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摘要：结合电网调度员培训仿真系统的实施，阐述和分析了系统的体系结构、特色功能及其在反事故演习、调度员培训等方面的应用，并就后期维护进行了简要介绍。研究发现该系统的实施切实提高了电网的安全运行水平。
关键词：电力系统；反事故演习；调度员培训仿真系统
1 引言
调度员培训仿真系统（简称DTS）是一套计算机系统，它按被仿真的实际电力系统的数学模型，模拟各种调度操作和故障后的系统工况，并将这些信息送到电力系统控制中心的模型内，为调度员提供一个逼真的培训环境，以达到既不影响实际电力系统的运行而又培训调度员的目的，培训了调度员在正常状态下的操作能力和事故状态下的快速反应能力，也可用做电网调度运行人员分析电网运行的工具。
随着电力系统的迅速发展，电网规模不断扩大，调度控制变得越来越复杂，对调控运行人员的水平和事故处理能力的要求也越来越高。DTS系统的出现实现了以科学技术手段提高调度员调度运行水平和事故处理能力。
2 调度员培训仿真系统体系构成
调度员培训仿真系统有三个基本组成部分，即电网仿真子系统、SCADA/EMS仿真子系统和教员控制子系统。第一部分是DTS对电力系统的仿真（动态仿真包括部分动力系统），再现电网工况；第二部分是对调度自动化系统的仿真，再现调度员工作环境；第三部分是DTS的培训支持功能，包含完成培训所具备的监视、控制和分析功能。
一次系统有三套仿真模型，一是电力系统稳态仿真模型，把发电机看成无机电过程但可静态变化的电源，进行多平衡节点的动态潮流计算，在考虑发电机调速器和负荷频率效应基础上进行频率计算，稳态仿真又称静态仿真；二是电力系统故障仿真模型，在静态仿真的基础上，再考虑故障瞬间的电磁暂态过程，计算短路电流分布，作为继电保护动作的判据；三是电力系统动态仿真，考虑电力元件的动态特性，考虑机电暂态过程和锅炉等部分动力系统的影响，进行时域积分法仿真计算。动态仿真有两种实现方法，一种方法是没有故障时，进行潮流计算，有故障时，进行稳定计算，另一种方法是全部基于积分求解的短期、中期和长期的全过程动态仿真，短中长期的划分由各种电力系统现象的持续时间和电力系统控制系统的时间常数的不同决定。
二次系统中的继电保护仿真也有三种实现方法，一是早期DTS的逻辑判别法，速度快，保护参数的维护工作量小，但要求厂站主接线比较标准，比较适合于网省调；二是后期DTS的定值判别法，结果准确，可与实际情况校核，但速度稍慢，保护参数的维护工作量很大，比较适合于地调；三是做教案时先离线算好保护的动作结果，这样培训时，速度很快，但灵活性差。目前还有一种做法是选出电网中的一部分用定值判断，其余用逻辑判断，这种做法的主要问题是两种判断方法的协调。二次系统中的安全自动装置仿真一般采用模型拼装和决策表比较。一些反映动态响应的自动装置如PSS、励磁系统、失步解列和振荡解列等在动态仿真中电源控制系统模型中考虑，这里主要指反映稳态量的一些装置如低频减载、低压减载、解列装置、连切装置和备自投等。
3 DTS系统功能特色
DTS仿真系统保证给调度员身临其境的真实感和现场感，该功能与在线SCADA/EMS完全一样，只不过处理的是DTS的仿真数据。包括监视、处理、计算、统计。SCADA功能和调度员潮流等网络分析功能，网省调还包括AGC功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该子系统的实现方式有两种，一是改造原SCADA/EMS系统，使其在保证SCADA/EMS功能的前提下适应DTS的要求；二是开发一套简单的SCADA/EMS系统，前者可以给调度员创造一个真实的环境，后者实现简单但做到完全真实有一定困难。
