《變電培訓仿真機規(guī)范》

ICS

FOO

備案號：

DL/T-2006

TechnicalSpecificationforSubstationSimulator

（報批稿）

2006-12-17發(fā)布2007-05-01實施

中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布

前言

本標準是根據(jù)《國家發(fā)改委辦公廳關(guān)于印發(fā)2005年行業(yè)標準項目計劃的通知》（發(fā)改辦

工業(yè)[2005]739號）的要求而制定的。

本標準針對變電站全范圍培訓型仿真機的設(shè)計、開發(fā)和使用而制定。對于其他類型的

變電站仿真機，其所涉及的內(nèi)容本規(guī)范也作了相應(yīng)的規(guī)定。

本標準與火電機組仿真機技術(shù)規(guī)范、水電仿真機技術(shù)規(guī)范在編寫體例上保持一致，并采

用相同或相似的術(shù)語和定義。

本標準的附錄A是資料性附錄。本標準的附錄B、附錄C、附錄D、附錄E是規(guī)范性

附錄。

本標準由中國電力企業(yè)聯(lián)合會提出并歸口。

本標準由中國電力科學研究院負責解釋。

本標準修訂起草（修訂）單位：國網(wǎng)電力科學研究院、保定華仿科技有限公司、北京四

方繼保自動化股份有限公司

本標準主要起草人：林昌年、徐貴光、張榮。

II

變電站仿真機技術(shù)規(guī)范

1范圍

本標準規(guī)定了用于培訓變電站運行人員的變電站仿真機的構(gòu)成要素、基本技術(shù)要求、性

能指標、測試及資料等要求。

本標準適用于各種變電站仿真機的設(shè)計、開發(fā)和使用。變電站的設(shè)備、接線和運行因電

壓等級和在電網(wǎng)中的地位的不同而不同，執(zhí)行本標準應(yīng)注意切合實際需要。

變電站仿真機的類型參見附錄A。

2術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

2.1

模型Model

對真實世界過程、概念或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為等某些方面特性的理想化近似表達。

2.2

物理模型PhysicalModel

用物理相似的方法建立的模型。

2.3

數(shù)學模型MathematicalModel

用數(shù)學符號和關(guān)系式表達的模型。

2.4

仿真Simulation

建立物理模型和/或建立數(shù)學模型，使其與真實世界過程、概念或系統(tǒng)在相同受控輸入

下的特性是相象的。

2.5

仿真對象SimulationObject

被仿真的真實世界過程、概念或系統(tǒng)。

2.6

環(huán)境仿真EnvironmentalSimulation

對自然及人造環(huán)境的仿真。

2.7

物理仿真PhysicalSimulation

使用物理模型對仿真對象的仿真。

2.8

數(shù)字仿真DigitalSimulation

使用數(shù)字計算機和數(shù)學模型軟件對仿真對象的仿真。

2.9

模擬仿真AnalogueSimulation

使用模擬計算機和/或模擬電路對仿真對象的仿真。

2.10

逼真度Fidelity

物理模型和/或數(shù)學模型與仿真對象在特征、特性方面的相似程度。

2.11

1

實時仿真Real-timeSimulation

仿真過程中，在任一實際時間段內(nèi)表達了仿真對象相同時間段的特性。

2.12

仿真系統(tǒng)SimulationSystem

利用仿真技術(shù)對仿真對象特征、特性或其它方面進行理想化近似表達的系統(tǒng)。

2.13

仿真機Simulator

以運行技能培訓為目的，利用仿真技術(shù)對仿真對象特征、特性進行理想化近似表達的仿

真系統(tǒng)裝置。

2.14

參考變電站ReferenceSubstation

仿真針對的特定變電站。

2.15

仿真計算機SimulationComputer

用于實施仿真的數(shù)字計算機。

2.16

培訓環(huán)境TrainingEnvironment

受訓人員接受培訓時所處的環(huán)境。

2.17

屏盤設(shè)備PanelInstrumentation

仿真機或參考變電站的屏盤，包括屏盤所安裝的儀器儀表設(shè)備。

2.18

激勵式仿真Stimulation

在仿真機中采用了與參考變電站相同的全部或部分實際設(shè)備的仿真方式。

2.19

外部參數(shù)ExternalParameter

參考變電站仿真范圍內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的一組參數(shù)。

3仿真機構(gòu)成要素

3.1仿真機硬件構(gòu)成

3.1.1培訓環(huán)境

培訓環(huán)境包括仿真控制室屏盤設(shè)備和/或計算機控制系統(tǒng)操作員站、屏幕顯示裝置，仿

真的參考變電站通訊系統(tǒng)、控制室聲響、控制室照明、環(huán)境溫度、天氣狀況、噪聲等。

3.1.2主計算機

主計算機指高性能數(shù)字計算機及其外圍設(shè)備，用以完成參考變電站仿真模型的實時運

算和仿真系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。在分布式仿真系統(tǒng)中可以采用多臺數(shù)字計算機完成主計算機功

能。

3.1.3教練員站

教練員站至少應(yīng)包括一臺顯示設(shè)備和操作設(shè)備，也可配置攝像機、打印機和其它的一

些附加設(shè)備，用于控制仿真機運行、實現(xiàn)培訓功能、監(jiān)視與評價受訓人員操作。

3.1.4仿真操作員站

仿真操作員站包括顯示器和操作設(shè)備。仿真操作員站仿真參考變電站綜合自動化系統(tǒng)

