CN108877368A - 一种基于多场景应用的电网仿真培训方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，首先针对不同用户设置相应场景创建权限；将仿真场景类型分为五种类型，包括调度员培训模拟、监控员培训模拟、组合式调控业务培训模拟、联合反事故演习和多学员分组培训比武演练，加载相应的仿真场景创建界面；进行仿真场景的动态创建与服务器仿真场景资源分配；基于用户选择的仿真区域与仿真时间从模型数据云平台获取相应图模数据，从运行数据云平台推送典型断面；执行仿真培训演练；培训评估结束后释放仿真场景资源；实现仿真资源的充分共享与弹性扩充，解决不同仿真场景下资源利用率低的技术问题。

Description

一种基于多场景应用的电网仿真培训方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化仿真技术领域，尤其涉及一种基于多场景应用的电网仿真培训方法。

背景技术

近年来，随着特高压交直流互联大电网建设的全面提速、大规模新能源的集中接入、电力市场化改革的深入推进，电网一体化运行特征愈发明显，电网安全风险问题面临严峻考验，使得传统调度员培训仿真系统不足以支撑当前电网运行管理体系下的培训需求。面对用户不同的培训需求时，无法完成自动切换，而是靠多套系统搭建以满足不同的培训需求，造成资源的严重浪费。现有仿真系统中的信息整合度不足，没有充分利用运行数据云平台展开数据挖掘工作，而是靠用户被动的选择数据断面，往往不具有代表意义。对于需要有针对性地搭建与仿真业务保持高度一致的全范围、全过程的仿真场景时，如何按需创建仿真场景，解决不同场景下的资源利用率问题，实现现有资源的最大利用，进行符合新型电网运行管理体系下的业务流程培训成为一个研究难点。

综上，基于模型数据云平台和运行数据云平台汇集的海量数据，按需创建仿真场景，主动挖掘典型断面数据，提供满足调度员培训模拟、监控员培训模拟、组合式调控业务培训模拟、联合反事故演习(国分省、省地)、多学员分组培训比武演练的仿真培训环境，对于突破各地的参演人员的时空限制、随时随地开展仿真培训具有十分重要的意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，实现仿真资源的充分共享与弹性扩充，解决不同仿真场景下资源利用率低的技术问题。

本发明采用如下技术方案，一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，具体步骤如下：

1)针对不同用户设置相应场景权限，用户登陆时判断用户是否具备场景创建权限；

2)将仿真场景类型分为调度员培训模拟、监控员培训模拟、组合式调控业务培训模拟、联合反事故演习和多学员分组培训比武演练，具备场景创建权限的用户根据需要选择仿真场景类型，加载相应的仿真场景创建界面；

3)进行仿真场景的动态创建与服务器仿真场景资源分配；

4)用户通过选择区域电网、省级电网或地级电网的组合形成仿真区域，同时选择仿真时间；基于用户选择的仿真区域与仿真时间从模型数据云平台获取相应仿真区域模型，即图模数据下装；

5)基于用户选择的仿真区域与仿真时间从运行数据云平台推送仿真数据断面；

6)执行仿真培训演练；

7)培训评估结束后释放仿真场景资源。

优选地，所述步骤1)针对不同用户设置相应场景权限具体为：根据用户登录时选择的用户角色分配权限，其中，所述用户角色包括教员、学员、群主和群成员，教员和群主的用户角色具备场景创建权限，学员和群成员的用户角色不具备场景创建权限。

优选地，所述步骤2)仿真场景类型具体为：

所述调度员培训模拟为调度业务培训，调度员培训模拟场景提供的功能包括电力系统稳态仿真、电力系统动态仿真、继电保护和安全自动装置仿真以及数据采集仿真；

所述监控员培训模拟为监控业务培训，监控员培训模拟场景提供的功能包括一二次设备机理及运行状态仿真、监控员分相潮流及继电保护仿真、监控员控制操作与监视仿真、一二次设备及故障缺陷三维全方位操作与展示；

