電網(wǎng)調控一體化變電運維一體化聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)設計方案論證報告

1、.PAGE . 省電力公司電網(wǎng)調控一體化、變電運維一體化聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)方案論證報告省電力公司培訓中心2010年11月電網(wǎng)調控一體化、變電運維一體化聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)方案論證報告立項依據(jù)根據(jù)國家能源開展的指導思想，國家電網(wǎng)公司全面落實科學開展觀，明確了建立一強三優(yōu)現(xiàn)代公司的戰(zhàn)略開展目標。隨著我國電網(wǎng)的迅速開展，大量新設備、新技術得到迅速、廣泛的應用，對電網(wǎng)生產(chǎn)運行、維護人員素質提出了較高的要求。2010年，按照國網(wǎng)公司三集五大的要求，繼續(xù)深化大運行、大生產(chǎn)變革，將在管控模式研究、生產(chǎn)流程優(yōu)化、精益生產(chǎn)管理、完善標準體系等方面構建一級管控、兩級作業(yè)的矩陣式生產(chǎn)管理體系。為適應調控一體化、運維一體化

2、對人員技能培訓提出了更高的要求。因此，大力加強生產(chǎn)人員的技能培訓，在較短的時間培養(yǎng)一支適應新生產(chǎn)管理體系、專業(yè)知識豐富，操作技能熟練的高素質員工隊伍，保證電網(wǎng)平安穩(wěn)定、經(jīng)濟高效運行，順利適應電網(wǎng)生產(chǎn)管理新模式，是省電力公司當前及今后一段時期的重要而迫切的任務。正因如此，省電力公司培訓中心在已成功應用的變電仿真培訓系統(tǒng)的根底上，提前謀劃調控一體化、運維一體化仿真培訓系統(tǒng)建立工作，構建滿足電網(wǎng)培訓需要的現(xiàn)代仿真培訓體系。本工程所開發(fā)的仿真培訓系統(tǒng)順應生產(chǎn)管理體系變革的形勢要求，能夠快速、高效使電網(wǎng)現(xiàn)有的大量相關專業(yè)人員在較短的時間掌握新的生產(chǎn)管理模式下所需要的生產(chǎn)運行技能，在保障電網(wǎng)平安運行的同時

3、，有力的保障了生產(chǎn)管理變革的順利實施，為大運行、大生產(chǎn)的成功運營提供堅強的人才保障和智力支持。工程研究容1參考IEEE1516系列標準，研究和開發(fā)電網(wǎng)仿真、調控一體仿真、變電運維一體仿真應用即插即用的、具有時間協(xié)同功能、支持全景全維度仿真的運行支撐平臺；2研究和開發(fā)基于仿真支撐平臺的電網(wǎng)、調控一體、變電運維一體的分布式仿真技術；3研究實用于調控一體、運維一體運行模式的監(jiān)視信息標準化及信息分類標準化問題，基于信息標準化技術研究一、二次設備組件建模仿真技術；4研究二次設備及二次回路精細化仿真建模的技術，采用可視化、組件化、自定義、圖庫模一體化等建模技術，建立與現(xiàn)場配置完全一致的二次裝置模型，實現(xiàn)完

4、整逼真的二次設備邏輯、信號模擬功能以及故障、異常模擬功能5研究和開發(fā)基于二次設備及二次回路精細化仿真及建模技術的調控一體、變電運維一體仿真子系統(tǒng)；6基于仿真支撐平臺技術，研究和開發(fā)一個典型地級電網(wǎng)、地級調控中心、變電站運維中心仿真系統(tǒng)。技術方案調控中心、變電運維操作一體化仿真培訓系統(tǒng)將開發(fā)完成地級電網(wǎng)仿真、調控一體化仿真、變電站運維一體化仿真于一體的綜合仿真培訓系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠正確地反映調控中心、電網(wǎng)、變電站之間相互作用、相互影響，實現(xiàn)對調度人員、監(jiān)控人員以及變電運行人員、維護人員進展全方位、全過程、全場景的仿真培訓，可以滿足調控一體運行人員，變電運維人員的技能培訓、技術比武及聯(lián)合反事故演習的需

5、求。本系統(tǒng)將在原220kV集控站仿真根底上根據(jù)省地區(qū)電網(wǎng)的特點，構建一個虛擬的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)作為仿真系統(tǒng)監(jiān)控的對象，通過電力系統(tǒng)模擬計算程序正確地模擬電網(wǎng)正常、異常、故障狀態(tài)下的運行情況，實現(xiàn)對地調電網(wǎng)的仿真。變電站運維中心將在原220kV集控站仿真根底上升級1個典型220kV運維變電站，1個典型110kV運維變電站及1個35kV運維變電站作為運維操作巡視詳細仿真對象，以實現(xiàn)對220kV、110kV及35kV變電運維工種的培訓。系統(tǒng)不但對地級電網(wǎng)的一二次設備、調控一體化系統(tǒng)、變電運維一體化系統(tǒng)以及變電站進展全面仿真，而且對調控一體、變電站運維一體的工作流程進展全過程、全場景再現(xiàn)。系統(tǒng)具體開發(fā)的容

