CN105761570A - 交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法，涉及电力系统技术领域，为解决现有技术的培训系统的培训效果较差的问题。所述交直流电网特性全动态过程展示培训装置包括：格式转换器，其用于从RTDS工作站获取用于描述电网中设备电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及展示设备，其与格式转换器连接，用于获取模拟数据并对模拟数据进行展示。所述交直流电网特性全动态过程的展示培训方法与上述装置相应本发明提供的交直流电网特性全动态过程展示培训装置用于电力系统中调度员等的培训。

Description

交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法。

背景技术

在电力系统中，需要通过电网来实现持续的电力供应，为了维持电网的正常运作，需要通过专用的培训系统来对电网的调度员等进行培训。

为了实现对调度员等的培训，现有技术中多使用DTS(DispatcherTrainingSimulator，调度员培训仿真系统)及其衍生的培训系统。在培训过程中，DTS基于准稳态对电网进行仿真，获得仿真数据。而后根据该仿真数据更新设备展示模型，并在显示设备上显示更新后的设备展示模型，以供被培训人员观察或操作。

然而，随着现代交直流大电网的规模及复杂程度的增加，电网运行中的电磁暂态和机电暂态的复杂程度也逐渐提高，由于DTS只能基于准稳态对电网进行仿真，无法模拟电网中的电磁暂态，因此难以准确模拟现代交直流大电网的运行控制特性。这导致现有技术的培训系统的培训效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法，用于根据电磁暂态录波文件形成可视化手段，提高被培训人员对电网中的电磁暂态和机电暂态的认识程度，进而提高培训效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置，包括：格式转换器，其用于从RTDS工作站获取用于描述电网中设备的电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对所述电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，所述模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及展示设备，其与所述格式转换器连接，用于获取所述模拟数据并对所述模拟数据进行展示。

本发明提供的交直流电网特性全动态过程展示培训装置中，通过格式转换器将电磁暂态录波文件转化为与电网中的电磁暂态和机电暂态相关的模拟数据，而后通过展示设备对该模拟数据进行处理并对其显示，使被培训人员直观地观察这些模拟数据。而在现有技术中，DTS无法模拟电网中的电磁暂态和机电暂态。因此，与现有技术相比，根据电磁暂态录波文件形成可视化手段，提高被培训人员对电网中的电磁暂态和机电暂态的认识程度，进而提高交直流电网特性全动态过程展示培训装置的培训效果。

另一方面，本发明还提供了一种交直流电网特性全动态过程展示培训装方法，其包括：

步骤S10，从RTDS工作站获取用于描述电网中设备电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对所述电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，所述模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及

步骤S20，获取所述模拟数据并对所述模拟数据进行展示。

相对于现有技术，本发明提供的交直流电网特性全动态过程展示培训方法所具有的有益效果与上述交直流电网特性全动态过程展示培训装置所具有的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中交直流电网特性全动态过程展示培训装置的结构框图。

图2为图1中展示设备40的结构框图。

图3为本发明实施例中交直流电网特性全动态过程展示培训方法的流程图。

附图标记：

10-电磁暂态录波文件存储器，20-格式转换器，

30-系统存储器，40-展示设备，

41-动态曲线展示设备，42-图形动画展示设备。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的交直流电网特性全动态过程展示培训装置及方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其通过对交直流电网特性全动态过程展示实现对调度人员的培训。

该交直流电网特性全动态过程展示培训装置包括如下依次连接的部分：电磁暂态录波文件存储器10、格式转换器20、系统存储器30及展示设备40。在具体设置中，这些部分可分别为实现各自功能的单片机、存储器或显示器，并共同集成在电网仿真培训装置内。另外，也可通过同一单片机实现各个部分的数据处理功能，通过预先编制的程序实现各自的功能。

电磁暂态录波文件存储器10与RTDS(RealTimeDigitalSimulator，实时数字仿真系统)工作站连接，该RTDS工作站根据电网中各设备的运行数据，建立对应的设备计算模型，进而根据该设备计算模型的电磁暂态相关的数据，生成电磁暂态录波文件，并将该电磁暂态录波文件发送至电磁暂态录波文件存储器10，该电磁暂态录波文件的格式为COMTRADE格式(commonformatfortransientdataexchangeforpowersystems，电力系统瞬态数据交换的通用格式)。