所述组合式调控业务培训模拟为构建与生产运行环境核心业务一致的仿真环境；

所述联合反事故演习为上下级协同演练，推送同一数据断面供不同参演单位进行演习；

所述多学员分组培训比武演练构建针对多学员的培训考核模式，根据用户创建的仿真环境，基于容器虚拟化技术模拟多份相同的仿真场景，供多学员同时进行培训仿真演练。

优选地，所述步骤3)具体为：

31)为每个仿真场景设定唯一标识，以便于场景管理；

32)调用容器管理器部署仿真场景，根据资源使用情况选择资源空闲的服务器节点启动容器集群实例的各个任务，实现仿真场景的创建。

优选地，若用户选择组合式调控业务培训模拟的仿真场景，则在步骤5)之后提供仿真业务选择，将生产运行环境核心业务启动为热备用状态，生产运行环境核心业务包括自动发电控制、自动电压控制、综合智能告警、二次设备在线监视与分析、调度计划，实现仿真业务的按需组合、动态创建，利用容器的弹性伸缩管理进行仿真场景资源的弹性扩充，构建多业务仿真场景。

优选地，所述步骤3)具体为：

31)为每个仿真场景设定唯一标识；

32)调用容器管理器部署仿真场景，根据资源使用情况选择资源空闲的服务器节点启动容器，根据步骤2)用户选择的仿真场景类型在容器中启动服务，调度员培训模拟启动潮流计算服务、自动装置仿真服务、保护仿真服务、频率仿真服务；监控员培训模拟在调度员培训模拟基础上启动变电站仿真服务、变电站三维仿真服务，组合式调控业务培训模拟在调度员培训模拟基础上开放生产运行环境核心业务接入接口服务和负荷曲线仿真服务；联合反事故演习在调度员培训模拟基础上开放下级单位接入仿真场景接口；多学员分组培训比武演练在调度员培训模拟基础上开放仿真场景镜像服务。

优选地，所述步骤4)具体为：根据用户选择仿真区域与仿真时间从模型数据云中抽取相应时间点的仿真区域模型，其中仿真时间为历史时刻或未来时刻，分别对应历史仿真区域模型和未来仿真区域模型。

优选地，所述步骤5)具体为：

51)对运行数据云平台的运行数据以及电网运行稳态监控和网络分析周期保存的数据断面进行筛选，分析数据断面的极大值、极小值、故障时刻、检修时刻和典型运行方式信息，获取仿真数据断面，包括极值断面和典型故障断面，作为仿真场景的数据基础；

52)根据用户选择的仿真时间主动推送仿真数据断面，仅推送历史时刻的仿真数据断面。

优选地，所述步骤6)具体为:基于用户给出的仿真培训方案制作演习教案，在演戏教案中调整电网发电负荷水平和电网初始运行方式适应用户给出的电网的初始运行方式，演习教案以文件形式存储于仿真场景中；依据演习教案进行仿真培训。

优选地，所述步骤7)具体步骤为:

71)培训结束后，统计学员操作事件，分析判断学员操作，检查并记录操作流程是否符合设定标准，如果不满足设定标准，则评估系统判定为错误操作，并根据设定情况给予扣分；

72)确认仿真场景不再使用后，由创建场景的用户确认释放仿真场景的计算资源和存储资源。

发明所达到的有益效果：本发明是一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，实现仿真资源的充分共享与弹性扩充，解决不同仿真场景下资源利用率低的技术问题。在传统电网培训仿真基础上，基于容器的弹性伸缩管理，引入仿真场景按需创建与资源动态调配，满足用户侧不同培训需求，实现仿真资源的充分共享与弹性扩充，提高资源利用效率，有效提高培训系统仿真分析的真实性、正确性，提高各级调度培训系统的实用化水平；仿真场景细化分类，支撑五种仿真场景的动态创建与管理，满足一个系统实现调度、监控、运维、变电等业务场景的一站式创建；基于数据挖掘技术，从历史数据中主动辨识极值断面、典型故障断面信息，将仿真断面被动选择改为主动推送，使得仿真培训更具有针对性。

附图说明

图1是本发明的仿真场景创建方法流程图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

图1本发明的仿真场景创建方法流程图。一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，具体步骤如下：

1)针对不同用户设置相应场景权限，用户登陆时判断用户是否具备场景创建权限；根据用户登录时选择的用户角色分配权限，其中，所述用户角色包括教员、学员、群主和群成员，教员和群主的用户角色具备场景创建权限，学员和群成员的用户角色不具备场景创建权限，可以选择加入创建好的场景中；

2)将仿真场景类型分为调度员培训模拟、监控员培训模拟、组合式调控业务培训模拟、联合反事故演习和多学员分组培训比武演练，具备场景创建权限的用户根据需要选择仿真场景类型，加载相应的仿真场景创建界面；

