发送至SCADA副本； 

4）学员在SCADA副本所提供的与实际系统完全一致的环境下对仿真电网进行操作，完成培训。 

2.根据权利要求1所述的提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法,其特征在于：所述的EMS系统与DTS服务器之间通过防火墙进行隔离。 

3.根据权利要求1所述的提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法其特征在于：所述的SCADA系统将数据发送至DTS服务器作为采集数据的具体步骤包括： 

1）用户登录DTS系统的教员图形界面，点击“数据接收”按钮使其显示为“接收实时数据”； 

2）点击“实时化全模型”按钮，从EMS系统获取最新的实时数据，并将之保存在DTS服务器中； 

3）点击“数据接收”按钮，使其显示为“实时数据中断中”，此时将停止实时数据的接收，并将保存在DTS服务器中的数据传送至所有学员机，形成培训态初态。 

4.根据权利要求2或3所述的提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法其特征在于：所述的教员修改数据形成培训教案的具体步骤包括： 

1）教员首先定位至相关的潮流图，选取要进行修改或设置故障的设备或参数； 

2）点击鼠标右键，选择相应的菜单项，在提供的可视化参数界面中，进行负荷潮流、开关状态、故障设置等操作，形成用于培训的断面及教案； 

3）教员点击培训“开始”按钮，DTS服务器将包含开关变位、告警、保护及安全自动装置动作的信息发送至SCADA副本。 

5.根据权利要求2或4所述的提高电网调度员培训仿真系统真实性的方法其特征在于：所述的学员通过SCADA副本所提供的调度员界面进行操作的具体步骤包括： 

1）学员分调度员与监控员进行登录，打开报警窗，关注潮流图中相关开关的变位、 潮流分布、自动装置动作等情况； 

2）选择相关设备，利用右键提供的相关功能，进行操作完成培训。 

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