CN201707828U - 高压直流系统事故异常演练系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流系统故障异常演练系统，包括输入模块、控制处理模块和显示模块；所述控制处理模块与所述输入模块相连接，所述输入模块接收用户的指令，并将指令传送至控制处理模块；所述控制处理模块根据用户的指令对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改对应的二维电气接线界面，并对事故异常预案进行控制处理；所述显示模块与所述控制处理模块相连接，对模型构建及事故异常预案处理的过程进行同步显示。本实用新型可对不同厂站的高压直流系统或交流系统的事故异常进行预案演练，通用性强。

Description

高压直流系统事故异常演练系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种高压直流系统事故异常演练系统。

背景技术

在电力行业中，维护电力系统安全可靠地运行是日常工作的重点。由于对常见故障及突发事件处理的好坏将直接关系到电力系统的运行和安全，在平时进行演练，可以提高电力行业相关人员对突发事件的处理能力。

目前，尚无应用于高压直流系统换流站的虚拟现实事故异常演练系统。相对于变电站来说，换流站设备繁复，同等效果下虚拟现实化的数据量庞大，因此虽早先应用于电力行业变电站的虚拟仿真系统能够实时模拟站内设备的各种过程，可对电力系统中的故障及突发事件进行预案演练，仍无法适应换流站虚拟现实预案演练的需要。同时，早先应用于电力行业变电站的虚拟仿真系统普遍需要购置专用的图形工作站支持运行，对计算机硬件要求较高，且演练时均为单机方式，不支持多人联机处理事故异常，无法考察团队协作能力。特别的，早先的虚拟仿真系统都是各厂站自行定制，其出发点只是关注本厂站当前的情况，站内设备的类型、数目、位置、关系和预案的设置点均从程序上进行固化，不仅无法作为通用平台推广到其它厂站中，而且一旦本厂站的设备进行扩建或者出现新的隐患，演练系统必须进行升级才能使用，对外委方依赖程度较高，而且既不经济也不便于更新和继承。

实用新型内容

本实用新型实施例提出一种高压直流系统事故异常演练系统，可对不同厂站的高压直流系统或交流系统的事故异常进行预案演练，通用性强。

本实用新型实施例提供一种高压直流系统事故异常演练系统，包括输入模块、控制处理模块和显示模块；

所述控制处理模块与所述输入模块相连接，所述输入模块接收用户的指令，并将指令传送至控制处理模块；所述控制处理模块根据用户的指令对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改与三维场景对应的二维电气接线界面，并对事故异常预案进行控制处理；

所述显示模块与所述控制处理模块相连接，对模型构建及事故异常预案处理的过程进行同步显示。

进一步的，所述控制处理模块包括模型构建单元、存储单元和预案处理单元。其中，所述模型构建单元对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改与三维场景对应的二维电气接线界面，并对设备间的逻辑关系、事故异常的激活及消除进行编辑；所述存储单元用于保存设备三维模型、位置、对应二维电气接线界面、设备间逻辑关系、事故异常激活与消除设计信息；所述预案处理单元根据用户的指令及预设的设备逻辑关系和事故异常激活与消除设计对事故异常预案进行控制处理。所述存储单元分别与所述模型构建单元、预案处理单元相连接。

更进一步的，所述演练系统还设有通信模块、录像回放模块和考核评分模块，所述通信模块与所述控制处理模块相连接，且所述通信模块通过通信网络与远程计算机相连接。所述录像回放模块、考核评分模块分别与所述控制处理模块相连接。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统，可对高压直流系统或交流系统的事故异常进行预案演练，并能按照各种方案的要求对各类操作人员进行培训，提高了电力行业相关人员对突发事件的处理能力。本实用新型设有功能强大的地图编辑器、逻辑编辑器和界面编辑器，可以实现不同高压直流系统或交流系统的虚拟场景编辑和设备逻辑关系、预案的编辑工作，可作为通用平台应用到不同厂站中，通用性强。该演练系统还可以通过通信网络与客户端计算机进行信息交互，用户利用计算机和网络即可方便快捷地登录演练系统进行预案演练，不受时间、地域的限制，且支持多人联机处理预设的事故异常。

