摘要：变电仿真系统为变电运维生产人员服务。仿真培训系统建设，充分考虑当前以及未来一段时期变电运行生产方式的培训内容需要，仿真有人值班和集中监控两种生产模式的变电站生产方式，并集成在一个仿真系统里面。为培训内容的全面，两种模式的变电站电气设备充分考虑变电站电气设备的种类，保护的配置情况，并进行有机的整合在仿真变电站中。所以本文主要分析的就是网络学院变电站仿真系统设计构成与基本功能，进而提出以下内容，希望能够为同行业工作人员提供相应的参考价值。
关键词：网络学院；仿真系统设计；基本功能；分析
引言：随着网络与云技术的快速发展，实现仿真系统的统一标准、统一建设和统一培训，应采用先进灵活的体系架构，构建全省一体化的分布式培训仿真系统，开展全省运维生产人员的同质化培训。仿真系统采用“软仿真”方式。学员机和教员机采用C/S模式。在系统的仿真支撑平台软件、变电站监控系统仿真、变电站仿真、教员与学员系统的设计中坚持遵循有关国际、国内标准，以提高系统的开放性、兼容性、可移植性、可维护性。
1.系统设计构成
1.1硬件系统的结构和配置
变电仿真培训系统的整体硬件架构体系：整套系统软件集中部署安装在网络学院服务器平台，基于现有成熟的服务器机组，自动选择全省最优的FTP服务，高效快速的分流分压，从而达到最佳体验效果。
1.2软件系统的结构和配置
仿真系统的软件系统由变电站仿真软件、后台监控仿真软件、电网仿真软件、网络学院模块等部分组成，它们通过交互式、分布式仿真软件支撑平台的运行管理系统有机结合在一起，组成整个培训仿真系统。
2.系统的基本功能
2.1变电站仿真功能
（1）控制及保护系统
电气主接线、操作控制、继电保护、自动装置、中央信号、故障录波、监控系统、测量仪表、直流系统、事故照明、备用电源自投、远动装置、微机五防、安控装置等。包括上述各回路中的压板、试验端子、熔丝、按钮、信号灯。
各种保护及控制屏的界面与实际设备一致，尽可能逼真地反映变电站控制系统、保护系统及自动装置等的各种运行工况、各种功能和操作切换。能对屏面的设备进行正常操作、保护投切、键盘操作、液晶显示、打印输出、故障录波等，满足变电站运行监视、倒闸操作、故障分析和事故处理的要求。
（2）主变压器
仿真范围：主变压器、中性点接地刀闸、有载调压分接开关及无激磁调压分接开关、冷却系统，包括所属的二次控制、保护、信号及测量回路。
仿真程度：变压器采用合理的数学模型。在运行中能正确反映分接开关对电压和潮流的影响；变压器温度随负荷和环境温度的变化；冷却系统的投入或退出对变压器温升的影响；空载变压器合闸的励磁涌流等；能对变压器回路及主要部件进行巡视检查。
（3）配电装置
仿真范围：电气主接线、各电压等级的母线、进出线（输电线路分别与电网、等值电源和等值负荷相连）、电压互感器、电流互感器、避雷器、电抗器、电容器、高压熔断器、阻波器、滤波器、站用变压器等设备的主要功能及相关的二次控制、保护、信号及测量回路。
仿真程度：能正确反映正常和事故情况下，各种电气设备的运行工况和潮流。当运行人员发出操作指令后，相关设备应有正确的响应；若发出的是误操作指令，则应按“五防”规则闭锁并提示错误。解锁后操作有效，能正确反映误操作的各种后果；模型在机理上与原型一致，正常运行和事故情况下的现象（动作行为、音响、灯光、显示、表计等）与变电站实际设备情况相符；当断路器、隔离开关或操作机构发生故障或异常时，该设备将不能正常操作或拒动；能对主要电气设备及部件进行巡视检查。
（4）中央信号系统
仿真范围：光字信号、音响信号、试验按钮、复归按钮、切换开关和指示灯等。
仿真程度：其逻辑回路和现象与实际变电站一致。
（5）直流系统
仿真范围：直流屏，硅整流屏、直流蓄电池、高频开关电源，可控硅整流、充电设备、直流系统及绝缘监察。
仿真程度：高频开关电源，可控硅整流及浮充电设备的运行特性与实际设备相同；能进行操作切换，模拟对蓄电池组充电和浮充电运行方式；调节直流母线电压、蓄电池充放电或断路器合闸等，表计显示正确；能反映直流系统运行情况；设置直流系统故障（直流回路断线、直流接地等）时，绝缘监察装置表计指示正确。
