DTS系统在地区调度培训中的应用

DTS系统在地区调度培训中的应用

赵志辰 王津 河北省衡水供电公司 (053000)

 

1　概述

衡水电网调度员培训仿真系统(DTS)是由我公司与清华大学共同研制开发的，主要应用于调度员培训、电网安全稳定经济分析、事故重演和分析、运行计划研究和制订、电力系统调度自动化的教学和科研等目的。

2　系统结构和典型配置

(1)硬件配置：采用PIII450微机，128M内存，9G硬盘，21寸显示器，可以满足目前衡水电网调度仿真培训方面的主要性能指标的要求，系统硬件节点可以扩充。

(2)软件配置：系统的整个软件按层次结构组织，每层软件均为模块化结构。

(3)系统软件：教员台/学员台均采用Windows NT操作系统。

(4)支持软件：采用数据图形一体化支撑环境，从而可以采用统一的数据、图形、符号规范标准对数据库、画面进行维护。

(5)应用开发工具和编程语言采用标准的VISUAL、C++语言和FORTRAN语言。

3　系统功能简介

学员台模拟了控制中心的EMS功能，教员台则负责实现仿真支持：教案的制作与管理、仿真过程控制、事件处理器、仿真时钟、电力系统模型、远动系统模型以及仿真运行评估等功能。

在教员台上，电力系统仿真服务器负责对电力系统进行仿真，各种仿真功能的时间均严格统一在仿真时钟下。DTS启动初始化时，可在教案库中指定某一教案作为电力系统的运行工况，而电力系统模型按照指定在教案初始条件中的负荷/发电曲线以及指定在事件表中的操作事件等运行工况来运行。各种教案由教案制作与管理模块统一制作和管理，可直接取用EMS的实时状态估计结果作为在线教案。在线教案全部保存在教案库里统一管理，能够自动生成丰富的真实的教案以满足各种仿真研究的应用要求。在仿真运行过程中，可以通过教员操作台实时地对电力系统模型进行各种操作和事件设置，来灵活地改变电力系统的运行工况。

(1)教案制作、管理与使用：

①教案的组成：

一个完整的教案应包含如下内容：

全网的断路器/隔离开关初始状态；

全网的变压器分接头初始位置；

全网的发电机一天24点整点的有功、无功出力；

全网的负荷一天24点整点的有功、无功负载；

系统初始频率；

事件表。

②教案的生成：教案可以由两种生成方式：利用在线的EMS每15分钟自动为DTS生成一个完整的在线教案，也可以利用离线EMS针对某一历史断面，生成DTS的在线教案。

(2)稳态仿真：

可以方便地用鼠标点选断路器、线路、母线、变压器、发电机等，对故障相位、类型、时延以及事件源、动作时间等进行设置。主要包括：

①断路器/隔离开关变位操作。

②旁路断路器保护的切换。

③设备状态切换：

设备状态切换实现的功能是把设备从停运状态切换到检修态，或从检修态切换到停运备用态。

④发电机调节：

发电机调节完成对发电机的输出功率和电压等的设置。

⑤负荷调节：

负荷调节完成负荷的有功、无功等设置。

(3)动态仿真：

系统进入动态以后，除了能继续进行以上扰动设置以外，还能进行切机/切负荷，打开/闭合断路器等操作。动态过程中同时考虑继电保护功能，继电保护的状态可手动投入/退出。如果动态过程中发生失稳事件，系统将在继续积分一段时间(8.0s)后自动转入稳态，即扰动前的初态，同时也可以采用手工中止动态的办法来返回扰动前的初态。如果动态过程中系统逐渐稳定，在满足一定条件以后(发电机频率基本相同)，动态会自动转入稳态。

动态过程中我们有几种辅助手段来观察系统状态。首先在厂站单线图中可以动态刷新显示线路潮流和节点电压，或者可以选择显示三相或三序电流。在实时曲线中有两种曲线与动态过有关：摇摆曲线和动态定置曲线。前者显示所有发电机的功角曲线，后者显示动态前预设好的动态电量曲线，包括发电机状态量，节点电压/频率和线路潮流等等。

(4)二次设备模拟：二次设备包括自动装置和继电保护装置，两者在稳态仿真和动态仿真中都得到模拟。其中自动装置在稳态仿真和动态仿真中的模拟方式一致，继电保护装置在稳态仿真中依据逻辑判据，在动态仿真中作定值比较。

①自动装置的设置与查询：

可以查询每个变电所的自动装置，并进行修改。

自动装置从物理逻辑上由层次模型构成，各环节的状态和参数可通过工具方便地进行修改。

②继电保护模拟运行：继电保护仿真分为两个部分：逻辑模拟和定值模拟。逻辑模拟用于电力系统稳态仿真，在系统发生故障情况下根据电力系统继电保护运行策略模拟继电保护装置的动作情况；定值模拟则适用于电力系统动态仿真，根据系统发生故障情况下系统中各电气量的变化并判别继电保护装置是否满足定值条件来驱动继电保护动作，此模拟更接近实际电力系统的运行情况。

(5)远动模型：

①设置遥测数据：可对遥测数据的随机误差均方差、量程变化系数、遥测零漂、死区传送带宽等进行设置，并可实现人工置数和取反。

②设置遥信状态位：对遥信状态位进行设置。

③设置RTU状态位：对RTU的遥测量或遥信量、运行状态和数据状态进行设置。

④设置通道状态位：对相关量测量的通道进行设置。

(6)仿真范围：

所管辖电网内各电压等级的输电线路、发电机、变压器、负荷、母线、断路器、隔离开关、消弧线圈、电容器、电抗器、安全自动装置、继电保护、远动系统、SCADA/AGC/EMS等。

(7)仿真运行评估：一方面，利用EMS高级应用软件功能，采集电力系统模型的状态进行电网的安全经济运行评估，包括研究状态潮流、安全经济评估、校正对策分析、自动故障选择、灵敏度分析、最优潮流、电压稳定分析、暂态稳定分析等。另一方面，可以实现培训评估：报告系统的功率、电压、电流和频率越限的情况、失电情况、网损情况等，以供教员在评估学员水平时参考，并提供新颖的培训评估打分功能。教员可根据培训教案的难易确定基准分，计算机根据培训过程中电网运行的误操作情况、供电可靠性、安全性、电能质量、经济性等几个方面的调度失误自动分类打分，并由系统根据预先设定的每一项的难度系数和扣分情况自动计算学员的总成绩，最后给出评估报告。

4　结束语

该系统自投入运行以来，以其灵活多样的培训方式和良好的培训效果受到调度、运行、继电保护和变电所值班人员的一致认可和好评。在不久前冀南电网组织的调度技能大赛中，我公司一举荣获团体第二。我们有理由相信，在未来电网调度培训过程中，DTS系统必将发挥更重要的作用，使其更好地为电网的安全、稳定、经济运行服务。