附图说明

图1是本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的模型构建单元的结构示意图；

图3是本实用新型提供的设备逻辑关系的一个实施例的示意图；

图4是本实用新型提供的火灾预案的一个实施例的示意图；

图5是本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统的第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统的第一实施例的结构示意图。该演练系统具体包括：输入模块1、控制处理模块2、显示模块3、语音模块4、通信模块5、录像回放模块6和考核计分模块7。具体如下：

输入模块1与控制处理模块2相连接，输入模块1用于接收用户的指令，并将指令传送至控制处理模块2。具体实施时，用户可以通过键盘、鼠标、触摸屏、手写笔等输入装置向控制处理模块2发送控制指令。

控制处理模块2接收用户的指令，根据用户的指令对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改与三维场景对应的二维电气接线界面，并对事故异常预案进行控制处理。如图1所示，控制处理模块2中设有模型构建单元21、存储单元22和预案处理单元23，其中：模型构建单元21用于对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改对应的二维电气接线界面，并对设备间的逻辑关系、事故异常的激活及消除进行编辑；存储单元22用于保存设备三维模型、数目、位置、对应二维电气接线界面、设备间逻辑关系、事故异常激活与消除设计信息；预案处理单元23用于根据用户的指令及预设的设备逻辑关系和事故异常激活与消除设计对事故异常预案进行控制处理。模型构建单元21与输入模块1相连接；存储单元22分别与模型构建单元21、预案处理单元23相连接；且所述预案处理单元23还与与输入模块1相连接。

显示模块3和语音模块4分别与控制处理模块2相连接，其中：显示模块3用于对模型构建及事故异常预案处理的过程进行同步显示，语音模块4用于对模型构建及事故异常预案处理过程中的语音提示进行播放。

具体的，如图2所示，该模型构建单元21进一步包括：地图编辑器211、关系编辑器212和界面编辑器213。如下：

地图编辑器211用于对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置。例如，构建火灾、喷水、开关、刀闸、地刀、滤波器、换流阀、冷却及消防系统等设备模型，布置它们在场景中的位置，为上述设备命名和赋予初值。具体实施时，地图编辑器211既可以创建新的设备模块，还直接从存储单元22中导入预先建好的设备模型，再进行二次编辑。

关系编辑器212用于编辑高压直流系统或交流系统的设备间的逻辑关系，并对事故异常的激活及消除进行设计。包括：根据站内设备的类型、数目，按各种设备的命名和初值，采用与、或、非(即AND、OR、NOT)、异或等表示各设备间的逻辑关系，以实现各设备间的逻辑功能；并采用delay模块配合设计事故异常的激活及消除。如图3所示，是高压直流系统中的设备逻辑关系的一个实施例，其中1001、1002、1003、1004、1005、1006用于表示开关、刀闸等设备，当设备1001～1005均满足条件(逻辑与)时设备1006许可动作，即设备1001～1005是设备1006的联锁条件。具体实施时，用户可根据实际需要预先设定各设备间的逻辑关系，并确定事故异常预案的设置点。关系编辑器212采用与、或、非、异或等对设备间的复杂逻辑关系进行编辑，涉及的逻辑关系包括物理的(例如开关与刀闸的直接关系)、间接的(例如机柜的关系操作)、虚拟的(例如工作站图形界面与实际中的对应逻辑关系编辑)关系，这些逻辑关系可以是连锁的，也可以是延时的，触发的类型多样。

界面编辑器213用于编辑与三维场景对应的二维电气接线界面。

本实施例的模型构建单元21可动态地编辑、修改场景，具有旋转设备、移动设备和连线等功能。具体实施时，当电力场站内设备需要更换可增删时，用户可通过模型构建单元21对设备间的联锁条件进行编辑，并对事故异常的激活及消除条件作出相应的调整。