的操作員站功能。

2

3.1.5就地操作站

就地操作站包括顯示器和操作設(shè)備，也可設(shè)計成模擬控制盤的形式。就地操作站用于

實現(xiàn)在參考變電站控制室以外進行操作、巡視的仿真。

3.1.5網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備指計算機通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于實現(xiàn)仿真系統(tǒng)計算機間的數(shù)據(jù)通信和交換。

3.1.6輸入輸出接口

輸入輸出接口指由模擬、數(shù)字轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成的設(shè)備,用于實現(xiàn)仿真計算機與屏盤儀表設(shè)

備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通信。

3.2仿真機軟件

3.2.1變電站及其相關(guān)電網(wǎng)模型軟件

對參考變電站及其相關(guān)電網(wǎng)正常、非正常、事故和操作進行連續(xù)仿真的軟件，可以正

確反映參考變電站及其相關(guān)電網(wǎng)的動態(tài)、靜態(tài)特性。

3.2.2仿真操作員站仿真軟件

對參考變電站操作員站的顯示和操作功能仿真的軟件。

3.2.3就地操作站軟件

實現(xiàn)參考變電站控制室外就地操作、巡視功能仿真的軟件。

3.2.4教練員站軟件

為教練員提供仿真機控制、培訓支持和監(jiān)視功能的軟件。

3.2.5仿真支撐軟件

支持進行仿真模型軟件和其他仿真應(yīng)用軟件的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試、維護、修改、運行

和數(shù)據(jù)庫管理的軟件。

3.2.6環(huán)境仿真軟件

對參考變電站的屏盤設(shè)備、通訊系統(tǒng)、環(huán)境溫度、天氣狀況、噪聲、燈光等效果進行仿

真的軟件。

3.2.7操作系統(tǒng)

計算機操作系統(tǒng)及實用軟件。

3.2.8診斷和測試軟件

主要包括在線或離線診斷仿真裝置硬件故障的診斷軟件，提供幫助檢查或維護系統(tǒng)和

設(shè)備的診斷程序。

3.3工具與文檔

3.3.1工具

提供維護仿真機軟、硬件必備的工具。

3.3.2文檔

包括所有軟件和硬件資料，以便于仿真機的運行、維護與升級。

3

4仿真機技術(shù)要求

4.1仿真范圍要求

變電站仿真機的仿真范圍應(yīng)包括：變電站一次設(shè)備，變電站二次設(shè)備，變電站自動化系

統(tǒng)，仿真變電站相關(guān)電網(wǎng)。

4.1.1變電站一次設(shè)備

主變壓器及其輔助設(shè)備、斷路器、隔離開關(guān)、接地設(shè)備、互感器電容器、電抗器、阻波

器、組合電器（GIS）、母線、接地變壓器、消弧線圈、避雷器、耦合電容器、站用變壓

器等一次設(shè)備及其附屬設(shè)備。

4.1.2變電站二次設(shè)備及自動化系統(tǒng)

控制屏、中央信號屏、保護及自動裝置屏、錄波器屏、交直流屏、、、“五防”系

統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、模擬屏以及其它裝置組屏等。

4.1.3仿真變電站相關(guān)電網(wǎng)

仿真變電站相關(guān)電網(wǎng)可采用：虛擬電網(wǎng)、簡化電網(wǎng)、實際電網(wǎng)。無論采用哪一種類型電

網(wǎng)，都應(yīng)正確反映電網(wǎng)和變電站相互作用、相互影響關(guān)系。

4.2基本功能要求

4.2.1設(shè)備顯示

設(shè)備顯示是變電站仿真機的基本功能，用于監(jiān)視變電站設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運行狀態(tài)，

能夠顯示變電站各種設(shè)備的運行參數(shù)、信號，并且顯示的內(nèi)容和方式與參考變電站基本一致。

4.2.2設(shè)備操作

設(shè)備操作是變電站仿真機的基本功能，仿真變電站運行中的各種可操作設(shè)備的操作，并

且可以采用多種操作方式（如遠方、就地、遙控等），操作后的結(jié)果與參考變電站一致。

4.2.3設(shè)備巡視

設(shè)備巡視是變電站仿真機的基本功能，可以仿真參考變電站中各種設(shè)備的正常、異常情

況，可以支持受訓人員對設(shè)備的巡視。

4.2.4故障、異常仿真

4.2.4.1故障仿真

變電站仿真機應(yīng)具有完整的故障仿真模型，仿真機對故障的動態(tài)響應(yīng)與參考變電站在故

障時的動態(tài)響應(yīng)基本一致，或與運行經(jīng)驗以及工程分析得到的結(jié)果相符合，其差異不影響培

訓效果。仿真的故障應(yīng)包括可由仿真運算結(jié)果而自然引發(fā)的故障、受訓人員誤操作而發(fā)生的

故障、或教員設(shè)置的故障。

對于由操作員可以處理的參考變電站故障，在仿真機上受訓人員正確處理故障可使仿真

變電站恢復到正常狀態(tài)，也可能由于處理不當，引起事故擴大，與參考變電站反應(yīng)一致或相

像，其差異不影響培訓效果。

4.2.4.2異常仿真

變電站仿真機應(yīng)具有完整的異常仿真模型，異常仿真分兩種情況，一種是在運行中自然

發(fā)生的，如：變壓器過負荷、變壓器油溫超過允許值、電源消失等；另一種是需要設(shè)置的異

常，如：變壓器漏油、變壓器匝間輕微短路、電壓互感器斷線等。設(shè)備異常發(fā)生時，將引發(fā)

