混合仿真培训变电站的应用研究

发布时间：2020-08-06 08:16

【摘要】：电力是国民生产的主要动力资源,对电网企业而言,不断提高供电质量及可靠性,才能确保生产的经济效益和安全性。伴随着电网规模日益壮大,技术复杂性日益增高,对电网企业员工的职业技能的要求也越来越高。直接反应在变电站的自动化程度越来越高、信息量越来越大,这就要求变电运行、继保自动化运维技术人员与时俱进,不断通过培训学习提高技术水平,做好设备定检、维护工作,确保电网安全稳定。但是,在现有的三种基本变电站仿真培训系统中,物理仿真系统工程造价高,且不便于扩展升级,数字仿真系统又不够直观,要求操作者具有一定的计算机基础,且开发难度较大,因此,数字-物理混合仿真系统的研发和改进更为契合实际生产培训需求。在此背景下,本文选题为《混合仿真培训变电站的应用研究》,拟对混合仿真培训变电站的机理和应用做进一步研究。通过研究混合仿真培训变电站的总体方案设计,明确其系统总体结构以及功能要求,同时明确搭建较高水平混仿变电站所需技术支持,并对关键技术进行重点研究分析,确定解决方式,确保系统建设的可行性,最终结合实际建设项目进行混合仿真培训变电站的系统建设,要求遵循上述系统结构设计内容,根据具体变电站的功能要求,解决主要存在的技术要点,并进行仿真检验设计方案的实用性和有效性。首先,介绍了目前普遍应用的混合仿真培训变电站的总体架构,包括其各部分组成的协调工作原理和整体功能实现,再进一步具体阐述了其硬件系统和软件系统的构成,并对系统建设所需技术支持进行研究。通过上述工作,可以对混合仿真培训变电站具有较为宏观的框架性认识,同时根据技术支持明确了研究方向。然后,针对前面所提的关键技术支持,重点对其中基于实时数字仿真技术的一次系统建模做进一步理论研究,采用应用较为广泛的、精度较高的为机电-电磁暂态混合仿真算法,分别建立电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型,分析这两类仿真模型相应的不同的求解方法,并对电磁和机电两侧的数据交互原理做简要分析。最后,以惠州龙源培训基地为应用试点,将上述混合仿真模型的理论研究应用于该基地混合仿真培训变电站的建设项目,该项目针对的是目前变电专业人员培训主要采取理论学习和现场跟班学习、培训时间长、不具备系统性、延续性,培训效果较差的培训现状,而拟开发建设一套涵盖500kV变电站、220kV变电站规模的数字物理混合仿真培训系统。根据项目要求,并结合上述理论要点,本研究完成了龙源培训基地的仿真一次系统建模,在相应完成二次设备配置的工作后,对所搭建的混仿变电站培训系统进行仿真功能测试,并重点对电网故障仿真效果进行检验,仿真结果表明,本文根据惠州龙源培训基地实际情况搭建的混仿培训系统能够对各类操作或故障进行精准仿真,主要技术难点基本解决,能够满足变电运行、继保自动化运维技术人员的培训需求。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM63
【图文】：

系统结构图,混合仿真,变电站,系统结构

二章混合仿真培训变电站总体方案设电站逐渐向智能变电站过渡的背景下，有必要建设与其配套变电站，以满足运维人员的培养和实训需求，保障各级变电兼顾经济性和安全性的原则。本章首先研究了混合仿真培训能要求，在此基础上，以建成可操作性和可扩展性较强的混进一步研究了变电站的硬件系统和软件系统组成，以及维持支持，为全文搭建起宏观的框架体系。构培训变电站主要由仿真一次系统、真实一次设备、真实二次大模块等组成[总体设计思路]，形成完整的闭环数字物理混，现对各组成模块的功能进行简要阐述。

混合仿真,硬件系统,变电站

图 2-2 混合仿真培训变电站的硬件系统件系统的混合仿真培训变电站软件系统应包括如下的组成部分：基于 EMTP真软件；二次回路故障模拟软件；断路器、刀闸及操作机构模拟软件场景仿真软件；教员系统；工作票与操作票系统；培训考核系统；多如图 2-3 所示。

混合仿真,变电站,软件系统

图 2-2 混合仿真培训变电站的硬件系统2.4 软件系统完善的混合仿真培训变电站软件系统应包括如下的组成部分：基于 EMTP 软件的实时电网仿真软件；二次回路故障模拟软件；断路器、刀闸及操作机构模拟软件；变电站一次设备场景仿真软件；教员系统；工作票与操作票系统；培训考核系统；多媒体培训系统等，如图 2-3 所示。

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