仿真场景类型具体为：

所述调度员培训模拟为调度业务培训，调度员培训模拟场景提供的功能包括电力系统稳态仿真、电力系统动态仿真、继电保护和安全自动装置仿真以及数据采集仿真；

所述监控员培训模拟为监控业务培训，监控员培训模拟场景提供的功能包括一二次设备机理及运行状态仿真、监控员分相潮流及继电保护仿真、监控员控制操作与监视仿真、一二次设备及故障缺陷三维全方位操作与展示；

所述组合式调控业务培训模拟为构建与生产运行环境核心业务一致的仿真环境；实现生产运行环境核心业务在仿真系统中的集成及扩展；

所述联合反事故演习为上下级协同演练，推送同一数据断面供不同参演单位进行演习；

所述多学员分组培训比武演练构建针对多学员的培训考核模式，根据用户创建的仿真环境，基于容器虚拟化技术模拟多份相同的仿真场景，供多学员同时进行培训仿真演练；

3)进行仿真场景的动态创建与服务器仿真场景资源分配；

31)为每个仿真场景设定唯一标识，以便于场景管理；

32)调用容器管理器部署仿真场景，根据资源使用情况选择资源空闲的服务器节点启动容器，根据步骤2)用户选择的仿真场景类型在容器中启动服务，调度员培训模拟启动潮流计算服务、自动装置仿真服务、保护仿真服务、频率仿真服务；监控员培训模拟在调度员培训模拟基础上启动变电站仿真服务、变电站三维仿真服务，组合式调控业务培训模拟在调度员培训模拟基础上开放生产运行环境核心业务接入接口服务和负荷曲线仿真服务；联合反事故演习在调度员培训模拟基础上开放下级单位接入仿真场景接口；多学员分组培训比武演练在调度员培训模拟基础上开放仿真场景镜像服务；

4)用户通过选择区域电网、省级电网或地级电网的组合形成仿真区域，同时选择仿真时间；基于用户选择的仿真区域与仿真时间从模型数据云平台获取相应仿真区域模型，即图模数据下装；

根据用户选择仿真区域与仿真时间从模型数据云中抽取相应时间点的仿真区域模型，其中仿真时间为历史时刻或未来时刻，分别对应历史仿真区域模型和未来仿真区域模型，以实现对历史时刻电网运行情况反演和未来时刻电网运行情况推演的目的。

5)基于用户选择的仿真区域与仿真时间从运行数据云平台推送仿真数据断面；

51)对运行数据云平台的运行数据以及电网运行稳态监控和网络分析周期保存的数据断面进行筛选，分析数据断面的极大值、极小值、故障时刻、检修时刻和典型运行方式信息，获取仿真数据断面，包括极值断面和典型故障断面，作为仿真场景的数据基础；

52)根据用户选择的仿真时间主动推送仿真数据断面，仅推送历史时刻的仿真数据断面。

6)执行仿真培训演练；

基于用户给出的仿真培训方案制作演习教案，在演戏教案中调整电网发电负荷水平和电网初始运行方式适应用户给出的电网的初始运行方式，演习教案以文件形式存储于仿真场景中；依据演习教案进行仿真培训。

7)培训评估结束后释放仿真场景资源。

71)培训结束后，统计学员操作事件，分析判断学员操作，检查并记录操作流程是否符合设定标准，如是否满足五防规范，如果不满足设定标准，则评估系统判定为错误操作，并根据设定情况给予扣分；

72)确认仿真场景不再使用后，由创建场景的用户确认释放仿真场景的计算资源和存储资源。

若用户在步骤2)中选择组合式调控业务培训模拟的仿真场景，则在步骤5)之后提供仿真业务选择，将生产运行环境核心业务启动为热备用状态，生产运行环境核心业务包括自动发电控制、自动电压控制、综合智能告警、二次设备在线监视与分析、调度计划、负荷曲线仿真，实现仿真业务的按需组合、动态创建，利用容器的弹性伸缩管理进行仿真场景资源的弹性扩充，构建多业务仿真场景；有效提高培训系统仿真分析的真实性、正确性，提高各级调度培训系统的实用化水平。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)针对不同用户设置相应场景权限，用户登陆时判断用户是否具备场景创建权限；

2)将仿真场景类型分为调度员培训模拟、监控员培训模拟、组合式调控业务培训模拟、联合反事故演习和多学员分组培训比武演练，具备场景创建权限的用户根据需要选择仿真场景类型，加载相应的仿真场景创建界面；