相應(yīng)告警信號，相應(yīng)畫面、監(jiān)視儀表反應(yīng)和處理結(jié)果與參考變電站一致或相像，其差異不影

響培訓效果。

4.3培訓環(huán)境仿真要求

4.3.1屏盤仿真

4

屏盤設(shè)備可以是真實設(shè)備，也可以是物理仿真或軟件仿真。

無論采用何種形式的屏盤設(shè)備，都應(yīng)提供培訓所必需的儀表、信號、光字、警報等便于

受訓人員監(jiān)視；用于受訓人員操作的控制開關(guān)、切換開關(guān)、按鈕、連接片和熔斷器等的操作

方式應(yīng)與參考變電站一致。屏盤設(shè)備在形狀、顏色和功能上盡量與參考變電站保持一致，其

差異不應(yīng)影響培訓效果。

對于二次裝置的仿真，運行人員關(guān)注的操作與顯示與參考變電站一致。

4.3.2一次設(shè)備及其輔助設(shè)備仿真

仿真一次設(shè)備包括變電站一次設(shè)備及其輔助設(shè)備、操作機構(gòu)，既可是真實設(shè)備，也可是

物理仿真或軟件仿真。

無論采用何種形式的一次設(shè)備及其輔助設(shè)備、操作機構(gòu)，其外觀、運行狀態(tài)、操作方式

和功能盡量與參考變電站保持一致，其差異不應(yīng)影響培訓效果。

4.3.3變電站自動化系統(tǒng)仿真

仿真變電站自動化系統(tǒng)可是真實的變電站自動化系統(tǒng)，也可是仿真的變電站自動化系

統(tǒng)，其人機界面和監(jiān)視、控制功能盡量與參考變電站保持一致，其差異不應(yīng)影響培訓效果。

4.3.4控制室環(huán)境仿真

仿真控制室環(huán)境要從實際出發(fā)，其中的設(shè)施布局盡量與參考變電站保持一致，教練員站

的布置方式不應(yīng)干擾培訓過程。

4.4教練員站培訓功能要求

4.4.1初始運行方式

仿真機可以保存仿真變電站及其相關(guān)電網(wǎng)多個穩(wěn)態(tài)運行方式的數(shù)據(jù)，教員可根據(jù)需要選

擇任一運行方式的數(shù)據(jù)作為仿真機運行的初始條件。教員啟動仿真機時可以選擇所需的運行

方式進行培訓。仿真機運行中，可以將任一時刻的運行狀態(tài)存為初始條件，以供將來使用。

4.4.2仿真機控制功能

a)恢復初態(tài)：可以返回到初始狀態(tài)；

b)事件記錄：將仿真過程中的仿真操作和仿真過程中發(fā)生的報警等所有事件均按時間

順序記錄，記錄的內(nèi)容應(yīng)滿足對仿真培訓效果分析的需要。

c)超控：直接控制仿真機中的設(shè)備狀態(tài)和監(jiān)控數(shù)據(jù)；

d)快存：在培訓過程中可快速存儲任一時刻的特定工況；

e)培訓監(jiān)控：在培訓中，可以監(jiān)視學員的操作過程和結(jié)果；

f)狀態(tài)檢查：檢查仿真變電站斷路器、隔離開關(guān)的初始位置，對狀態(tài)的正確與否予以

提示。

4.4.3故障與異常設(shè)置

在培訓過程中，教練員應(yīng)能方便地加入和解除仿真機已設(shè)計的仿真故障、異常。

4.4.4相關(guān)電網(wǎng)操作和外部參數(shù)設(shè)置

a)相關(guān)電網(wǎng)操作：在教練員站上可以對仿真變電站相關(guān)電網(wǎng)進行操作；

b)外部參數(shù)設(shè)置：在教練員站上可以設(shè)置和更改如環(huán)境溫度、天氣狀況、發(fā)電機組出

力等外部參數(shù)。

4.5仿真機硬件要求

4.5.1仿真屏盤

見4.3提出的要求。

5

4.5.2仿真計算機系統(tǒng)

仿真計算機系統(tǒng)包括仿真計算機、網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)外設(shè)。在滿足本標準規(guī)定的仿真功能以

及逼真度的條件下，仿真計算機系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

a)仿真計算機的CPU負荷率在正常狀態(tài)下任意5分鐘內(nèi)小于35%，在任意10秒內(nèi)小

于50%；

b)50%以上的冗余內(nèi)外存空間；

c)網(wǎng)絡(luò)負荷率在正常狀態(tài)下任意5分鐘內(nèi)小于35%，在任意10秒內(nèi)小于55%。

4.5.3輸入輸出接口系統(tǒng)

