面向现场培训的智能变电站保护与控制行为仿真分析

摘要

智能变电站作为电力系统中的变电部分，具有相当重要的地位，也是建设坚强智能电网的重要组成部分。智能变电站延续了数字化变电站的功能和特点，可自动完成测量、控制、保护等基本功能。其中，保护与控制部分是智能变电站内重要的功能环节，也是变电站正常运行的重要保障。随着变电站信息化和自动化技术的快速发展，保护与控制装置也发展为集数字化、网络化于一身的设备，且装置间联系更加紧密。正是由于智能变电站更新快速的特点，促使站内的装置也发生了巨大的革新，这就对智能变电站内从业人员的专业性要求越来越高。 近年来，针对于智能变电站培训系统的研究成为电力专业研究的热点，智能变电站培训系统可真实模拟和反映实际变电站内运行的状态，运用该类系统可使受训人员对站内装置的功能和运行有更深刻的理解和认识。但是现阶段的智能变电站实训仿真系统多数集中于介绍装置的操作功能，而针对于站内保护与控制装置内部的实现原理和信息特性的仿真系统相对较少，特别是将装置的信息特性和功能需求相结合所开发的仿真系统。这将造成目前普遍应用的实训系统随着智能变电站技术的不断更新和自身快速的发展，无法满足未来电力从业人员的培训需求。因此，从培训系统的可扩展性和受训人员的培训效率角度出发，研究满足可扩展和高效率的保护和控制仿真培训系统是必要的。 针对以上对目前智能变电站培训系统发展形势的分析，本文提出了面向现场培训的智能变电站保护与控制行为的仿真分析方法。该方法建立在装置的仿真模型基础上，通过分析保护与控制装置的信息化特性和功能原理来构建整个仿真系统的设计。仿真实现过程中，运用组件化的构建方法，根据装置原理的差异将不同种类的逻辑组件进行自定义组合，完成所需装置仿真模型的建立。并且在分析过程中，使用图形界面化的培训方法，将装置的内部构成原理和功能实现过程给予直观性展示，使受训对象深入了解智能变电站内保护和控制装置的功能实现的整个过程。 本文在实现仿真分析的过程中完成的工作，大致可以概括为如下几个方面： 、分析智能变电站内保护与控制装置的信息特性和功能原理，并将装置模型的构建分为信息模型和功能模型两部分。按照IEC61850标准中面向对象建模的方法建立装置的信息模型，同时分别对智能变电站的保护装置，合并单元和智能终端的功能行为作详细介绍，并基于此对三种装置的功能模型部分作详细的说明。1 2、根据智能变电站保护与控制仿真过程中的功能要求，将仿真系统划分为仿真平台，仿真算法和通信功能三部分。在系统实现的过程中，构建仿真平台实现模型中数据的管理，同时为了满足装置模型的多样化特点，建立仿真元件库来支持自定义完成模型的搭建。鉴于实际变电站内装置之间通信的方式，按照 IEC 61850标准协议的规定设计以SV报文和GOOSE报文为传输方式的通信网络。 3、最后为了整体上展示智能变电站保护与控制行为仿真的功能和验证其仿真过程的性能，对仿真系统进行了综合校验测试。最终的测试结果证明了仿真过程的正确性及稳定性，说明本文所提出的智能变电站保护与控制行为仿真分析方法具有一定的应用潜力和可行性。

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