基于实时仿真的在线调度员培训系统及其方法

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基于实时仿真的在线调度员培训系统及其方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电网仿真领域，特别是一种基于实时仿真的在线调度员培训系统及其方法。\n背景技术\n[0002] DTS(Dispatcher Training Simulator，调度员培训系统)系统在国内应用已近二十年，能够提供调度员进行正常操作、事故处理及系统恢复的训练，尤其是事故时快速反应能力的训练，从而对提高调度员业务水平，保证电网安全、经济调度有着重大的意义。\n[0003] 但目前各研究机构研究或开发的DTS中，其仿真内核均为基于准稳态或动态潮流的机电暂态仿真，难以准确模拟现代交直流大电网的运行控制特性。随着高压直流、串联补偿、SVC、STATCOM等大功率电力电子技术的广泛应用，以及风力发电、储能等清洁能源的逐步推广，我国电网的运行特性变得更为复杂，可能出现的交直流电网事故也更为多样，系统安全稳定问题突出，对调度和运行人员专业知识和运行经验的要求也越来越高。\n发明内容\n[0004] 针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于实时仿真的在线调度员培训系统及其方法，能够准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训。\n[0005] 一种基于实时仿真的在线调度员培训系统，包括：\n[0006] EMS系统，所述EMS系统用于从交直流电网获得交直流电网数据；\n[0007] 与所述EMS系统连接的MMS系统，所述MMS系统用于从EMS系统获得所述交直流电网数据，根据所述交直流电网数据生成电网运行数据；\n[0008] 与所述MMS系统连接的RTDS仿真系统，所述RTDS仿真系统用于从MMS系统获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果；以及\n[0009] 与所述RTDS仿真系统连接的DTS系统，所述DTS系统用于从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案。\n[0010] 本发明的基于实时仿真的在线调度员培训系统，EMS系统从交直流电网获得交直流电网数据，MMS系统从所述EMS系统获得所述交直流电网数据，根据所述交直流电网数据生成电网运行数据，RTDS仿真系统从所述MMS系统获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果，DTS系统从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案，从而能够准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训。\n[0011] 本发明还提供一种基于实时仿真的在线调度员培训方法，其特征在于，包括以下步骤：\n[0012] MMS系统从EMS系统获得交直流电网数据，并根据所述交直流电网数据生成电网运行数据；\n[0013] RTDS仿真系统从所述MMS系统获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果；\n[0014] DTS系统从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案。\n[0015] 先通过MMS系统从EMS系统获得交直流电网数据，并根据所述交直流电网数据生成电网运行数据，然后RTDS仿真系统获得所述电网运行数据后，根据所述电网运行数据生成仿真结果，最后DTS系统从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案，从而实现准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训的目的。\n附图说明\n[0016] 图1为一个实施例的基于实时仿真的在线调度员培训系统的结构示意图；\n[0017] 图2为另一个实施例的基于实时仿真的在线调度员培训系统的结构示意图；\n[0018] 图3为一个实施例的基于实时仿真的在线调度员培训方法的流程示意图；\n[0019] 图4为另一个实施例的基于实时仿真的在线调度员培训方法的流程示意图。\n具体实施方式\n[0020] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。\n[0021] 请参阅图1中一个实施例的基于实时仿真的在线调度员培训系统的结构示意图。