輸入輸出接口系統(tǒng)應(yīng)采用商業(yè)化的通用組件，其接口符合國際、國內(nèi)標準，并且能滿足

規(guī)范規(guī)定的仿真性能指標。

4.6仿真機軟件技術(shù)要求

4.6.1基本技術(shù)要求

除計算機操作系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)軟件和輸入輸出接口中的軟件外，仿真系統(tǒng)所有軟件均應(yīng)

使用計算機高級語言或仿真語言編制。軟件的開發(fā)應(yīng)遵守軟件工程的思想和方法。應(yīng)有詳細

文檔資料，具有可追溯性和可維護性。

4.6.2系統(tǒng)軟件

操作系統(tǒng)、商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)選用符合國際標準的產(chǎn)品。

4.6.3仿真支撐軟件

a)具有支撐仿真應(yīng)用軟件的開發(fā)、維護、修改和調(diào)試功能；

b)具有支撐仿真應(yīng)用軟件的實時運行功能；

c)具有支撐仿真應(yīng)用的建模功能；

d)具有仿真數(shù)據(jù)庫管理功能；

e)具有支撐仿真應(yīng)用人機界面生成與管理功能。

4.6.4模型軟件

a)變電站模型軟件主要仿真以下內(nèi)容：變電站一二次設(shè)備人機界面、一次設(shè)備及其輔

助設(shè)備、量測系統(tǒng)、控制及信號系統(tǒng)、站用直流系統(tǒng)、站用交流系統(tǒng)、繼電保護與

自動裝置、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、“五防”系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)。變電站仿真軟件的

功能應(yīng)滿足本標準4.2節(jié)提出的要求。

b)電網(wǎng)模型軟件應(yīng)能正確反映變電站和電網(wǎng)相互作用、相互影響的關(guān)系。電網(wǎng)仿真軟

件能實現(xiàn)以下功能：倒閘操作、網(wǎng)絡(luò)拓撲計算、潮流計算、機電暫態(tài)過程計算、故

障計算和繼電保護與自動裝置動作行為仿真。

c)變電站模型和電網(wǎng)模型應(yīng)能接受所有的培訓操作輸入，并計算產(chǎn)生所有參考變電站

和相關(guān)電網(wǎng)中供監(jiān)視、控制和其他用途的仿真計算數(shù)據(jù)輸出。

d)變電站模型和電網(wǎng)模型軟件應(yīng)使仿真機靜態(tài)特性和動態(tài)特性與參考變電站和相關(guān)

電網(wǎng)相同或相似，其差異不應(yīng)影響培訓效果。靜態(tài)特性應(yīng)滿足5.1的精度要求，動

態(tài)特性應(yīng)滿足5.2的要求。

模型技術(shù)要求見附錄B。

4.6.5仿真操作員站軟件

仿真操作員站軟件應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)仿真變電站的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)的功能。

4.6.6就地操作站軟件

就地操作站軟件應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)與運行相關(guān)的就地操作、巡視的仿真。

4.6.7教練員站軟件

教練員站軟件應(yīng)具有變電站仿真機運行管理、培訓控制、培訓評估功能。

6

4.6.8診斷測試軟件

診斷測試軟件應(yīng)具有對變電站仿真機屏盤設(shè)備及輸入輸出接口的檢查、診斷功能，為維

護提供方便。

5性能指標

5.1穩(wěn)態(tài)運行指標

a)穩(wěn)態(tài)運行時，仿真系統(tǒng)的計算穩(wěn)定，潮流收斂精度<0.001（標幺值）；

b)控制屏盤上顯示的參數(shù)值為計算值疊加了儀表誤差，仿真機的仿真儀表誤差不應(yīng)大

于參考變電站相應(yīng)的儀表、變送器及有關(guān)儀表系統(tǒng)的累積誤差；

c)在相同的系統(tǒng)參數(shù)、相同的運行方式、相同的輸入條件情況下，與仿真變電站運行

有關(guān)的非關(guān)鍵參數(shù)的計算值，與參考變電站相應(yīng)參數(shù)相比，其偏差小于測量儀表量

程±10%，應(yīng)不影響培訓；仿真變電站運行有關(guān)的關(guān)鍵參數(shù)的計算值，與參考變電

站相應(yīng)參數(shù)相比，其偏差小于測量儀表量程±0.5%。典型關(guān)鍵參數(shù)如下：

1）系統(tǒng)頻率；

2）母線電壓；

3）負荷的有功、無功功率；

4）線路的有功、無功功率；

5）變壓器各側(cè)的有功、無功功率、電流；

6）電容、電抗支路的無功功率、電流。

關(guān)鍵運行參數(shù)的計算值之間的關(guān)系應(yīng)符合能量守恒和克希霍夫定律。

5.2動態(tài)運行指標

動態(tài)運行包括各種大小擾動、非正常運行、故障等工況；

a)各參數(shù)的動態(tài)變化符合機電暫態(tài)過程分析結(jié)果,不違反物理定律；

b)模型與算法具有良好的收斂性，暫態(tài)計算步長應(yīng)能保證數(shù)值穩(wěn)定；

c)保護和自動裝置的動作與參考變電站一致；

d)仿真變電站擾動和故障現(xiàn)象與參考變電站基本一致。

5.3實時性指標

仿真操作及得到的響應(yīng)應(yīng)滿足：

a)對屏盤控制開關(guān)、按鈕、切換開關(guān)等設(shè)備的操作而產(chǎn)生的狀態(tài)指示燈或表計的響應(yīng)