可以理解的是，上述电磁暂态录波文件的生成及发送过程，可以是按照预先设定的时间间隔进行，也可以是在电磁暂态录波文件存储器10发出请求时进行。本领域技术人员可根据实际情况合理进行选择。

电磁暂态录波文件存储器10为专用于存储电磁暂态录波文件的存储器，在接收到电磁暂态录波文件后将其储存，在接收到发送电磁暂态录波文件的请求后，将对应的电磁暂态录波文件发送至上述格式转换器20。该发送电磁暂态录波文件的请求可以由格式转换器20发送至电磁暂态录波文件存储器10，也可以来自上述电网仿真培训装置中的其他部分，本发明实施例对此不做限定。

格式转换器20在接收到电磁暂态录波文件后，对该电磁暂态录波文件进行分析处理，获取对应设备的设备信息及运行状态仿真结果，并将该对应设备的设备信息及运行状态仿真结果以表格等形式整合呈模拟数据，并将该模拟数据发送至系统存储器30。

系统存储器30接收到上述模拟数据后，将其储存，并在收到发送模拟数据的请求时将模拟数据发送至展示设备40。与电磁暂态录波文件存储器10类似，该发送模拟数据的请求可以由展示设备40发送至电磁暂态录波文件存储器10，也可以来自上述电网仿真培训装置中的其他部分，本发明实施例对此不做限定。

在本发明实施例提供的交直流电网特性全动态过程展示培训装置中，通过格式转换器20将电磁暂态录波文件转化为与电网中的电磁暂态和机电暂态相关的模拟数据，而后通过展示设备40对该模拟数据进行处理并对其显示，使被培训人员直观地观察这些模拟数据。而在现有技术中，DTS无法模拟电网中的电磁暂态和机电暂态。因此，与现有技术相比，根据电磁暂态录波文件形成可视化手段，提高被培训人员对电网中的电磁暂态和机电暂态的认识程度，进而提高交直流电网特性全动态过程展示培训装置的培训效果。

通过上述过程，需要展示某一案例时，电磁暂态录波文件存储器10将该案例对应的电磁暂态录波文件输出至格式转换器20，进而对该案例相关的模拟数据进行展示。

请参阅图2，作为对上述发明实施例的进一步优化，上述展示设备40具体包括动态曲线展示设备41及图形动画展示设备42。其具体设置如下。

动态曲线展示设备41用于根据上述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成该运行状态仿真结果的动态曲线，并对该动态曲线进行展示。具体地，该动态曲线展示设备41包括：母线电压的动态曲线的展示模块、线路潮流的动态曲线的展示模块、直流功率的动态曲线的展示模块、直流电压的动态曲线的展示模块、以及直流电流的动态曲线的展示模块。通过对上述动态曲线进行展示，使被培训人员对电网中各设备的参数的认识更为深刻，以此提高培训效果。

图形动画展示设备42用于根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成表示该设备模型的可视化的图形动画，并对该图形动画进行展示。具体地，该图形动画展示设备42包括：用于表示线路潮流的动态箭头模块、用于表示负载变化的动态饼图模块、用于表示系统网路拓扑状态的动态着色图模块、用于表示系统低频振荡的振荡图像模块、以及用于表示直流环换流阀的换相的换流阀动画模块。通过上述图形动画的展示，对各电网中设备的形态、用途乃至物理环境通过可视化手段展现出来，使被培训人员不仅接收到抽象的大量数据，还能够接收到直观的图像，从而使被培训人员对电网中各设备的印象更为清晰，对于事故的判定更为准确，最终提高培训效果。

上述动态曲线展示设备41与图形动画展示设备42连接，从而在进行展示培训过程中，动态曲线展示设备41在对所述动态曲线进行展示时向所述图形动画展示设备42发出时间信息，使所述图形动画展示设备42与所述动态曲线展示设备41对同一数据同步进行展示。从而进一步使得被培训人员直观地了解电网中各设备的实际情况。

可以理解的是，动态曲线展示设备41还具有对上述各动态曲线或图形动画进行控制的操作界面，该操作界面包括控制案例的开始、停止、暂停、展示速度设置的按钮等，动态曲线展示设备41的显示器为触控屏幕时，上述操作界面及其中的各按钮可为虚拟画面，当动态曲线展示设备41的显示器为非触控屏幕时，上述操作界面及其中的按钮为设置在电网仿真培训装置上的硬件设备。