\n[0022] 一种基于实时仿真的在线调度员培训系统，包括：EMS(Energy Manage System，能量管理系统)系统100，所述EMS系统100用于从交直流电网获得交直流电网数据；与所述EMS系统100连接的MMS(MirrorManagement System，镜像管理系统)系统101，所述MMS系统101用于从EMS系统100获得所述交直流电网数据，根据所述交直流电网数据生成电网运行数据；与所述MMS系统101连接的RTDS(Real-Time Digital Simulator，数字仿真器)仿真系统\n102，所述RTDS仿真系统102用于从MMS系统101获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果；以及与所述RTDS仿真系统102连接的DTS(Dispatcher Training Simulator，调度员培训系统)系统103，所述DTS系统103用于从所述RTDS仿真系统102获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案。\n[0023] 本实施例中，EMS系统100从交直流电网获得交直流电网数据，MMS系统101从所述EMS系统100获得所述交直流电网数据，根据所述交直流电网数据生成电网运行数据，RTDS仿真系统102从所述MMS系统101获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果，DTS系统103从所述RTDS仿真系统102获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案，从而能够准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训。\n[0024] 在其中一个实施例中，如图2所示，所述RTDS仿真系统202包括相互连接的仿真模块204和直流控制保护模块205，其中，所述直流控制保护模块205用于生成对电网运行数据进行控制和保护操作的控制保护仿真数据；\n[0025] 所述仿真模块204分别与所述MMS系统201以及DTS系统203连接，用于从所述MMS系统201获取电网运行数据、从所述直流控制保护模块205获取控制保护仿真数据，并根据所述电网运行数据以及控制保护仿真数据生成仿真结果。\n[0026] 具体地，RTDS仿真系统202的仿真模块204从所述MMS系统201获得所述电网运行数据，将所述电网运行数据进行初始化设置，生成电网运行仿真数据；直流控制保护模块205根据所述电网运行仿真数据生成对所述电网运行仿真数据进行控制和保护操作的控制保护仿真数据；所述仿真模块204根据所述电网运行仿真数据以及控制保护仿真数据生成仿真结果。从而提供准确的模拟电网运行特性的仿真结果数据。\n[0027] 在其中一个实施例中，如图2所示，基于实时仿真的在线调度员培训系统还包括：\n分别与所述MMS系统201连接的安稳信息系统207、保护信息系统208以及综合防御系统209，所述安稳信息系统207用于向MMS系统201提供安稳信息数据，所述保护信息系统208用于向MMS系统201提供保护信息数据，以及所述综合防御系统209用于向MMS系统201提供综合防御数据，其中，所述MMS系统201还用于根据所述安稳信息数据、保护信息数据以及综合防御数据生成电网运行数据。\n[0028] 通过安稳信息系统、保护信息系统以及综合防御系统提供更多的电网运行数据，使得仿真结果更能准确的模拟电网的运行特性。\n[0029] 在其中一个实施例中，如图2所示，所述基于实时仿真的在线调度员培训系统还包括与所述DTS系统203连接的展示系统206，所述展示系统206用于从DTS系统203获得仿真结果，根据所述仿真结果生成关键KPI指标，并显示所述关键KPI指标。\n[0030] 具体地，展示系统206从DTS系统203获得仿真结果，根据所述仿真结果生成关键KPI指标，通过可视化形式显示所述关键KPI指标，其中，所述可视化形式包括表格、曲线、动画、二维等高线形式，从而生动形象地进行仿真培训。\n[0031] 一个优选的具体实施例，如图2所示：\n[0032] MMS系统201从EMS系统200获得交直流电网数据、从安稳信息系统207获得安稳信息数据、从保护信息系统208获得保护信息数据、以及从综合防御系统209获得综合防御数据，根据所述交直流电网数据、安稳信息数据、保护信息数据以及综合防御数据生成电网运行数据，RTDS仿真系统202的仿真模块204从所述MMS系统201获得所述电网运行数据，并生成电网运行仿真数据，直流控制保护模块205根据所述电网运行仿真数据生成对所述电网运行仿真数据进行控制和保护操作的控制保护仿真数据；所述仿真模块204根据所述电网运行仿真数据以及控制保护仿真数据生成仿真结果，DTS系统203从所述仿真模块204获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案，从而能够准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训。或者展示系统206从DTS系统203获得所述仿真结果，根据所述仿真结果生成关键KPI指标，通过可视化形式显示所述关键KPI指标，其中，所述可视化形式包括表格、曲线、动画、二维等高线形式，从而生动形象地进行仿真培训。\n[0033] 本发明还提供一种基于实时仿真的在线调度员培训方法，如图3所示，包括以下步骤：\n[0034] S300，MMS系统从EMS系统获得交直流电网数据，并根据所述交直流电网数据生成电网运行数据。