時間不大于0.5S，應(yīng)不影響培訓效果；

b)對仿真變電站自動化系統(tǒng)的操作及屏幕響應(yīng)時間與參考變電站自動化系統(tǒng)相應(yīng)的

響應(yīng)時間基本一致。

5.4系統(tǒng)可靠性指標

仿真操作的系統(tǒng)可靠性應(yīng)滿足：

a)仿真計算機平均兩次故障平均時間（MTBF）大于4320h；

b)I/O接口系統(tǒng)兩次故障平均時間（MTBF）大于2160h；

c)仿真機系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行時間不小于72h。

7

6測試

6.1基本要求

仿真機系統(tǒng)的測試依據(jù)本標準的規(guī)定和供需雙方的技術(shù)協(xié)議規(guī)定進行。

6.2硬件系統(tǒng)測試

仿真機硬件系統(tǒng)測試的范圍包括：

a)仿真屏盤及設(shè)備的性能、功能及物理逼真度；

b)主計算機硬件系統(tǒng)的配置及性能；

c)其它計算機硬件系統(tǒng)的配置及性能；

d)輸入輸出接口系統(tǒng)的配置及性能；

e)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置及性能；

f)環(huán)境仿真系統(tǒng)的配置性能及逼真度；

g)打印機、顯示設(shè)備的配置及性能。

6.3軟件系統(tǒng)測試

仿真機軟件系統(tǒng)測試的范圍包括：

a)模型軟件測試，通常包括：

1)模型仿真范圍的完整性；

2)模型的穩(wěn)定性；

3)仿真參考變電站及其相關(guān)電網(wǎng)各種操作時的動、靜態(tài)特性；

4)仿真參考變電站在各種故障及故障處理時的動、靜態(tài)特性；

5)模型運算的實時性。

b)仿真操作員站仿真軟件測試，通常包括：

1)畫面的完整性和正確性；

2)畫面的逼真度及數(shù)據(jù)的刷新特性；

3)操作響應(yīng)的實時性。

c)就地操作員站仿真軟件測試，通常包括：

1)畫面的完整性和正確性；

2)操作響應(yīng)的實時性。

d)教練員站軟件測試，通常包括：

1)教練員站的控制、監(jiān)視功能；

2)教練員站的故障設(shè)置和消除功能；

3)相關(guān)電網(wǎng)操作和外部參數(shù)設(shè)置功能。

e)支撐軟件測試，通常包括：

1)模型的建立、修改、調(diào)試、運行、監(jiān)視、數(shù)據(jù)庫管理、人機界面生成與管理功

能；

2)仿真機功能的建立和修改功能。

f)診斷測試軟件測試，通常包括：

診斷測試軟件功能的完整性和正確性。

g)操作系統(tǒng)檢查，通常包括：

1)操作系統(tǒng)版本；

2)計算機編程語言及其它實用軟件。

6.4可用性測試

仿真機可靠性指標的統(tǒng)計和檢驗。

8

7資料

7.1基本要求

資料是變電站仿真機的重要組成部分，應(yīng)滿足用戶技術(shù)人員對仿真機進行安裝、運行和

維護的需要以及仿真機開發(fā)的需要。資料應(yīng)主要用中文編寫，部分進口設(shè)備的隨機資料，可

以用原文提供。

7.2變電站仿真機應(yīng)用資料。

變電站仿真機應(yīng)用資料見附錄D變電站仿真機應(yīng)用資料要求。

7.3變電站仿真機開發(fā)資料

變電站仿真機開發(fā)資料見附錄C變電站仿真機開發(fā)資料要求。

9

附錄A

(資料性附錄)

變電站仿真機類型

A.1按照范圍的分類

A.1.1全范圍變電站仿真系統(tǒng)

對參考變電站的控制室環(huán)境、生產(chǎn)流程全過程、生產(chǎn)過程全部運行設(shè)備和系統(tǒng)進行仿真

的系統(tǒng)。

A.1.2部分范圍變電站仿真系統(tǒng)

對參考變電站控制室環(huán)境或/和生產(chǎn)流程或/和生產(chǎn)過程運行設(shè)備、系統(tǒng)的部分進行仿真

的系統(tǒng)。

A.1.3變電站仿真和電網(wǎng)仿真一體化的變電站仿真系統(tǒng)

對參考變電站及其相關(guān)電網(wǎng)進行全范圍仿真的系統(tǒng)。

A.1.4變電站仿真和集控站仿真一體化的變電站仿真系統(tǒng)

對參考變電站及其相關(guān)集控站進行全范圍仿真的系統(tǒng)。

A.2按照實時性要求的分類

A.2.1實時仿真系統(tǒng)

對參考變電站進行實時仿真的系統(tǒng)。

A.2.2非實時仿真系統(tǒng)

對參考變電站進行非實時仿真的系統(tǒng)。

A.3按照用途的分類

A.3.1運行人員培訓用仿真系統(tǒng)

以培訓變電站運行人員為目的的仿真系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)要求有較好的實時性；在不影響培