6、如下:1、電網(wǎng)仿真培訓系統(tǒng)完整的電網(wǎng)仿真系統(tǒng)是調控一體化仿真及運維一體化仿真系統(tǒng)開展的根底。該系統(tǒng)將根據(jù)省電網(wǎng)的特點對原220kV集控站仿真系統(tǒng)進展升級構建虛擬地區(qū)電網(wǎng)為根本電網(wǎng)框架、電源點和負荷點、外部電網(wǎng)、聯(lián)絡線、保護和自動裝置等為仿真對象實現(xiàn)基于物理機理的一體化實時仿真。為了保證電網(wǎng)仿真的真實性，除了需要對在電網(wǎng)仿真層面上對地區(qū)電網(wǎng)一次設備進展詳細仿真外，還需要對與之電氣相連的外網(wǎng)作較詳細的模擬。雖然外網(wǎng)狀態(tài)的管理不是本網(wǎng)運行人員的職責，但是從電網(wǎng)電氣上看，外網(wǎng)故障會涉及本網(wǎng)，本網(wǎng)操作也可能影響外網(wǎng)。在電氣計算上不模擬外網(wǎng)，不計外網(wǎng)的發(fā)電、負荷與網(wǎng)絡，會導致本網(wǎng)計算結果失真。電網(wǎng)仿真培訓

7、系統(tǒng)不僅能夠真實再現(xiàn)仿真變電站的一次設備操作、一次設備故障時的動態(tài)行為，也能夠正確反映整個電網(wǎng)設備操作和發(fā)生故障時對仿真變電站的影響。電磁暫態(tài)、機電暫態(tài)一體化的電網(wǎng)仿真能夠為變電站仿真系統(tǒng)提供正常正確的正常電流、電壓及故障時電流、電壓，不僅能夠提供工頻電氣量，也能夠提供非周期和高頻分量以及其快速的動態(tài)過程。同時，對與仿真變電站相連的整個電網(wǎng)繼電保護、自動裝置進展了仿真。2、地區(qū)調控中心仿真系統(tǒng)本系統(tǒng)將從運行、監(jiān)視、操作、平安等方面全圍、全過程、全場景仿真地區(qū)調控中心調控一體化系統(tǒng)，同時具備仿真調控一體化系統(tǒng)的五防系統(tǒng)、統(tǒng)計、歷史數(shù)據(jù)信息保存檢索、報表處理和事故追憶等應用功能。實現(xiàn)對調度員、監(jiān)控

8、員、監(jiān)控分析員以及綜合通信調度員的日常監(jiān)控訓練、正常操作訓練、事故處理訓練等。仿真圍：根據(jù)電網(wǎng)的特點組建一個典型地區(qū)電網(wǎng)的根本電網(wǎng)框架、電源點和負荷點、外部電網(wǎng)、聯(lián)絡線、保護和自動裝置等為仿真對象實現(xiàn)基于物理機理的一體化實時仿真，仿真調控圍的所有設備的電力流及信息流。仿真對象包括設備前置機、值班員工作站、通道柜等仿真、監(jiān)控系統(tǒng)功能仿真和人機界面風格的仿真，其仿真調控系統(tǒng)兼顧應用廣泛的多種系統(tǒng)界面，并可根據(jù)需要增加新的類型的系統(tǒng)界面。3、變電運維仿真系統(tǒng)根據(jù)調控一體化與變電運維一體化聯(lián)合仿真設計原則，擬在相應地區(qū)調控中心所管轄圍對典型變電站進展仿真，以滿足變電運維人員的培訓需要。隨著調控一體化、

9、運維一體化建立的實施，要求變電運維人員不但應掌握原變電運行人員所應掌握的工作技術，還應掌握原變電檢修工種的局部工作技能，為滿足一崗多能人才隊伍建立要求，仿真中心應配備相應齊備的仿真培訓系統(tǒng)。仿真圍：擬對地區(qū)調控中心管轄圍的原220kV集控站仿真系統(tǒng)中的1個220kV變電站、1個110kV變電站以及1個35kV變電站進展升級，并詳細仿真。仿真容包括變電站變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、高壓熔斷器、避雷器、阻波器、結合濾波器、電容器、電抗器、進出線等及其相關的二次控制、保護、信號及測量回路，變電站站用電系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、五防系統(tǒng)及平安用具等仿真。變電運維仿真培訓功能對變電站一二次設備及綜合自動化系

