電網(wǎng)調(diào)控一體化變電運(yùn)維一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證報(bào)告

1、.PAGE . 省電力公司電網(wǎng)調(diào)控一體化、變電運(yùn)維一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)方案論證報(bào)告省電力公司培訓(xùn)中心2010年11月電網(wǎng)調(diào)控一體化、變電運(yùn)維一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)方案論證報(bào)告立項(xiàng)依據(jù)根據(jù)國家能源開展的指導(dǎo)思想，國家電網(wǎng)公司全面落實(shí)科學(xué)開展觀，明確了建立一強(qiáng)三優(yōu)現(xiàn)代公司的戰(zhàn)略開展目標(biāo)。隨著我國電網(wǎng)的迅速開展，大量新設(shè)備、新技術(shù)得到迅速、廣泛的應(yīng)用，對(duì)電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)人員素質(zhì)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(yùn)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(biāo)準(zhǔn)體系等方面構(gòu)建一級(jí)管控、兩級(jí)作業(yè)的矩陣式生產(chǎn)管理體系。為適應(yīng)調(diào)控一體化、運(yùn)維一體化

2、對(duì)人員技能培訓(xùn)提出了更高的要求。因此，大力加強(qiáng)生產(chǎn)人員的技能培訓(xùn)，在較短的時(shí)間培養(yǎng)一支適應(yīng)新生產(chǎn)管理體系、專業(yè)知識(shí)豐富，操作技能熟練的高素質(zhì)員工隊(duì)伍，保證電網(wǎng)平安穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，順利適應(yīng)電網(wǎng)生產(chǎn)管理新模式，是省電力公司當(dāng)前及今后一段時(shí)期的重要而迫切的任務(wù)。正因如此，省電力公司培訓(xùn)中心在已成功應(yīng)用的變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的根底上，提前謀劃調(diào)控一體化、運(yùn)維一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)建立工作，構(gòu)建滿足電網(wǎng)培訓(xùn)需要的現(xiàn)代仿真培訓(xùn)體系。本工程所開發(fā)的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)順應(yīng)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(guān)專業(yè)人員在較短的時(shí)間掌握新的生產(chǎn)管理模式下所需要的生產(chǎn)運(yùn)行技能，在保障電網(wǎng)平安運(yùn)行的同時(shí)

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

4、整逼真的二次設(shè)備邏輯、信號(hào)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(shè)備及二次回路精細(xì)化仿真及建模技術(shù)的調(diào)控一體、變電運(yùn)維一體仿真子系統(tǒng)；6基于仿真支撐平臺(tái)技術(shù)，研究和開發(fā)一個(gè)典型地級(jí)電網(wǎng)、地級(jí)調(diào)控中心、變電站運(yùn)維中心仿真系統(tǒng)。技術(shù)方案調(diào)控中心、變電運(yùn)維操作一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)將開發(fā)完成地級(jí)電網(wǎng)仿真、調(diào)控一體化仿真、變電站運(yùn)維一體化仿真于一體的綜合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠正確地反映調(diào)控中心、電網(wǎng)、變電站之間相互作用、相互影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度人員、監(jiān)控人員以及變電運(yùn)行人員、維護(hù)人員進(jìn)展全方位、全過程、全場景的仿真培訓(xùn)，可以滿足調(diào)控一體運(yùn)行人員，變電運(yùn)維人員的技能培訓(xùn)、技術(shù)比武及聯(lián)合反事故演習(xí)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(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)虛擬的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為仿真系統(tǒng)監(jiān)控的對(duì)象，通過電力系統(tǒng)模擬計(jì)算程序正確地模擬電網(wǎng)正常、異常、故障狀態(tài)下的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)地調(diào)電網(wǎng)的仿真。變電站運(yùn)維中心將在原220kV集控站仿真根底上升級(jí)1個(gè)典型220kV運(yùn)維變電站，1個(gè)典型110kV運(yùn)維變電站及1個(gè)35kV運(yùn)維變電站作為運(yùn)維操作巡視詳細(xì)仿真對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)對(duì)220kV、110kV及35kV變電運(yùn)維工種的培訓(xùn)。系統(tǒng)不但對(duì)地級(jí)電網(wǎng)的一二次設(shè)備、調(diào)控一體化系統(tǒng)、變電運(yùn)維一體化系統(tǒng)以及變電站進(jìn)展全面仿真，而且對(duì)調(diào)控一體、變電站運(yùn)維一體的工作流程進(jìn)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(xùn)系統(tǒng)完整的電網(wǎng)仿真系統(tǒng)是調(diào)控一體化仿真及運(yùn)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(diǎn)對(duì)原220kV集控站仿真系統(tǒng)進(jìn)展升級(jí)構(gòu)建虛擬地區(qū)電網(wǎng)為根本電網(wǎng)框架、電源點(diǎn)和負(fù)荷點(diǎn)、外部電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線、保護(hù)和自動(dòng)裝置等為仿真對(duì)象實(shí)現(xiàn)基于物理機(jī)理的一體化實(shí)時(shí)仿真。為了保證電網(wǎng)仿真的真實(shí)性，除了需要對(duì)在電網(wǎng)仿真層面上對(duì)地區(qū)電網(wǎng)一次設(shè)備進(jìn)展詳細(xì)仿真外，還需要對(duì)與之電氣相連的外網(wǎng)作較詳細(xì)的模擬。雖然外網(wǎng)狀態(tài)的管理不是本網(wǎng)運(yùn)行人員的職責(zé)，但是從電網(wǎng)電氣上看，外網(wǎng)故障會(huì)涉及本網(wǎng)，本網(wǎng)操作也可能影響外網(wǎng)。在電氣計(jì)算上不模擬外網(wǎng)，不計(jì)外網(wǎng)的發(fā)電、負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)，會(huì)導(dǎo)致本網(wǎng)計(jì)算結(jié)果失真。電網(wǎng)仿真培訓(xùn)