本实用新型提供的演练系统设有功能强大的地图编辑器、逻辑编辑器和界面编辑器，在用户指令的控制下可以实现不同高压直流系统或交流系统的虚拟场景编辑和设备逻辑关系、预案的编辑工作，使得本实用新型可作为通用平台应用到不同厂站的高压直流系统或交流系统中，通用性强。

具体实施时，本实用新型可以对高压直流系统或交流系统中的事故异常进行预案演练，其流程为：接收用户发送的控制指令，启动相应的事故异常预案；并根据用户后续发送的指令及预设的设备逻辑关系和事故异常激活与消除设计，对事故异常预案进行控制处理，例如，对仿真信号进行处理，计算设备模型外加的电压或流经的电流；判断设备模型的状态是否发生变化，并将这种变化实时反映在设备模型中。下面通过两个实施例对本实用新型的预案演练过程进行详细描述。

例一，如图4所示，是火灾预案的一个实施例。其中：fire00对应高压直流系统中的火灾模型，119对应火灾监视系统模块，water00对应消防喷水模块，5012、5013为开关。具体实施时，当本实用新型的控制处理模块2接收到用户发送的预案开始指令后(例如用户按下F5键)，启动火灾预案。经过一定延时(采用delay模块，并对延时长短进行设定)，在本实用新型的显示模块3的界面上产生火灾效果，当fire00启动(状态由0变1)并经过一定延时(如图1所示的)后，根据预先设定的设备间的逻辑关系，开关5012、开关5013跳开，火灾监视系统119启动(状态由0变1)，在火灾监控系统119中产生火灾告警信号及事故音响，用于提示运行人员。此时，若预案处理单元23接收到用户发送的启动喷水系统的指令(即运行人员及时启动对应消防喷水系统water00)，则经一定延时后消除火灾(fire00状态由1变0)。

例二，11DL是一个电压等级为10kV的开关，并配有相关保护装置，系统中预先设定了11DL的联锁关系及动作条件。当控制处理模块2接收到用户发送的预案开始指令后(例如用户按下F2键)，启动预案，11DL突然跳开(通过信号显示或事故音响播放)，通常这种情况下意味着开关本身故障，或流过开关电流过大，且11DL跳开导致11DL下级所带负荷失电，情况比较紧急，应及时处理、恢复。若此时预案处理单元23接收到用户将11DL所带负荷转移给另外的回路或者开关，并及时对11DL进行隔离后安排检修的指令，则用户的做法正确。否则，根据预先设定的设备间的逻辑关系，部分设备只剩1路电源供电(一路为11DL所在回路供电)，导致设备供电可靠性降低，若另一路电源也出现故障将导致这些设备停电。

需要说明的是，本实用新型不仅可以对高压直流系统中的事故异常进行预案，还可以对其它的不包含直流输电系统的厂站的事故异常进行演练处理。例如，本实用新型通过构建交流输电系统的厂站模型，可对交流输电系统的事故异常进行演练处理。用户可以根据实际需要对各种事故异常预案进行编辑，上述仅以火灾预案模型、10kV开关故障模型为例对本实用新型的预案演练过程进行描述，本实用新型还可以对其它的事故异常预案进行演练。

本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统，可以对不同厂站的高压直流系统或交流系统的事故异常进行预案演练，并能按照各种方案的要求对各类操作人员进行培训，提高电力行业相关人员对突发事件的处理能力，从而提高高压直流系统运行的安全性。

更进一步的，如图1所示，本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统还可以设置通信模块5，其通过通信网络与远端计算机连接，所述演练系统通过所述通信模块5接收远端用户的控制指令，根据所述指令对事故异常预案进行控制处理，并支持多人联机处理预设的事故异常预案。具体的，如图5所示，高压直流系统事故异常演练系统可通过通信网络与多个客户端(如图5所示的客户端I、客户端II、客户端III、客户端N等)相连接。具体实施时，所述客户端可以是个人电脑(PC)，用户利用个人电脑和网络即可方便快捷地登录演练系统进行预案演练，并可多人联机处理预设的事故和异常，不受时间、地域的限制，且较之前应用于电力行业的虚拟现实项目对硬件要求有极大程度的降低，解除了之前演练只能在专门组建的培训室进行的限制，使得系统在硬件上具备了普及条件。