请参阅图3，另一方面，本发明还提供了一种交直流电网特性全动态过程展示培训方法：其包括：

步骤S10，从RTDS工作站获取用于描述电网中设备电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对所述电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，所述模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及

步骤S20，对所述模拟数据进行展示。

优选地，所述步骤S20具体包括：

根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成该运行状态仿真结果的动态曲线，并对该动态曲线进行展示；以及根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成表示该设备模型的图形动画，并对该图形动画进行展示。

在上述技术方案中，所述动态曲线包括：母线电压的动态曲线、线路潮流的动态曲线、直流功率的动态曲线、直流电压的动态曲线、以及直流电流的动态曲线。

并且，所述图形动画包括：用于表示线路潮流的动态箭头、用于表示负载变化的动态饼图、用于表示系统网路拓扑状态的动态着色图、用于表示系统低频振荡的振荡图像、以及用于表示直流环换流阀的换相的换流阀动画。

相对于现有技术，本发明实施例提供的交直流电网特性全动态过程展示培训方法所具有的有益效果与上述交直流电网特性全动态过程展示培训装置所具有的有益效果相同，出处不在赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，包括：

格式转换器，其用于从RTDS工作站获取用于描述电网中设备电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对所述电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，所述模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及

展示设备，其与所述格式转换器连接，用于获取所述模拟数据并对所述模拟数据进行展示。

2.根据权利要求1所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述展示设备包括：

动态曲线展示设备，其用于根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成该运行状态仿真结果的动态曲线，并对该动态曲线进行展示；以及

图形动画展示设备，其用于根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成表示该设备模型的图形动画，并对该图形动画进行展示。

3.根据权利要求2所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述动态曲线展示设备与所述图形动画展示设备连接，所述动态曲线展示设备还用于，在对所述动态曲线进行展示时向所述图形动画展示设备发出时间信息，使所述图形动画展示设备与所述动态曲线展示设备对同一模拟数据同步进行展示。

4.根据权利要求2或3所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述动态曲线展示设备包括：母线电压的动态曲线的展示模块、线路潮流的动态曲线的展示模块、直流功率的动态曲线的展示模块、直流电压的动态曲线的展示模块、以及直流电流的动态曲线的展示模块。

5.根据权利要求2或3所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述图形动画展示设备包括：用于表示线路潮流的动态箭头模块、用于表示负载变化的动态饼图模块、用于表示系统网路拓扑状态的动态着色图模块、用于表示系统低频振荡的振荡图像模块、以及用于表示直流环换流阀的换相的换流阀动画模块。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述仿真培训系统还包括：

电磁暂态录波文件存储器，其将RTDS工作站与所述格式转换器连接，用于从所述RTDS工作站接收并储存所述电磁暂态录波文件，以及将所述暂态录波文件发送至所述格式转换器。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的交直流电网特性全动态过程展示培训装置，其特征在于，所述仿真培训系统还包括：

系统存储器，其将所述格式转换器与所述展示设备连接，用于从所述格式文件库接收并储存所述模拟数据，以及将所述模拟数据发送至所述展示设备。

8.一种交直流电网特性全动态过程展示培训方法，其特征在于，包括：

步骤S10，从RTDS工作站获取用于描述电网中设备电磁暂态的电磁暂态录波文件，并对所述电磁暂态录波文件进行格式转换处理，得到RTDS工作站中各设备计算模型的模拟数据，所述模拟数据包括对应设备模型的运行状态仿真结果；以及

步骤S20，对所述模拟数据进行展示。

9.根据权利要求8所述的交直流电网特性全动态过程展示培训方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：

根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成该运行状态仿真结果的动态曲线，并对该动态曲线进行展示；以及根据所述模拟数据中的设备模型的运行状态仿真结果，生成表示该设备模型的图形动画，并对该图形动画进行展示。

10.根据权利要求9所述的交直流电网特性全动态过程展示培训方法，其特征在于，所述动态曲线包括：母线电压的动态曲线、线路潮流的动态曲线、直流功率的动态曲线、直流电压的动态曲线、以及直流电流的动态曲线。

11.根据权利要求9所述的交直流电网特性全动态过程展示培训方法，其特征在于，所述图形动画包括：用于表示线路潮流的动态箭头、用于表示负载变化的动态饼图、用于表示系统网路拓扑状态的动态着色图、用于表示系统低频振荡的振荡图像、以及用于表示直流环换流阀的换相的换流阀动画。