時間：2023-10-09 10:54:12
序論：在您撰寫變電仿真培訓(xùn)時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要：闡述了變電仿真培訓(xùn)如何針對不同層次培訓(xùn)對象采用相應(yīng)的培訓(xùn)方案，指出現(xiàn)有的變電仿真培訓(xùn)存在的問題和解決對策。
論文關(guān)鍵詞：變電運行；仿真；培訓(xùn)
隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，迫切要求電力職工具有更高的技能水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，職工技能水平的高低，直接影響到電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。而變電運行崗位是供電企業(yè)中最重要的生產(chǎn)崗位之一，直接關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。變電運行人員責(zé)任重大，技能水平要求高，培訓(xùn)需求迫切。變電仿真培訓(xùn)是對變電運行人員進(jìn)行的各類技術(shù)培訓(xùn)中最為有效的方法之一。
仿真變電站是利用計算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)及多媒體技術(shù)，根據(jù)變電站一、二次設(shè)備及接線進(jìn)行設(shè)計，為受培訓(xùn)學(xué)員提供一個近似的變電站工作平臺。培訓(xùn)學(xué)員可以在仿真設(shè)備上進(jìn)行相應(yīng)的操作，使他們能在較短的時間內(nèi)，變電運行技術(shù)技能得到迅速的提高。因此，目前仿真培訓(xùn)已成為變電運行人員取證、復(fù)審、考核、職業(yè)技能鑒定、技術(shù)技能競賽等首選的手段和工具。
一、變電仿真培訓(xùn)分類
電力培訓(xùn)中心開展多層次的變電仿真培訓(xùn)，提高全體變電運行人員操作技能水平和事故處理能力。根據(jù)現(xiàn)有的仿真系統(tǒng)培訓(xùn)目標(biāo)的定位，培訓(xùn)對象主要分為以下幾個層次。
1.崗位取證培訓(xùn)
崗位取證培訓(xùn)主要分為上崗取證培訓(xùn)和已取到上崗證的員工定期復(fù)審輪訓(xùn)兩大類。
上崗取證培訓(xùn)的人員，目前主要是新進(jìn)員工，他們從以理論教學(xué)為主的學(xué)校到實際的工作崗位，其跨度相當(dāng)大。他們具有一定的電氣理論知識，但實踐經(jīng)驗缺乏，仿真培訓(xùn)將為這種跨越提供成功的對接。上崗取證培訓(xùn)，主要學(xué)習(xí)調(diào)度規(guī)程、倒閘操作規(guī)程，編寫相對簡單的倒閘操作票并根據(jù)操作票進(jìn)行規(guī)范化的倒閘操作訓(xùn)練、設(shè)備的巡視及進(jìn)行相對簡單的事故分析判斷和處理，為他們快速勝任變電運行工作搭建良好的平臺。
對于取證員工的培訓(xùn)主要以講授、示范和操作訓(xùn)練相結(jié)合的培訓(xùn)方式為主。
2.崗位復(fù)審培訓(xùn)
已取到上崗證的員工每三年參加一次復(fù)審培訓(xùn)，他們具有較豐富的實踐經(jīng)驗，復(fù)審培訓(xùn)則以新版或新修訂的與變電運行相關(guān)的規(guī)程、規(guī)定中新修訂條款為內(nèi)容進(jìn)行宣貫，開展省調(diào)年度繼電保護(hù)整定方案及運行規(guī)定要點及反措宣貫、“四新”技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用的介紹和變電運行典型事故案例分析判斷和處理、現(xiàn)場運行經(jīng)驗交流研討。使受訓(xùn)的運行人員不僅溫故而知新，而且達(dá)到更上一層樓的效果。
對于復(fù)審員工的培訓(xùn)主要以講座、討論交流、分析判斷處理為主并輔以必要的技術(shù)講解。
3.職業(yè)技能鑒定前的培訓(xùn)和鑒定
以職業(yè)技能鑒定促進(jìn)運行人員運行技術(shù)技能的提升，仿真站為將要參加技能鑒定的人員提供了事故分析判斷和處理的訓(xùn)練及技能鑒定的平臺。幫助參加技能鑒定的人員較系統(tǒng)地掌握實際操作技能，熟悉各種事故和故障的現(xiàn)象、特點、分析判斷和處理的方法，快速提高他們的技術(shù)技能水平和心理素質(zhì)。仿真站的應(yīng)用使職業(yè)技能鑒定工作走上規(guī)范化、科學(xué)化的軌道。
4.班組長及以上人員的培訓(xùn)
隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，新設(shè)備、新技術(shù)不斷地在變電站中進(jìn)行推廣和運用，新規(guī)程規(guī)定的不斷實施，使變電運行人員，特別是變電運行班組長及以上人員面臨著不斷進(jìn)行知識更新的需求。開展事故預(yù)想并進(jìn)行危險點分析和預(yù)控，推廣執(zhí)行任務(wù)令，二次回路操作規(guī)定，典型事故處理，大二次、調(diào)控一體化信號的分析處理，智能變電站一、二次設(shè)備，安全管理培訓(xùn)，撰寫專業(yè)技術(shù)、管理論文或總結(jié)（心得），以提高他們的綜合能力。
5.技能競賽前集訓(xùn)和競賽
為提高變電運行人員學(xué)習(xí)技術(shù)技能的積極性，相關(guān)部門會定期地組織各種形式的技術(shù)技能競賽，通過競賽推動了運行人員技術(shù)技能水平的提高，營造出“比、學(xué)、趕、幫、超”的良好氛圍。而仿真站是選拔參賽選手和賽前集訓(xùn)及競賽的最好場所。近年來的這類比賽均在仿真站進(jìn)行，因此以競賽為目的的仿真訓(xùn)練比以提高運行技術(shù)技能水平為目的的仿真培訓(xùn)更具針對性。改變了過去由于變電站操作受客觀條件的限制，技能競賽考試只能“紙上談兵”的局面。
二、變電仿真培訓(xùn)存在的問題
1.仿真系統(tǒng)的仿真能力還不盡如人意
（1）硬仿真變電站。采用數(shù)學(xué)—物理模擬的硬仿真變電站受不可更改的模擬盤結(jié)構(gòu)的限制，只能是一個相對典型的變電站界面，與綜合自動化變電站培訓(xùn)軟仿真系統(tǒng)比較，主要是直觀性好，使用操作方便。但可擴(kuò)充性差，而且不具備遠(yuǎn)程培訓(xùn)的功能，目前已經(jīng)被淘汰了。
（2）綜合自動化變電站軟仿真系統(tǒng)?？蓴U(kuò)充性較好，而且具備遠(yuǎn)程培訓(xùn)的功能，使用操作方便，系統(tǒng)反應(yīng)速度較快，分組操作互不影響，但組內(nèi)操作互相影響。異常情況仿真能力不足。
（3）三維變電站軟仿真系統(tǒng)。是集控模式變電站仿真系統(tǒng)，與綜合自動化變電站軟仿真系統(tǒng)比較，主要是按照設(shè)備實物進(jìn)行三維建模，形象逼真，具有較完善的變電站設(shè)備巡視功能。多人同時訓(xùn)練、互不影響。異常情況仿真能力有所提升，但設(shè)備異常等仿真方面與現(xiàn)場實際情況相比仍然存在較多的差異。三維操作復(fù)雜，系統(tǒng)反應(yīng)速度慢，對于年齡偏大、計算機(jī)“玩得”不是很熟練的學(xué)員，在仿真系統(tǒng)使用操作上造成較大的困難。
（4）集控站仿真系統(tǒng)（調(diào)控一體化仿真系統(tǒng)）。是在集控模式仿真變電站上發(fā)展起來的，是仿真一個地區(qū)或省網(wǎng)部分地區(qū)的若干個變電站組成假想的電網(wǎng)，潮流和計算精度均存在問題。而且仿真集控站難以跟上電網(wǎng)發(fā)展的需求，存在一定的滯后性。仿真系統(tǒng)與變電運行人員真正面對的工作環(huán)境之間存在較大的差異，集控站運行人員在監(jiān)盤、事故處理的訓(xùn)練上針對性雖然有所提升，但還是難以做到盡善盡美。
2.工學(xué)矛盾突出
由于電網(wǎng)迅猛發(fā)展，變電站也愈來愈多，運行人員總?cè)藬?shù)卻不增反減。由于各供電企業(yè)實施少人值班、減人增效、減少培訓(xùn)成本等措施，執(zhí)行定崗定編，一個蘿卜一個坑，因此抽調(diào)已經(jīng)定崗的運行人員脫產(chǎn)學(xué)習(xí)，有一定的困難，工學(xué)矛盾相當(dāng)突出。
3.對資深學(xué)員培訓(xùn)缺乏經(jīng)驗
目前的變電仿真培訓(xùn)主要是取證與復(fù)審兩大類，對這兩類培訓(xùn)無論是培訓(xùn)內(nèi)容還是培訓(xùn)方法都是比較成熟的。但對資深人員的培訓(xùn)，如：變電運行班組長及以上人員的培訓(xùn)或技師、高級技師鑒定前的培訓(xùn)目前還比較缺乏經(jīng)驗，還處于摸著石頭過河的階段。
三、對策
我們應(yīng)客觀地對待變電仿真培訓(xùn)中存在的實際問題，根據(jù)培訓(xùn)中心實際情況，揚長避短，突出重點，注重變電運行人員關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，并且采取以下的措施。
1.進(jìn)一步發(fā)展與提升仿真變電站功能，確保仿真的正確性、易維護(hù)性、易擴(kuò)充性