可选的，如图1所示，本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统还包括录像回放模块6，用于记录预案控制处理过程中的所有操作，并根据用户的指令回放所述预案控制处理过程。所述录像回放模块6与控制处理模块2相连接。

可选的，如图1所示，本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统还包括考核评分模块7，该考核评分模块7与控制处理模块2相连接，可对预案控制处理过程中的所有操作进行考核评分，分析查找用户在预案演练操作中的不足，从而达到良好的培训效果，提高人员岗位技能。

在具体实施当中，本实用新型实施例提供的高压直流系统事故异常演练系统，可以采用3D的方式声图并茂地显示高压直流系统的虚拟场景及预案演练过程，用户可以扮演不同的角色联机执行事故异常处理任务，增加演练系统的趣味性。

本实用新型提供的高压直流系统事故异常演练系统，可以对高压直流系统或交流系统的事故异常进行预案演练，并能按照各种方案的要求对各类操作人员进行培训，提高了电力行业相关人员对突发事件的处理能力。本实用新型设有功能强大的地图编辑器、逻辑编辑器和界面编辑器，可以实现不同高压直流系统或交流系统的虚拟场景编辑和设备逻辑关系、预案的编辑工作，可作为通用平台应用到不同厂站中，通用性强。该演练系统还可以通过通信网络与客户端计算机进行信息交互，用户利用计算机和网络即可方便快捷地登录演练系统进行预案演练，不受时间、地域的限制，且支持多人联机处理预设的事故异常。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，包括输入模块、控制处理模块和显示模块；

所述控制处理模块与所述输入模块相连接，所述输入模块接收用户的指令，并将指令传送至控制处理模块；所述控制处理模块根据用户的指令对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改与三维场景对应的二维电气接线界面，并对事故异常预案进行控制处理；

所述显示模块与所述控制处理模块相连接，对模型构建及事故异常预案处理的过程进行同步显示。

2.如权利要求1所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述演练系统还包括对模型构建及事故异常预案处理过程中的语音提示进行播放的语音模块；所述语音模块与所述控制处理模块相连接。

3.如权利要求2所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述控制处理模块包括对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置，同时配套修改与三维场景对应的二维电气接线界面，并对设备间的逻辑关系、事故异常的激活及消除进行编辑的模型构建单元；所述模型构建单元与所述输入模块相连接。

4.如权利要求3所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述模型构建单元包括对高压直流系统或交流系统的设备进行三维建模及布置的地图编辑器。

5.如权利要求4所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述模型构建单元还包括对各设备间的逻辑关系、事故异常的激活及消除进行编辑的关系编辑器。

6.如权利要求5所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述模型构建单元还包括用于编辑与三维场景对应的二维电气接线界面的界面编辑器。

7.如权利要求3或6所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述控制处理模块还包括用于保存设备三维模型、位置、对应二维电气接线界面、设备间逻辑关系、事故异常激活与消除设计信息的存储单元；所述存储单元与所述模型构建单元相连接。

8.如权利要求7所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述控制处理模块还包括根据用户的指令、预设的设备逻辑关系和事故异常激活与消除设计对事故异常预案进行控制处理的预案处理单元；所述预案处理单元分别与所述输入模块、存储单元相连接。

9.如权利要求8所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述演练系统还包括通信模块，所述通信模块与所述控制处理模块相连接，且所述通信模块通过通信网络与远程计算机相连接。

10.如权利要求9所述的高压直流系统事故异常演练系统，其特征在于，所述演练系统还包括录像回放模块及考核评分模块；

所述录像回放模块与所述控制处理模块相连接，对预案控制处理过程中的所有操作进行记录并回放；

所述考核评分模块与所述控制处理模块相连接，对预案控制处理过程中的所有操作进行考核评分。

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