7、系統(tǒng)不僅能夠真實(shí)再現(xiàn)仿真變電站的一次設(shè)備操作、一次設(shè)備故障時(shí)的動(dòng)態(tài)行為，也能夠正確反映整個(gè)電網(wǎng)設(shè)備操作和發(fā)生故障時(shí)對(duì)仿真變電站的影響。電磁暫態(tài)、機(jī)電暫態(tài)一體化的電網(wǎng)仿真能夠?yàn)樽冸娬痉抡嫦到y(tǒng)提供正常正確的正常電流、電壓及故障時(shí)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(dòng)態(tài)過程。同時(shí)，對(duì)與仿真變電站相連的整個(gè)電網(wǎng)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置進(jìn)展了仿真。2、地區(qū)調(diào)控中心仿真系統(tǒng)本系統(tǒng)將從運(yùn)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(diào)控中心調(diào)控一體化系統(tǒng)，同時(shí)具備仿真調(diào)控一體化系統(tǒng)的五防系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)信息保存檢索、報(bào)表處理和事故追憶等應(yīng)用功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度員、監(jiān)控

8、員、監(jiān)控分析員以及綜合通信調(diào)度員的日常監(jiān)控訓(xùn)練、正常操作訓(xùn)練、事故處理訓(xùn)練等。仿真圍：根據(jù)電網(wǎng)的特點(diǎn)組建一個(gè)典型地區(qū)電網(wǎng)的根本電網(wǎng)框架、電源點(diǎn)和負(fù)荷點(diǎn)、外部電網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)線、保護(hù)和自動(dòng)裝置等為仿真對(duì)象實(shí)現(xiàn)基于物理機(jī)理的一體化實(shí)時(shí)仿真，仿真調(diào)控圍的所有設(shè)備的電力流及信息流。仿真對(duì)象包括設(shè)備前置機(jī)、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(jī)界面風(fēng)格的仿真，其仿真調(diào)控系統(tǒng)兼顧應(yīng)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(yùn)維仿真系統(tǒng)根據(jù)調(diào)控一體化與變電運(yùn)維一體化聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)原則，擬在相應(yīng)地區(qū)調(diào)控中心所管轄圍對(duì)典型變電站進(jìn)展仿真，以滿足變電運(yùn)維人員的培訓(xùn)需要。隨著調(diào)控一體化、

9、運(yùn)維一體化建立的實(shí)施，要求變電運(yùn)維人員不但應(yīng)掌握原變電運(yùn)行人員所應(yīng)掌握的工作技術(shù)，還應(yīng)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(duì)伍建立要求，仿真中心應(yīng)配備相應(yīng)齊備的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。仿真圍：擬對(duì)地區(qū)調(diào)控中心管轄圍的原220kV集控站仿真系統(tǒng)中的1個(gè)220kV變電站、1個(gè)110kV變電站以及1個(gè)35kV變電站進(jìn)展升級(jí)，并詳細(xì)仿真。仿真容包括變電站變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、高壓熔斷器、避雷器、阻波器、結(jié)合濾波器、電容器、電抗器、進(jìn)出線等及其相關(guān)的二次控制、保護(hù)、信號(hào)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(yùn)維仿真培訓(xùn)功能對(duì)變電站一二次設(shè)備及綜合自動(dòng)化系