\n[0035] S301，RTDS仿真系统从所述MMS系统获得所述电网运行数据，根据所述电网运行数据生成仿真结果。\n[0036] S302，DTS系统从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案。\n[0037] 所述DTS系统还可以包括教案开发、管理、维护以及故障设置等功能，通过各种功能调用相应的仿真结果以及教案数据，并显示相应的仿真结果。\n[0038] 该实施例中，先通过MMS系统从EMS系统获得交直流电网数据，并根据所述交直流电网数据生成电网运行数据，然后RTDS仿真系统获得所述电网运行数据后，根据所述电网运行数据生成仿真结果，最后DTS系统从所述RTDS仿真系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果进行教案制作，并显示所述仿真结果以及教案，从而实现准确模拟电网的运行特性，进行仿真培训的目的。\n[0039] 在其中一个实施例中，所述基于实时仿真的在线调度员培训方法，还包括以下步骤：\n[0040] MMS系统分别从安稳信息系统获得安稳信息数据、从保护信息系统获得保护信息数据以及从综合防御系统获得综合防御数据，并根据所述安稳信息数据、保护信息数据以及综合防御数据生成电网运行数据。\n[0041] 该实施例中，MMS系统根据所述安稳信息数据、保护信息数据以及综合防御数据生成电网运行数据，使得最终生成的仿真结果能够准确模拟电网各种复杂的运行特性。\n[0042] 在其中一个实施例中，如图4所述，所述根据电网运行数据生成仿真结果的步骤包括：：\n[0043] S400，RTDS仿真系统的仿真模块从所述MMS系统获得所述电网运行数据，将所述电网运行数据进行初始化设置，生成电网运行仿真数据。\n[0044] S401，RTDS仿真系统的直流控制保护模块根据所述电网运行仿真数据生成对所述电网运行仿真数据进行控制和保护操作的控制保护仿真数据。\n[0045] S402，所述仿真模块根据所述电网运行仿真数据以及控制保护仿真数据生成仿真结果。\n[0046] 该实施例中，先通过仿真模块从所述MMS系统获得所述电网运行数据，将所述电网运行数据进行初始化设置，生成电网运行仿真数据，作为初始化数据；然后直流控制保护模块根据所述电网运行仿真数据生成对所述电网运行仿真数据进行控制和保护操作的控制保护仿真数据；最后，仿真模块根据所述电网运行仿真数据以及控制保护仿真数据生成仿真结果。从而实现根据电网运行数据生成电网运行仿真数据，结合对所述电网运行仿真数据进行控制和保护的仿真操作，生成仿真结果，准确、逼真地模拟电网的运行特性。\n[0047] 在其中一个实施例中，所述基于实时仿真的在线调度员培训方法还包括通过展示系统展示所述仿真结果的步骤：\n[0048] 展示系统从所述DTS系统获得所述仿真结果，根据所述仿真结果生成关键KPI指标；\n[0049] 通过可视化形式显示所述关键KPI指标，其中，所述可视化形式包括表格、曲线、动画、二维等高线形式。\n[0050] 所述关键KPI指标(Key Performance Indicator，关键绩效指标)是对电网运行的某一侧面进行衡量，对于电网运行仿真，KPI指标主要侧重于电网的可靠性和经济性。\n[0051] 电网的可靠性包括可用性、充裕性、安全性、电能质量四个方面。可用性可采用系统可用系数、系数非计划停运系数两个总指标，以及峰荷期重要线路的可用系数、峰荷期非重要线路的可用系数、腰荷期重要线路的可用系数、腰荷期非重要线路的可用系数四个细节指标。\n[0052] 电网的充裕性从发电量、输电设备的使用、备用三个方面考核。发电量的充裕度使用充裕度差额指标；输电设备的使用指标采用断面容量裕度指标，设备或断面潮流超过稳定限额运行的累计时间、连续超限运行10min以上的次数、连续超限运行最长时间，设备或断面潮流运行在90％—100％稳定限额的数量和累计时间；备用的充裕性采用备用系数、备用不合格天数和累计不合格时间两个指标。\n[0053] 电网运行安全性的考核指标包括：输电网接入点非计划停电次数，输电网平均故障停运频率、平均故障停运时间，不同等级事故次数，系统故障停电等效分钟数SM，系统故障严重程度指标SI。\n[0054] 电能质量有频率偏差指标和电压偏差指标，其中频率偏差指标包含：频率合格率指标、频率分布统计指标、最高频率偏差、最低频率偏差。\n[0055] 电网运行的经济性从电网运行的基本面和调度行为两方面进行考核。电网运行的基本面指标包括：售电量、输电线路长度、变电设备容量、线路平均/最大/最小负载率、输电设备负载率方差、潮流分布方差指标、输电断面限额指标；调度行为绩效指标包括：输电网损率、备用容量裕度指标、输电成本指标。\n[0056] 通过展示系统将仿真结果生成关键KPI指标，并通过可视化形式将所述关键KPI指标展示出来，从而将电网的运行特性形象生动地展示出来，对电网运行人员展开调度、运行和控制的仿真培训。\n[0057] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。\n[0058] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。