3)进行仿真场景的动态创建与服务器仿真场景资源分配；

4)用户通过选择区域电网、省级电网或地级电网的组合形成仿真区域，同时选择仿真时间；基于用户选择的仿真区域与仿真时间从模型数据云平台获取相应仿真区域模型；

5)基于用户选择的仿真区域与仿真时间从运行数据云平台推送仿真数据断面；

6)执行仿真培训演练；

7)培训评估结束后释放仿真场景资源。

2.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤1)针对不同用户设置相应场景权限具体为：根据用户登录时选择的用户角色分配权限，其中，所述用户角色包括教员、学员、群主和群成员，教员和群主的用户角色具备场景创建权限，学员和群成员的用户角色不具备场景创建权限。

3.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤2)仿真场景类型具体为：

所述调度员培训模拟为调度业务培训，调度员培训模拟场景提供的功能包括电力系统稳态仿真、电力系统动态仿真、继电保护和安全自动装置仿真以及数据采集仿真；

所述监控员培训模拟为监控业务培训，监控员培训模拟场景提供的功能包括一二次设备机理及运行状态仿真、监控员分相潮流及继电保护仿真、监控员控制操作与监视仿真、一二次设备及故障缺陷三维全方位操作与展示；

所述组合式调控业务培训模拟为构建与生产运行环境核心业务一致的仿真环境；

所述联合反事故演习为上下级协同演练，推送同一数据断面供不同参演单位进行演习；

所述多学员分组培训比武演练构建针对多学员的培训考核模式，根据用户创建的仿真环境，基于容器虚拟化技术模拟多份相同的仿真场景，供多学员同时进行培训仿真演练。

4.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，若用户选择组合式调控业务培训模拟的仿真场景，则在步骤5)之后提供仿真业务选择，将生产运行环境核心业务启动为热备用状态，生产运行环境核心业务包括自动发电控制、自动电压控制、综合智能告警、二次设备在线监视与分析、调度计划，实现仿真业务的按需组合、动态创建，利用容器的弹性伸缩管理进行仿真场景资源的弹性扩充，构建多业务仿真场景。

5.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：

31)为每个仿真场景设定唯一标识；

32)调用容器管理器部署仿真场景，根据资源使用情况选择资源空闲的服务器节点启动容器，根据步骤2)用户选择的仿真场景类型在容器中启动服务，调度员培训模拟启动潮流计算服务、自动装置仿真服务、保护仿真服务、频率仿真服务；监控员培训模拟在调度员培训模拟基础上启动变电站仿真服务、变电站三维仿真服务，组合式调控业务培训模拟在调度员培训模拟基础上开放生产运行环境核心业务接入接口服务和负荷曲线仿真服务；联合反事故演习在调度员培训模拟基础上开放下级单位接入仿真场景接口；多学员分组培训比武演练在调度员培训模拟基础上开放仿真场景镜像服务。

6.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：根据用户选择仿真区域与仿真时间从模型数据云中抽取相应时间点的仿真区域模型，其中仿真时间为历史时刻或未来时刻，分别对应历史仿真区域模型和未来仿真区域模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤5)具体为：

51)对运行数据云平台的运行数据以及电网运行稳态监控和网络分析周期保存的数据断面进行筛选，分析数据断面的极大值、极小值、故障时刻、检修时刻和典型运行方式信息，获取仿真数据断面，包括极值断面和典型故障断面，作为仿真场景的数据基础；

52)根据用户选择的仿真时间主动推送仿真数据断面，仅推送历史时刻的仿真数据断面。

8.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤6)具体为:基于用户给出的仿真培训方案制作演习教案，在演戏教案中调整电网发电负荷水平和电网初始运行方式以适应用户给出的电网的初始运行方式，演习教案以文件形式存储于仿真场景中；依据演习教案进行仿真培训。

9.根据权利要求1所述的一种基于多场景应用的电网仿真培训方法，其特征在于，所述步骤7)具体步骤为:

71)培训结束后，统计学员操作事件，分析判断学员操作，检查并记录操作流程是否符合设定标准，如果不满足设定标准，则评估系统判定为错误操作，并根据设定情况给予扣分；

72)确认仿真场景不再使用后，由创建场景的用户确认释放仿真场景的计算资源和存储资源。