电网调度自动化仿真系统研究

电网调度自动化仿真系统研究

作者：李燕平

来源：《硅谷》2011年第16期

摘 要： 电网调度是电力工业生产的一种特定组织方式，是电力系统安全稳定运行的中枢。依据电网调度职责，介绍电网调度自动化仿真系统的主要功能和实现方式等内容。 关键词： 电网调度自动化；DTS；仿真系统

中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820089－01

随着电力工业的飞速发展，大容量互联系统和直流、核电等新设备的相继出现，电力系统自动监控的水平不断提高，电力系统对运行的安全可靠性要求越来越高，同时现代化生活和生产也使得用户对供电质量及可靠性提出了更高的要求。为保证电网的安全、经济运行，电力系统运行操作人员必须具有丰富的知识、经验和能力。电网调度自动化仿真系统基于这一需求应用而生。

1 电网调度自动化仿真系统

电网调度自动化仿真系统即电网调度员培训仿真系统（Dispatcher Training Simulator，简称DTS），是目前培训、运行操作人员的最有效工具。它利用计算机模拟实际电力系统的运行特性，用调度运行人员熟悉或易于掌握的人机界面，逼真地再现受训者所在电力系统的静态和动态特性，以对调度员、运行支持及决策人员进行演示和培训，使他们有一种身临其境的感觉，可以增进对系统的了解．积累处理事故的经验，提高处理事故的能力。DTS对电力系统动态行为进行逼真的模拟，严格模拟调控中心人机会话操作过程，并且要能体现能量管理系统（EMS）的全部功能。在线运行DTS可以取得更好的培训效果。因此DTS应可以共享SCADA系统的实时数据和历史数据，而且保持环境一致，即数据采集、发电计划、网络分析等采用与控制中心相同的画面及信息，使学员与调度员面对的环境完全一致。

DTS不仅能使得调度员在真实的操作环境中对其所在电网及相邻电网的特性和薄弱环节有深入的了解，掌握保证电能质量和预防出重大事故的能力，积累迅速正确地判断和处理各种故障的经验，而且还可以对运行支持人员、规划和决策人员、软硬件研发人员等进行培训。其主要功能有：

1.1 正常情况下的培训。正常情况下的基本操作培训包括开关操作、倒闸操作、变压器分接头的调节、发电机的投切及出力调节，负荷的投切与增减。系统的并列与解列等。正常情况下的基本训练包括对负荷频率控制、经济调度、系统状态监视，调度员潮流等工具的使用，警报显示的处理等。在经济运行方面，通过有效的培训及结果的反馈，使调度员了解各种情况下

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经济调度的方法，对旋转备用的要求，电压支持、稳定极限及联络线潮流影响等，从而增长有关经济运行的经验。

1.2 紧急状态下的事故处理培训。在联络线投切，发电机紧急事故，事故甩负荷，线路单重或多重故障，保护误动或拒动，振荡状态及系统解列等紧急状态下，对调度员处理事故能力是一种严重的考验。实时的调度员培训仿真系统能使控制人员达到技术和心理上的真实感，是培训调度员处理严重事故的有效工具。通过事故状态下的培训，可以增强调度员在紧急状态下对自身能力的信心，增长有关动态或解列运行状态下系统技术特性方面的知识，以及有关处理事故时所需工具和操作步骤等方面的知识。

1.3 事故后电力系统的恢复操作培训。如重新安排有功、无功出力，调整负荷及并网等一系列操作处理，使系统在最短时间内恢复正常。

1.4 预防性操作及操作后的分析。DTS系统可对系统或学员操作中潜在的静态、动态不安全性进行评价，并能图示预防控制的方法和结果。此外还能对学员的处理过程及系统状态利用快照形式记录下来，培训结束后可再现其过程，从而对其操作进行思考和评价，制定出最佳的操作规程，使学员熟练地运用正确的规程对系统进行正确的操作。

1.5 进行继电保护和自动装置研究。利用DTS系统还能进行电力系统运行方式的研究，以及继电保护和安全自动装置的整定配置研究。从模拟的角度出发，在线调度员培训仿真系统应具有SCADA、静态分析和动态分析以及能量管理等功能。SCADA应包括正常的开关操作、电压无功控制、极限值监视、数据传送、设备故障、线路或变压器断路器跳闸以及发电机关闭等。静态分析应包括与系统安全有关的接线变化监视、状态估计、调度员潮流、故障分析、平衡和不平衡故障模拟、故障响应以及与系统经济运行有关的经济负荷调度、交易计划、最优潮流和负荷管理等。动态分析应包括负荷频率控制、电压和无功控制、系统解列和分岛、甩负荷及系统恢复等。能量管理功能应包括负荷预测、机组组合、交易估计和能量转让等。 2 DTS系统的实现方式

DTS的硬件应能满足培训功能的要求，从其与调控中心EMS的联系来看，可分为独立型和一体化型两类。独立型即培训机单独作为一个实体，与调控中心EMS互不影响。因此独立型DTS不受调控中心EMS系统硬件／软件条件的限制，安装的时间和地点灵活，通用性好。但是建立一套独立型的DTS就失去了在线EMS的一些功能，不能把实时的数据作为培训的基本数据，需要维护两套独立的数据库。一体化型是将DTS与调控中心EMS系统相连或成为一体，使用与调控中心相同的硬件、应用软件和数据库，而且人机界面也与控制中心相同。 一体化型DTS的结构可以有以下四种。

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1）第一种是将DTS安装在一台EMS后备机上，此时学员和教练员的用户界面相同，而且只需维护一套数据库，从EMS取实时数据也很方便。但是这样降低了工作机的可靠性，加重了EMS备用机的负载。

2）第二种是把调控中心模型和电力系统模型／教练员系统安装在两台不同的计算机上，调控中心模型与实际的EMS完全相同，并通过传输通道与电力系统模型／教练员系统通信。学员面对的环境与实际完全相同，而教练员需要面对两种不同界面。这时需要维护两套数据库。

3）第三种是把调控中心模型和电力系统模型／教练员系统安装在相同的计算机上。与独立型不同的是，它要求调控中心与现有的EMS完全相同，使学员面对完全相同的环境 4）第四种是把调控中心模型安装在EMS备用机上，而在另一台计算机建立电力系统模型，并用一个接口与学员使用的控制中心相连。一体化型DTS与实际调度系统融为一体，使用与EMS统一的数据库，便于利用实时数据进行培训。 DTS用户可根据各自的实际情况选取不同的配置方式。 3 结束语

目前，DTS处于应用推广阶段，在实际运行过程中往往需要开发单位专责维护人员协助才能正常使用。但是随着DTS理论研究水平的逐步提高，技术应用实践的日臻完善，其必将为电网的安全运行提供重要的技术支持。

参考文献：

[1]陈勇志，厦门电网DTS系统保护仿真研究[J].机电信息，2009（36）. [2]朱建，变电所综合自动化的发展对策研究[J].科技资讯，2010（33）.

[3]王珂、杨胜春、李峰、宁文元、於益军、黄海峰、谢旭，区域电网DTS联网演习系统的研究及应用[J].华东电力，2011（01）.

[4]刘永胜、李题印、包拯民、黄河、姚海燕，区域电网无功优化方案的规划与研究[J].浙江电力，2010（12）.