关键词： 岗位培训；数字仿真；变电站 中图分类号： TM63；TM743文献标识码： B 文章编号： 1003-4897（2000）01-0035-02 1引言 常规的数字仿真变电站只能作为电气运行人员的岗位培训，而不能进行二次检修人员、保护调试人员及远动人员需要进行的岗位培训，大大降低了这种仿真系统在供电部门的利用率。 为了解决常规仿真系统此种缺陷，南海电力工业局于1997年8月起，在电气仿真领域进行了大胆尝试，研制了电气运行人员、二次检修人员、保护调试人员及远动人员都可以进行岗位培训的变电站仿真系统，并于1998年6月正式投入使用。使用部门反映良好，达到了预期的目的。 2仿真对象 2.1主结线 南海市典型的110kV变电站结线：110kV单母线三段及专用旁路，110kV线路四条，10kV单母线四段，10kV线路二十四条，站用变压器二台，10kV补偿电容器组三组，10kV曲折变压器三台，二卷50MVA带负载调压的主变压器三台。 2.2仿真对象及要求 仿真对象：南海市典型110kV变电站的主控制室的环境、功能和真实的二次回路、真实的继电保护及远动设备。 仿真要求：电气运行人员、二次检修人员、保护调试人员及远动人员都可以进行岗位培训，并具备无人值守、远方监控方式。 为了节约投资，拟定了中央信号系统、一条110kV线路、一台50MVA主变器、一条10kV线路、一组10kV补偿电容器组、110kV第Ⅰ段母线、10kV第Ⅰ段母线等安装单位为真实的二次结线、真实的信号及控制操作设备、真实的测量仪表、真实的继电保护（微机保护：DLP3522C、ISA-1等）；0.38kV交流系统为真实设备；220V直流系统为真实设备；调度远动装置为真实设备（GR-90）。其余安装单位为常规的数字仿真设备，把真实的二次回路、二次设备与数字仿真设备完美地结合成一个符合上述仿真要求的仿真系统。 3仿真系统硬件设计 本系统的硬件结构框图见图1。 图1变电站仿真机硬件框图 4仿真系统软件设计 本系统的软件框图见图2。 图2变电站仿真机软件框图 4.1软件平台 计算机系统的运行、开发和维护所需的软件，如：Windows95、FORTRAN、C、VB、汇编等。 4.2变电站仿真软件 仿真软件是通过对逻辑模型和数学模型的连续运算来实现变电站运行的实时仿真，因此，仿真模型软件的建立及良好的运行是仿真机实现其功能的主要手段，也是确保和提高整个仿真机性能指标的关键所在。所以，这一套模型软件是以电力系统和变电站的全物理过程、逻辑关系为基础而建立的、连续的、全参数、全工况的数学模型软件系统。 5仿真系统的技术指标及功能特点 5.1仿真系统技术指标 （1）仿真度：全仿真，90%以上； （2）实时性：100ms以内的反应周期； （3）可靠性：长期无故障运行； （4）可扩展性：能实现远动信息中介； （5）真实设备符合生产厂的技术参数。 5.2仿真系统功能特点 对主控制室主环控制屏台提供真实设备或外观、功能的全仿真，对保护屏提供真实设备或提供功能，信号、灯光、操作的仿真，对现场一次设备提供功能仿真，同时，可实时提供现场一次设备图像显示。 倒闸操作、潮流分布、运行方式的改变，仪表、信号显示及故障、异常现象，保护动作都会与实际相同。 可进行电气人员的运行值班、无人值守运行方式的巡检、二次回路检修、继电保护维护调试的岗位培训和远动人员的岗位培训。 5.2.1仿真软件功能 （1）电力系统及一次设备的功能仿真； （2）二次回路的逻辑仿真 （3）电流、电压、功率的计算； （4）正常、异常情况运行； （5）故障运行状态； （6）仪表、光字牌、信号灯显示； （7）重合闸、按频率减负荷、准同期； （8）继电保护； （9）倒闸操作； （10）主变有载调压。 5.2.2支持软件功能 （1）支持模型软件设计、研制、安装调试和修改； （2）支持在线修改有关参数改变运行工况； （3）支持在线建立模型。 5.2.3教练员台功能 教练员台设计为多功能、多用途的培训控制中心。在教练员台硬件和软件配置基础上成为仿真系统运行的主要人机界面之一，有友好的界面，教练员台能实现的任务是： （1）可以灵活地控制学员的操作； （2）可以提供800多个以上的各类、各处的故障生成（可按需要扩充）和任意的复合故障组合； （3）可以提供外部参数设置； （4）控制“追忆”、“重演”、“冻结”、“快、慢速”等功能； （5）提供学员倒闸操作的考核评分控制功能； （6）提供学员事故处理过程的控制平台。 5.2.4学员台功能 学员台设计为多功能、多用途的学员操作控制中心。在学员台硬件和软件配置基础上成为仿真系统运行的主要人机界面之一，有友好的界面，学员台能实现的任务是： （1）实现一次设备的遥控操作； （2）监视运行工况； （3）监视潮流分布； （4）绘制各主要参数的趋势图； （5）绘制实时运行参数表； （6）开关和刀闸闭锁关系的设置和解除； （7）在线打印各种曲线、图形、图表； （8）倒闸操作的考核评分； （9）事故处理的人机对话功能； （10）对远动设备（RTU）进行监控及数据组装转发。 5.5.5多媒体同步显示画面系统 利用当代先进的多媒体技术，做到一次设备的操作和现场设备同时显示。 5.5.6二次回路查线检修培训功能 在真实的二次回路上可以进行故障查找、仪表设备调试及维护等培训工作。 5.5.7继电保护调试、整定及维护培训功能 在真实的继电保护装置上可以进行调试、整定及维护等培训工作。 5.5.8远动装置调试及维护培训功能 在真实的远动装置上可以进行调试及维护等培训工作。 6所需解决的技术问题 仿真机必须有足够的仿真度，良好的实时性和运行的可靠性，同时，必须把真实二次结线、二次设备和仿真设备完美地结合为一个整体，为此需解决如下的技术问题： （1）计算机系统方案的确定； （2）计算机接口方案的选择和设计； （3）二次回路及二次设备的模拟电路设计及实施方法的研究； （4）仿真对象数学模型的研究和实时计算的实施方法； （5）真实设备与仿真设备相融合的方案设计； （6）长期运行的测量用及保护用的功率源的研制及抗干扰问题的解决； （7）真实设备的驱动软件的研制； （8）教练员台功能软件的开发； （9）学员台功能软件的开发； （10）事故处理人机对话功能软件的开发； （11）多媒体调显功能软件的开发； 7推广应用前景 此变电站仿真系统可方便地推广应用于220kV变电站和500kV变电站等不同的仿真对象上，具有可进行电气人员的运行值班、无人值守运行方式的巡检、二次回路检修、继电保护维护调试的岗位培训和远动人员的岗位培训的五大功能，它大大地扩展了常规数字仿真系统的概念及使用范围，提高了利用率，将会受到供电部门的广泛欢迎。专家鉴定属国内首创，具有良好的推广应用前景和市场竞争力。