訓效果的情況下，仿真系統(tǒng)可以對仿真模型進行適當簡化。

A.3.2測試、分析型仿真系統(tǒng)

對參考變電站全部或部分設(shè)備和系統(tǒng)建立仿真模型，用于對變電站部分設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計

方案、運行特性、故障特性等進行測試、分析研究的仿真系統(tǒng)。

A.4按照仿真用計算機類型的分類

A.4.1數(shù)字仿真系統(tǒng)

使用數(shù)字計算機進行參考變電站仿真的系統(tǒng)。

A.4.2模擬仿真系統(tǒng)

使用模擬計算機和/或模擬電路對參考變電站進行仿真的系統(tǒng)。

A.4.3模數(shù)混合仿真系統(tǒng)

采用數(shù)字計算機、模擬計算機和/或電路相結(jié)合的方式對參考變電站進行仿真的系統(tǒng)。

1）依據(jù)仿真范圍、用途、實時性等要求的不同，變電站仿真系統(tǒng)可以有不同的分類，某一仿真系統(tǒng)

可以據(jù)上述要求不同歸入不同的類別。

10

附錄B

（規(guī)范性附錄）

變電站仿真機模型技術(shù)要求

B.1基本要求

變電站仿真機的仿真模型應(yīng)包括變電站一二次設(shè)備的設(shè)備模型、自動化系統(tǒng)模型和電網(wǎng)

模型，并且要滿足以下要求:

1)要能正確反映變電站和相關(guān)電網(wǎng)相互作用、相互影響的關(guān)系，可以正確描述變電站

在電網(wǎng)中的地位，以保證變電站仿真的真實性。

2)電力系統(tǒng)故障往往導致局部電網(wǎng)電壓與頻率不正常，所以電網(wǎng)和變電站模型應(yīng)能用

于一定的電壓與頻率范圍。

3)變電站一二次設(shè)備的設(shè)備模型要有足夠詳細，以保證可以執(zhí)行倒閘操作、事故處理

和設(shè)備巡視的全部步驟。

4)模型與算法應(yīng)有良好的收斂性，尤其是在嚴重故障或大擾動情況下，應(yīng)收斂于合理

的解。

5)模型與算法要有足夠的實時響應(yīng)速度。用于培訓的仿真機，模型的實時響應(yīng)速度至

關(guān)重要。如果模型的實時響應(yīng)速度慢，就會影響仿真機的真實性。因此選擇的模型

與算法應(yīng)盡可能快，使仿真機有較好的實時性。

B.2變電站模型

變電站模型是指變電站一二次設(shè)備的設(shè)備模型，設(shè)備模型不但包括設(shè)備的電氣特性，還

應(yīng)包括設(shè)備外觀布局、顯示、動作特性和可操作性等。變電站模型是變電站仿真的基礎(chǔ)，模

型應(yīng)足夠詳細，保證仿真結(jié)果的真實性。主要應(yīng)包括以下設(shè)備模型。

B.2.1一次設(shè)備

1)變壓器模型；

2)斷路器模型；

3)隔離開關(guān)模型；

4)接地設(shè)備模型；

5)母線模型；

6)線路模型；

7)電容器模型；

8)電抗器模型；

9)站用變壓器模型；

10)接地變壓器模型；

11)消弧線圈模型；

12)避雷器模型；

13)電壓互感器模型；

14)電流互感器模型；

15)阻波器模型；

16)帶有處理器的一次設(shè)備模型。

B.2.2二次設(shè)備

1)站用直流系統(tǒng)模型；

2)站用交流系統(tǒng)模型；

11

3)量測系統(tǒng)模型；

4)控制及信號系統(tǒng)；

5)斷路器操作機構(gòu)模型；

6)斷路器控制系統(tǒng)模型；

7)通信設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)模型；

8)刀閘操作機構(gòu)模型；

9)變壓器冷卻系統(tǒng)模型；

10)“五防”系統(tǒng)模型；

11)同期合閘裝置模型；

12)中央信號系統(tǒng)模型；

13)繼電保護裝置模型；

14)自動裝置模型；

15)故障錄波器模型。

B.3變電站自動化系統(tǒng)模型

B.3.1畫面顯示功能

1)變電站主接線圖的顯示；

2)實時數(shù)據(jù)的顯示；

3)斷路器及隔離開關(guān)變位告警的顯示；

4)越限告警的顯示；

5)曲線及棒圖的顯示；

6)事故推畫面的顯示。

B.3.2數(shù)據(jù)處理功能

1)實時數(shù)據(jù)的處理；

2)事件順序記錄；

3)斷路器及隔離開關(guān)變位的處理。

B.3.3控制功能

1)斷路器及部分隔離開關(guān)的合閘、分閘；

2)變壓器有載調(diào)壓開關(guān)分接頭的升、降、急停。

B.3.4告警功能

1)音響告警；

2)語音告警；

3)漢字提示告警；

4)畫面閃爍告警。

B.3.5查閱功能

1)事故信息查閱；

2)異常信息查閱；

3)變位信息查閱；

4)越限信息查閱；

5)告知信息查閱。

B.3.6報表及打印功能

1)實時報表、日報表等報表及其打?。?/p>

2)畫面打?。?/p>

3)曲線及棒圖打印。

12

B.4電網(wǎng)模型

電網(wǎng)模型包括如下模型：

1)網(wǎng)絡(luò)模型：

a)交流線路：采用π型回路；

b)HVDC直流輸電線模型：應(yīng)根據(jù)仿真要求建立直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型。穩(wěn)態(tài)模型