2.2仿真系统功能
变电仿真培训系统的主要功能是培训和考核变电运行人员和管理人员，也可对继电保护人员进行辅助培训。针对变电运行人员培训、考核和鉴定的实际需要，在培训功能的设计方面，充分进行变电运行人员的监盘、常规操作、巡视和事故处理等工作。同时对一次设备、二次回路、保护和自动装置动作原理、专业理论等方面，使用交互的、多媒体网络的方式进行互动培训，使得变电运行人员和管理人员得到从理论到操作全面详实的系统培训。
（1）操作票系统
操作票系统能够根据电网、变电站的实际运行情况生成操作票，能够对生成的操作票进行编辑，操作票能够通过计算机网络进行传输，并利用商用数据库对所有的操作票进行管理等。
（2）操作票格式管理
系统可以定义操作票的模板，系统自动把操作票的各项填入模板中的相应位置，形成用户所要求的格式，生成操作票。
（3）操作票生成
在图形界面下由用户用鼠标顺序点取操作对象，系统根据用户点取的对象自动生成相应的操作内容，或自动提示要操作的内容。系统根据内部提供的防误规则随时跟踪用户操作，错误操作以文字形式提示用户，并锁住当前点取的操作对象，使操作无效。错误信息定位到元件级。单步生成过程提供集合操作功能，即允许选中母线、主变等设备并对其操作，操作确认后相关的开关、刀闸等状态自动做相应改变，不必逐个对开关刀闸进行操作。
（4）后台监控系统仿真
数据采集及处理、控制功能、操作功能、统计功能、计算功能。
（5）图形显示
运行监视画面包括：地理接线图、电气主接线图、系统保护配置图、间隔图、工况图等。在地理接线图上一方面以直观明了的方式显示系统变电站的分布，另一方面实现变电站间的导航；在变电站电气主接线图上对站内运行设备的进行运行参数、运行状态的监视和控制操作；在系统保护配置图上显示系统的保护配置信息；在间隔图上显示间隔内详细的一二次设备信息，如详细的一次接线图、保护交流回路图、保护投退信息等；在工况图上显示网络的通讯状况、计算机和IED的运行情况。
（6）网络学院
学员可以远程登录进行变电培训，通过电力系统专用网络进行远程变电仿真培训。
（1）自动安装功能：可检测是否需要下载完全安装包或更新包，下载后能自动安装。
（2）用户管理功能：包括用户添加、用户删除和密码修改等，用户权限分系统管理员和普通用户。
（3）学员信息管理功能：包括学员各种信息的输入和删除，包括学员基本信息、职称、岗位、成绩等。
（4）练习及考试管理功能：可以对学员发送练习和考试内容，可以查看学员练习和考试的内容情况，并可以导出文档格式。
（5）自动评分功能：能对学员的操作结果进行自动评分。
2.3后台监控变电站仿真
后台监控变电站仿真主要内容为监控及变电站的各种倒闸操作、事故处理、设备异常处理、设备巡视工作。监控功能是仿真的一个重要组成部分，为保证给监控员创造一个真实的环境，使监控员有一个身临其境的感觉，监控仿真学员台上具有实际控制中心的功能。可显示实的所有画面，包括：数据采集和更新；越限和变位监视；报警处理；数据统计和人机界面。通过仿真数据采集与更新功能，将仿真数据以能够识别的报文格式通过网络发由潮流运算模块来处理，学员可以看到与平时工作时相同的界面，不同之处在于数据的来源不同，工作时为由RTU采集发送得到的实时数据，培训时则为系统仿真出来的结果。
总结：通过上述分析可知，通过建立变电仿真系统的软件，具有高度可靠性，不发生因软件问题导致的死机、功能紊乱等异常现象。保证在培训过程中足够的、合乎逻辑的响应速度。
参考文献：
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[3]王十一.500kV变电站仿真系统设计的探讨[J].华中电力，2002（01）：66-68.
论文作者:李世倩,任罡,沈宇强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：系统论文; 操作论文; 变电站论文; 功能论文; 设备论文; 学员论文; 回路论文; 《电力设备》2018年第20期论文;