10、統(tǒng)進(jìn)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(hù)與自動(dòng)裝置和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的詳細(xì)模型，而且考慮變電站仿真詳細(xì)模型對(duì)電網(wǎng)仿真抽象模型的影響。運(yùn)維仿真的功能定位為：1仿真變電站日常運(yùn)行維護(hù)工作流程及具體工作，能充分滿足變電站運(yùn)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(xùn)；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(yàn)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(yù)期目標(biāo)和成果形式(一)預(yù)期目標(biāo)本工程將建立一個(gè)全方位、全過程、全場景的高逼真度、交互式的調(diào)控一體、變電站運(yùn)維一體的生產(chǎn)培訓(xùn)模擬環(huán)境

11、，容覆蓋電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行、維護(hù)等領(lǐng)域，將為調(diào)控中心的調(diào)度員、監(jiān)控員、巡視員以及變電站運(yùn)行、維護(hù)人員提供一個(gè)形象更逼真、使用更方便的現(xiàn)代化培訓(xùn)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(diào)控中心、變電運(yùn)維操作一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案；開發(fā)完成一套包括地級(jí)電網(wǎng)仿真、調(diào)控一體化仿真、變電站運(yùn)維一體化仿真于一體的綜合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；建立調(diào)控一體實(shí)訓(xùn)室和變電站運(yùn)維一體實(shí)訓(xùn)室;完成調(diào)控一體運(yùn)行人員以及變電站運(yùn)維一體運(yùn)行人員的技能培訓(xùn)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(shí)，該系統(tǒng)采用如下形式提供：電網(wǎng)調(diào)控一體化、變電運(yùn)維一體化聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究報(bào)

12、告；一套典型地區(qū)調(diào)控一體、運(yùn)維一體化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；整個(gè)系統(tǒng)的全套設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試文檔；用光盤介質(zhì)方式提供完整的可安裝的可執(zhí)行代碼；用戶的使用、維護(hù)手冊(cè)。合作單位或依托工程單位落實(shí)情況目前省電力公司培訓(xùn)中心已和中國電力科學(xué)研究院達(dá)成了合作意向，雙方就本工程的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展了前期調(diào)研并制定了初步方案。中國電力科學(xué)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?cè)陔娏ο到y(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(xùn)仿真等方面具有堅(jiān)實(shí)的理論根底和豐富的實(shí)踐經(jīng)歷。其中多項(xiàng)研究成果獲得國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國電力科學(xué)研究院科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。中國電力科學(xué)研究院先后完成了多項(xiàng)相關(guān)重大的科技工

13、程和工程效勞工程，成功開發(fā)并實(shí)施了近百套電網(wǎng)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)、一百五十多套變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，在培訓(xùn)仿真平臺(tái)技術(shù)、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字模擬接口等方面有著全面、深厚、多層次的技術(shù)和人才積累。同時(shí)中國電力科學(xué)研究院擁有充足、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)的要求。投資方案根據(jù)省電力公司調(diào)控一體化及運(yùn)維一體化推廣及開展人材需求的特點(diǎn)，系統(tǒng)將參照省地區(qū)電網(wǎng)的特點(diǎn)，開發(fā)一套虛擬調(diào)控一體化真系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)人員的培訓(xùn)需求。具體預(yù)算如下：預(yù)算支出科目金額萬元計(jì)算根據(jù)及理由地級(jí)電網(wǎng)仿真升級(jí)15調(diào)控及運(yùn)維系統(tǒng)所依托的虛擬電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)控中心仿真30調(diào)控一體化工作人員工作點(diǎn)，用于參調(diào)控一體化相關(guān)人員的培訓(xùn)220kV變電站仿真升級(jí)25用于220kV變電運(yùn)維人員的操作巡視培訓(xùn)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(yùn)維人員的常規(guī)檢修培訓(xùn)220kV變電站常規(guī)試驗(yàn)仿真子系統(tǒng)30用于220kV變電運(yùn)維人員的常規(guī)檢修培訓(xùn)110kV變電站仿真升級(jí)20用于110kV變電運(yùn)維人員的操作巡視培訓(xùn)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(yùn)維人員的常規(guī)檢修培訓(xùn)110kV變電站常規(guī)試驗(yàn)仿真