只計及換流器與控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，能模擬不同運行方式、控制模式下的運行狀

況；

c)變壓器模型：采用π型等值電路；

d)電抗器模型：用一接地支路來模擬，其電抗值為正值；

e)電容器模型：用一接地支路來模擬，其電抗值為負值；

f)斷路器模型：線路斷路器、變壓器斷路器、發(fā)電機斷路器、負荷斷路器、母線或旁

路斷路器等；

g)隔離開關(guān)模型：母線隔離開關(guān)，線路隔離開關(guān)，旁路隔離開關(guān)等；

h)接地設(shè)備模型：斷路器母線側(cè)接地設(shè)備，斷路器線路側(cè)接地設(shè)備，線路接地設(shè)備，

中性點接地設(shè)備，母線接地設(shè)備等；

i)網(wǎng)絡(luò)拓撲模型：可以根據(jù)各刀閘與開關(guān)的實際開合狀態(tài)來判斷各母線與線路的聯(lián)通

狀況，提供潮流計算所需的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2)電源模型

發(fā)電機模型：提供從經(jīng)典模型到五階Park方程描述的發(fā)電機模型供用戶選擇；

3）負荷模型：能反映電壓和頻率變化時對負荷的影響。

13

附錄C

（規(guī)范性附錄）

變電站仿真機開發(fā)資料要求

C.1基本要求

不同類型和用途的變電站仿真機，其建設(shè)所需要的資料有所不同，其資料需求在廣度和

深度上有所不同，但基本都由以下三部分組成：變電站資料、變電站自動化系統(tǒng)資料、電網(wǎng)

