1、EMS(8)-调度员培训仿真系统 DispatcherTrainingSimulator（DTS）一、课题背景一、课题背景?电力系统对运行安全可靠?调度能力如何获得 性的要求?用户对供电质量及可靠性的要求?商业化运行对电网运行经济性的要求?对调度员知识和经验和的要求，圆满处理电力系统在正常、紧急、异常和事故情况下的运行问题的能力，新老调度员 直接经验（调度过程中总结、跟班学习）间接经验（课堂式的反事故演习、事故处理经验总结报告）?存在问题：事故不多、情景多样、后果严重 不能做破坏性试验 周期长、效率低、效果差?培训：仿真技术的出现，?DTS是数字仿真 军事训练，飞行模拟器 物理仿真（动模实验）
2、数字仿真（计算机，软件，主流，DTS）提供逼真的培训环境：电力系统数学模型、控制中心模型 重现各种事故 “制造”尚未出现的各种事故和运行状态 不影响实际电力系统的运行 在电网各种各样的异常和事故中进行磨练 二、发展历史二、发展历史?1976年明尼苏达会议?70年代末第一台DTS?功能发展：调度员培训、事故分析、反事故演习、运行方式研究和编制、继电保护定值校?80年代中后期，国内四大网引核、EMS功能开发研究 进，89年东北网第一台 DTS，?几十套DTS在国内各网/省/地国家二等奖 调和电力学校运行?技术发展?推广应用的时机 稳态-机电暂态（80年代末）SCADA应用水平大幅度提高 集中式-开
3、放式（90年代）DTS与EMS一体化 EMS普遍推广 图形化建模 调度系统更新换代 功能的多样性 三、概念和术语三、概念和术语 调度员培训仿真系统电力系统模型调度室模型实际调度系统调度室电力系统学员电力系统模型远动设备模型能量管能量管理系统理系统数据采数据采集与监集与监控系统控系统调度员电远动设备力系统教员教员系统四、要求四、要求?真实性（Realism）电力系统模型，操作/事故下电网的静/动态过程逼真，各种运方潮流真实，实时性。?一致性（Exactness）控制中心模型，调度自动化系统软硬件环境，身临其境?开放性（Open）：硬软件平台，符合国际开放式标准，可移植性和可扩充性，灵活选择硬件平
4、台，充分保护软件投资?灵活性（Flexibility）：教学系统灵活，足够的真实的教案，培训控制和评估，自我培训 五、系统结构五、系统结构硬件配置硬件配置?1台计算机：教员台?2-3台计算机：学员台?选型原则：资金情况?通信设备?投影仪?刻录机?高档配置：ALPHA/SUN?音箱?维护与开发计算机?第二教员台/IBM/HP服务器或工作站?高性能价格比：PC机?网络设备（局域网）?打印机（彩色喷墨）?单向玻璃墙?UPS 培训仿真室平面布置图示 5M3M门单 向 玻 璃 墙学 员 室1.6M门4.5M六、系统结构六、系统结构软件结构软件结构?设计和开发原则：开放分布式的体系结构 面向对象的技术 跨
5、操作系统的开发策略 国际标准的软件平台?软件系统四部分：支撑系统 电力系统模型 教员系统 控制中心模型 SC ADA/EM S应 用 模 型SCADA/EMS 实 时 数 据 库学 员 台网络通讯仿 真 时 间教 员 台网采 集络通讯控 制仿 真 时 钟遥 测、遥 信远 动 系 统 模 型远 动 系 统 事 件电 力 系 统 仿 真 服 务 器遥 控、遥 调电 力 系 统 状 态电 力 系 统 模 型事 件 处 理 器事 件 表培 训评 估教 案 初 始 条 件教 员 操 作 台教 案 的 制 作与 管 理教 案 库七、电力系统稳态模型七、电力系统稳态模型?发、输、变电设备 一次：发电机、调速
6、器、原动机、负荷、线路、变压器、电抗器、电容器、开关、刀闸、母线、消弧线圈等 二次：继电保护、自动装置 各种运行方式?稳态/动态行为 正常、事故、恢复 安全/不安全/待恢复 稳定/失稳/待恢复 各 种 电 力 设 备的 动 态 模 型 频 率 模 型 自 动 装 置 模 型 每0.5 秒 事 件 接 收 负 荷 模 型 事 件 处 理 基 本 操 作 模有 开 关/刀闸 变 位？N Y a 驱 动 电 力 系统 模 型 b 网 络 拓 扑 分析 等 待 电 力 系 统模 型 计 算 完 毕 动 态 潮 流 计 算 事 件 处 理 器 自 动 装 置 模 型 等 待 驱 动 每5 秒 稳 态 电
7、 力 系 统 模 型 八、电力系统暂态模型八、电力系统暂态模型?原理和用途：运方研究、事故分析和保护校核等?故障模型：的特点：精确性、交互性 和实时性，动态中插入新发电机、变压器、输电线路、事件 母线、开关 故障类型：短路/断路、相间?联立的微分方程和代数方/对地、对称/不对称、瞬时/程组、网络方程的求解和延时/永久、金属短路/非金动态方程的数值积分 属短路等，结果：三相、正负零序电量、?核心算法：时域仿真法、发电机摇摆曲线 牛顿法和交替迭代法 发电机(定子、转子、励磁等)和变压器(绕组、铁芯等)内?微分方程组的数值解法：隐式梯形法、二阶精度、部故障，逻辑保护方法 数值稳定性好?新一代动态电力
8、系统模型 初 始 化 输 入 潮 流 计 算 结 果 计 算t=0 系 统 初值作 初 始 处 理 修迭 代 求改解导节Y 纳阵点 电有 操作 或 故N 障?压 求 解的发动电态机 和方 程负 荷 迭电代压到基两本次相计同算 计 算求节解点网注络入方电程流 t=t+Y t 系 统 失 稳N?仿 真 结 束Y?N 结 束 九、动态电力系统模型九、动态电力系统模型?电源模型 发电机模型：2、3、4、5阶模型 励磁系统模型：它励和自并励、自复励等多种 原动机模型：非再热式机组模型、一段再热式机组模型以及水轮机模型等原动机模型。调速系统模型：机械油压式调速器、电液式调速器经典模型 电力系统稳定器模型
9、锅炉模型：直流炉和汽包炉 等典型模型。锅炉模型一般由压力调节、给水和燃料燃烧以及锅炉控制等环节构成?负荷模型：恒阻抗模型、静态模型、考虑机械暂态和电磁暂态的动态负荷模型?定值保护模型：国内外的情况、用户自定义模型、开关电流 十、教员系统十、教员系统?培训前，教案的制作与管“客户服务器”模式 理：初始条件和事件表、在线教案、子教案、三种?教员操作台：生动灵活的时标 全图形人机交互系统、操?培训中，仿真过程控制：作、监视、报警、查询等 仿真时钟、快照重演、?培训后，培训评估系统：快放慢放、暂停恢复、评估报告、教案事件选择、在线态研究态切换、教培训评估打分 员台/学员台切换、培训/操作票切换、自动装置/继电保护模拟与否设置?事件处理器：仿真服务器、