10、統(tǒng)進展全圍建模仿真，具體包括變電站的一次系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、量測系統(tǒng)、交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、繼電保護與自動裝置和綜合自動化系統(tǒng)的詳細模型，而且考慮變電站仿真詳細模型對電網(wǎng)仿真抽象模型的影響。運維仿真的功能定位為：1仿真變電站日常運行維護工作流程及具體工作，能充分滿足變電站運維人員在變電站正常巡視、操作全過程及變電站異常處理、事故處理及常規(guī)檢修培訓；2仿真變電站常規(guī)檢修的工作流程及工作方法；3仿真變電站常規(guī)試驗的工作流程及工作方法；4仿真變電站平安生產(chǎn)規(guī)程規(guī)定及深層原因。預期目標和成果形式(一)預期目標本工程將建立一個全方位、全過程、全場景的高逼真度、交互式的調控一體、變電站運維一體的生產(chǎn)培訓模擬環(huán)境

11、，容覆蓋電網(wǎng)的生產(chǎn)運行、維護等領域，將為調控中心的調度員、監(jiān)控員、巡視員以及變電站運行、維護人員提供一個形象更逼真、使用更方便的現(xiàn)代化培訓工具，為南網(wǎng)的生產(chǎn)管理體系的變革提供的有力人才保障。具體成果：完成調控中心、變電運維操作一體化仿真培訓系統(tǒng)的設計方案；開發(fā)完成一套包括地級電網(wǎng)仿真、調控一體化仿真、變電站運維一體化仿真于一體的綜合仿真培訓系統(tǒng)；建立調控一體實訓室和變電站運維一體實訓室;完成調控一體運行人員以及變電站運維一體運行人員的技能培訓體系建立;(二) 成果提供形式以上容將采用全數(shù)字化仿真軟件形式現(xiàn)實，該系統(tǒng)采用如下形式提供：電網(wǎng)調控一體化、變電運維一體化聯(lián)合仿真培訓系統(tǒng)關鍵技術的研究報

12、告；一套典型地區(qū)調控一體、運維一體化仿真培訓系統(tǒng)；整個系統(tǒng)的全套設計、實驗、測試文檔；用光盤介質方式提供完整的可安裝的可執(zhí)行代碼；用戶的使用、維護手冊。合作單位或依托工程單位落實情況目前省電力公司培訓中心已和中國電力科學研究院達成了合作意向，雙方就本工程的關鍵技術進展了前期調研并制定了初步方案。中國電力科學研究院擁有一批長期從事電力系統(tǒng)研究的專家和科研人員，他們在電力系統(tǒng)電網(wǎng)仿真、變電站仿真、集控站仿真以及電網(wǎng)變電聯(lián)合培訓仿真等方面具有堅實的理論根底和豐富的實踐經(jīng)歷。其中多項研究成果獲得國家電網(wǎng)公司科技進步獎、中國電力科學研究院科技進步獎等獎項。中國電力科學研究院先后完成了多項相關重大的科技工

13、程和工程效勞工程，成功開發(fā)并實施了近百套電網(wǎng)培訓仿真系統(tǒng)、一百五十多套變電站培訓仿真系統(tǒng)，在培訓仿真平臺技術、多媒體、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字模擬接口等方面有著全面、深厚、多層次的技術和人才積累。同時中國電力科學研究院擁有充足、先進的計算機硬件與軟件研發(fā)環(huán)境，能夠滿足本工程所需的開發(fā)和實驗的要求。投資方案根據(jù)省電力公司調控一體化及運維一體化推廣及開展人材需求的特點，系統(tǒng)將參照省地區(qū)電網(wǎng)的特點，開發(fā)一套虛擬調控一體化真系統(tǒng)，以實現(xiàn)對相關人員的培訓需求。具體預算如下：預算支出科目金額萬元計算根據(jù)及理由地級電網(wǎng)仿真升級15調控及運維系統(tǒng)所依托的虛擬電網(wǎng)系統(tǒng)調控中心仿真30調控一體化工作人員工作點，用于參調控一體化相關人員的培訓220kV變電站仿真升級25用于220kV變電運維人員的操作巡視培訓220kV變電站常規(guī)檢修(C,D 檢修)仿真子系統(tǒng)35用于220kV變電運維人員的常規(guī)檢修培訓220kV變電站常規(guī)試驗仿真子系統(tǒng)30用于220kV變電運維人員的常規(guī)檢修培訓110kV變電站仿真升級20用于110kV變電運維人員的操作巡視培訓110kV變電站常規(guī)檢修(C,D 檢修)仿真子系統(tǒng)25用于110kV變電運維人員的常規(guī)檢修培訓110kV變電站常規(guī)試驗仿真