資料。對于常規(guī)變電站仿真機，則不需要考慮變電站自動化系統(tǒng)資料。

C.2變電站資料

C.2.1一次設(shè)備資料

a)變電站電氣主接線圖；

b)一次設(shè)備布置圖；

c)一次設(shè)備及其輔助設(shè)備、操作機構(gòu)圖紙；

d)一次設(shè)備及其輔助設(shè)備、操作機構(gòu)的元件照片；

e)一次設(shè)備說明書；

f)一次設(shè)備的輔助設(shè)備、操作機構(gòu)說明書；

g)一次設(shè)備及其輔助設(shè)備、操作機構(gòu)的操作錄像；

h)一次設(shè)備巡視點；

i）智能電子設(shè)備說明書。

C.2.2二次設(shè)備資料

a)主控制室布置圖；

b)控制屏的屏面及屏后布置圖、照片；

c)中央信號屏的屏面及屏后布置圖、照片；

d)直流屏的屏面及屏后布置圖、照片；

e)交流屏的屏面及屏后布置圖、照片；

f)繼電保護及自動裝置屏的屏面及屏后布置圖、照片；

g)測控及遠動屏的屏面及屏后布置圖、照片；

h)“五防”屏（包括模擬屏）的屏面布置圖、照片；

i)CT布置圖和保護配置圖；

j)控制回路邏輯展開圖；

k)中央信號邏輯展開圖；

l)繼電保護、自動裝置定值單；

m)繼電保護和自動裝置邏輯圖；

n)繼電保護和自動裝置說明書；

o)交直流系統(tǒng)配置圖、邏輯圖；

p)交直流系統(tǒng)裝置說明書；

q)“五防”系統(tǒng)說明書；

r)測控及遠動系統(tǒng)配置圖、邏輯圖；

s)測控及遠動裝置說明書；

t)數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

C.2.3運行資料

a)變電站運行規(guī)程；

b)變電站設(shè)備巡視規(guī)程；

14

c)典型操作票；

d)典型事故現(xiàn)象和處理步驟。

C.3變電站自動化系統(tǒng)資料

a)變電站自動化系統(tǒng)技術(shù)說明書；

b)變電站自動化系統(tǒng)使用說明書；

c)主控制條和人機界面圖片；

d)人機界面的菜單及其功能；

e)遙信、遙測、遙控表。

f)數(shù)字化變電站虛端子連接；

g)數(shù)字化變電站SCL配置文件。

C.4相關(guān)電網(wǎng)資料

a)相關(guān)電網(wǎng)中的變電站、發(fā)電廠主接線圖（包括各仿真變電站）；

b)相關(guān)電網(wǎng)的潮流計算數(shù)據(jù)和穩(wěn)定計算數(shù)據(jù)；

c)相關(guān)電網(wǎng)的繼電保護和安全自動裝置定值；

d)相關(guān)電網(wǎng)調(diào)控自動化系統(tǒng)技術(shù)說明書；

e)相關(guān)電網(wǎng)調(diào)控自動化系統(tǒng)使用說明書。

15

附錄D

（規(guī)范性附錄）

變電站仿真機應(yīng)用資料要求

D.1教練員資料

教練員資料應(yīng)充分滿足教練員理解和掌握仿真機的仿真功能和各種培訓功能的使用。

1）仿真機用戶手冊

仿真機用戶手冊應(yīng)包括：

a)仿真機概述；

b)仿真變電站的主接線、一二次設(shè)備配置等基本情況介紹；

c)仿真變電站自動化系統(tǒng)介紹；

d)仿真相關(guān)電網(wǎng)介紹；

e)仿真變電站一次設(shè)備操作使用說明；

f)仿真變電站二次設(shè)備操作使用說明；

g)變電站自動化系統(tǒng)操作使用說明。

2）教練員手冊

教練員手冊應(yīng)包括：

a)仿真機軟硬件系統(tǒng)及功能的總體概述；

b)仿真機系統(tǒng)配置和運行管理；

c)教練員臺各種功能使用說明；

d)仿真機故障和異常的處理方法。

D.2軟件資料

軟件資料應(yīng)滿足用戶軟件技術(shù)人員對仿真機進行軟件維護和修改的需要。

1）計算機廠家隨機軟件手冊

提供完整的相關(guān)軟件手冊。

2）仿真機軟件維護參考手冊

a)軟件系統(tǒng)配置說明書；

b)仿真開發(fā)支撐系統(tǒng)說明書；

c)建模環(huán)境及流程說明書。

D.3硬件資料

硬件資料應(yīng)充分滿足硬件維護人員維護、修改、查找硬件故障的需要。由于硬件配置方

案存在較大差別，凡方案涉及到下列資料內(nèi)容的，應(yīng)按以下要求提供：

1）計算機系統(tǒng)硬件資料

a)計算機廠家隨機硬件資料；

b)網(wǎng)絡(luò)連接圖。

2）計算機外圍設(shè)備手冊及使用說明書（如打印機、投影儀等）

3）I/O接口系統(tǒng)硬件資料

a)接口系統(tǒng)布置圖；

b)I/O接口輸入/輸出清單。

4）屏盤硬件資料

a)盤面布置圖；

b)屏盤儀表清冊；

16

c)屏盤操作設(shè)備清冊；

d)屏盤指示設(shè)備清冊；

e)屏盤接線圖；

f)端子排標識清單；

g)直流電源設(shè)備說明書；

h)直流電源系統(tǒng)接線圖。

5）硬件系統(tǒng)診斷軟件應(yīng)用說明書

6）配電系統(tǒng)資料

a)控制室電源接線圖；

b)配電柜布置及接線圖；

c)控制室電源設(shè)備規(guī)范及材料清單；

d)UPS說明書；

e)控制室電源布線圖。

7）環(huán)境仿真設(shè)備資料

8）備品備件清單

9）維修工具清單

10）硬件設(shè)備交付清單

17

附錄E

（規(guī)范性附錄）

變電站仿真機典型故障、異常仿真要求

E.1基本要求

不同類型和用途的變電站仿真機，對典型故障、異常仿真要求可以有所不同。

變電站仿真機應(yīng)具有完整的故障、異常類型。典型故障的類型應(yīng)包括由仿真運算結(jié)果而

自然引發(fā)的故障、受訓人員誤操作而發(fā)生的故障、或教員設(shè)置的故障。典型異常的類型應(yīng)包

括教員設(shè)置的異常和仿真變電站在運行中自然發(fā)生的異常。故障、異常發(fā)生時，將引發(fā)相應(yīng)

告警信號，相應(yīng)畫面、設(shè)備顯示、監(jiān)視儀表反應(yīng)和處理結(jié)果與參考變電站一致。

E.2變電站典型故障、異常

E.2.1斷路器本體及其相關(guān)的故障、異常

1)斷路器拒動；

2)斷路器誤動；

3)斷路器合在有故障的線路或母線上；

4)斷路器非全相；

5)斷路器輔助接點異常；

6)斷路器操作機構(gòu)故障及異常；

7)斷路器控制回路故障及異常；

8)斷路器本體設(shè)備異常。

E.2.2隔離開關(guān)本體及其相關(guān)的故障、異常

1)帶負荷拉、合隔離開關(guān)；

2)用隔離開關(guān)拉空載變壓器勵磁電流；

3)用隔離開關(guān)拉高壓長線空載電容電流；

4)用隔離開關(guān)拉小電流接地系統(tǒng)的接地電流；

5)帶接地設(shè)備合隔離開關(guān)；

6)隔離開關(guān)分、合不到位；

7)隔離開關(guān)輔助接點的異常；

8)隔離開關(guān)設(shè)備本體異常；

9)隔離開關(guān)操作機構(gòu)的故障及異常。

E.2.3接地設(shè)備本體及其相關(guān)的故障、異常

1)帶電合接地設(shè)備；

2)接地設(shè)備本體異常。

E.2.4變壓器本體及其相關(guān)故障、異常

1)變壓器油箱內(nèi)故障，包括相間短路、接地短路、匝間短路；

2)變壓器油箱外故障，包括套管和引出線上相間短路、接地短路(中性點有效接地電

網(wǎng)一側(cè))、接地(中性點非有效接地電網(wǎng)一側(cè))；

3)變壓器過負荷；

4)變壓器油溫過高；

5)變壓器油面降低；

6)變壓器過勵磁；

7)變壓器調(diào)壓機構(gòu)的故障及異常；

8)變壓器冷卻系統(tǒng)故障及異