4 DTS系统应用
教员控制子系统包括教员对DTS系统的控制功能、教员对仿真电网的控制功能以及教员充当下级调度/厂站值班员的操作功能。教员对DTS的控制功能由培训前准备教案、培训中操作控制和培训后评估三部分组成，培训教案包括启动仿真所选的最初的运行方式（开关刀闸状态、负荷、出力、变压器抽头位置以及保护装置的投退状态）、仿真系统运行的系统负荷曲线和培训时的电网将发生的事故。从在线系统取实时数据生成培训教案是最有效的方式。培训中操作控制包括启动、结束、暂停、恢复、回退、快照、统计和报警等。培训后评估目前功能不是很强，主要有下面一些做法：① 教员根据记录的学员调频调压和电气操作，借助快照回顾功能，作出定性评估。② 将一些典型题目的答案存在教员台，把学员的处理过程与标准答案比较，并根据学员处理引起的停电、失电量、失负荷量以及越限等情况，给出定量的分数。
教员对仿真电网的控制功能主要是设置电网故障，故障来源有培训前教案、教员临时在厂站图系统图上增加的故障、学员错误操作引起的故障和特定条件引起的故障等。
教员充当下级调度/厂站值班员的操作功能包括基本操作指令的模拟和误操作的模拟，基本操作指令如开关的分合、刀闸的投切、负荷出力的调节、保护和自动装置的操作等，误操作模拟包括带负荷拉合刀闸、带电合地刀、带地刀合闸和非同期并列等。
从广义看，DTS的功能还包括其支持平台所提供的功能，如曲线、棒图等数据表现形式，为DTS提供研究态和实时态，DTS可仿真历史的电网和规划的电网等。
5 系统运行与维护
随着对电力系统高级应用软件四个基本模块实用化考核的开展，电网主站强厂站弱，高级应用软件成空中楼阁的局面有所改观，量测越来越准，参数越来越齐全，为DTS的实施奠定了基础。由于DTS处于SCADA/EMS软件系统的顶层，按照先生成SCADA，再投EMS，最后建设DTS的顺序进行，SCADA/EMS/DTS应尽量采用统一支持平台，生成SCADA/EMS时在电网规模的确定和参数维护等方面要综合考虑DTS的要求，DTS一般在状态估计能对管辖的电网全部处理后开始投运，同时要求SCADA要维护好没有实测信息的刀闸的开合位置。
DTS的运行维护涉及到调度、保护、自动化和方式等专业，通常是保护和方式配合自动化维护DTS系统，调度使用DTS。在维护流程上，当电网增加新的设备时，首先由自动化SCADA维护人员修改厂站接线，录入RTU号和点号，使SCADA正常运行，并把工作票传给自动化EMS维护人员，EMS维护人员根据新的厂站接线更新网络结构，并录入各模块所须电阻电抗等参数，使EMS各模块正常运行，并把工作票传给自动化DTS维护人员，DTS维护人员更新网络结构，并录入保护装置参数，使DTS正常运行。在维护过程中，SCADA/EMS/DTS的网络结构可以不一致，但应尽量保持一致以降低取实时数据生成教案和RTU仿真建立映射关系时的难度。SCADA/EMS/DTS的网络结构的不一致需求可通过与实时态相并列的研究态来实现。
参考文献：
[1] 张慎明，姚建国.调度员培训仿真系统DTS的现状和发展趋势[J].电网技术2002，26（7）：60-65
[2] 姚建国，张慎明.调度员培训仿真系统的功能要求和设计原则[J].电力系统及其自动化，1999，23（23）：34-37
作者简介：
罗孝刚，男，调度员，四川大学电气工程及其自动化学士，国网滨州供电公司，电网调度。
论文作者:罗孝刚
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/23
标签：调度员论文; 电网论文; 系统论文; 功能论文; 教员论文; 电力系统论文; 操作论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;