仿真系統(tǒng)應(yīng)具備操作簡單、易于修改，便于維護(hù)的功能。用戶可在使用過程中，按照各自變電站的實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，使其更貼近實際運行中的變電站。同時還應(yīng)提供與現(xiàn)場正在運行的電力系統(tǒng)相連接的接口，即可獲取現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，使仿真系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更真實可信，盡可能地使仿真系統(tǒng)與現(xiàn)場保持一致性。
2.仿真系統(tǒng)的仿真水平有待進(jìn)一步完善，提高三維操作的便捷性，提升系統(tǒng)的反應(yīng)速度
操作的便捷和系統(tǒng)反應(yīng)快速，可以讓培訓(xùn)的學(xué)員集中更多的時間和精力用于提升專業(yè)技能上。另外，變電仿真系統(tǒng)不是建得愈多愈好，建得再多，也不能仿真系統(tǒng)內(nèi)的所有變電站。關(guān)鍵在于能仿真系統(tǒng)內(nèi)變電站的主要類型，關(guān)鍵在于完善，建一個站是一個站，每個站都能派上一個站的用場。否則，不僅浪費了精力，而且浪費了財富。
3.軟仿真變電站完全采用軟件的形式實現(xiàn)，具有完善的遠(yuǎn)程培訓(xùn)功能
可以突破時空的限制，依托電力系統(tǒng)局域網(wǎng)的技術(shù)平臺，進(jìn)行遠(yuǎn)程培訓(xùn)。目前遠(yuǎn)程培訓(xùn)主要是針對已取到上崗證的員工定期復(fù)審輪訓(xùn)，因為這部分員工的工學(xué)矛盾特別突出。
4.在教學(xué)內(nèi)容上，突出針對性、實效性和適度的超前性原則
培訓(xùn)教師必須深入各供電企業(yè)調(diào)研培訓(xùn)需求，找出各層次尤其是高層次學(xué)員迫切需要學(xué)習(xí)的知識和技能，并獲取最新技術(shù)設(shè)備信息，分析整理制作成課件后作為培訓(xùn)的內(nèi)容。例如：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，各地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控一體化的實施，地區(qū)調(diào)度控制中心監(jiān)控人員（由原來的運行人員抽調(diào)來的）急需進(jìn)行崗位培訓(xùn)。培訓(xùn)中心主動適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需求，通過調(diào)研后確定培訓(xùn)的內(nèi)容為：主要設(shè)備典型繼電保護(hù)及自動裝置的配置、動作條件及配合；地區(qū)調(diào)度控制中心信號類型、分類原則、分析處理；電網(wǎng)的理論知識；電網(wǎng)的倒閘操作和電網(wǎng)的事故處理等。從去年開始舉辦了十多期地區(qū)調(diào)度控制中心監(jiān)控人員上崗取證培訓(xùn)班，使監(jiān)控人員技能水平迅速提升，快速適應(yīng)新崗位的要求。
關(guān)鍵詞：變電仿真、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)、管理探析
中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是適應(yīng)電力發(fā)展的必然要求, 這種培訓(xùn)系統(tǒng)有助于提高變電運行人員的技術(shù)水平, 為確保電力企業(yè)安全生產(chǎn)起到極為重要的作用。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)與管理一定要做好, 既要功能完善、靈活、實用,又要具有一定的先進(jìn)性, 同時要滿足電網(wǎng)培訓(xùn)的需要。
一、以沈陽供電公司為例，闡述變電仿真培訓(xùn)的必要性
沈陽供電公司為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，發(fā)展迅速的省會城市，2013年截止到10月份總送電量為221.42億千瓦時，在全省排名第一，公司所屬變電站277座，其中220千伏變電站21座，66千伏變電站256座，變電總?cè)萘繛?962.26萬千伏安，變電系統(tǒng)職工總?cè)藬?shù)約五百人。
各種技術(shù)培訓(xùn)活動應(yīng)該在對變電運行人員中進(jìn)行，最為有效的方法就是仿真培訓(xùn)。它是借助物理模擬技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)，給受訓(xùn)者提供一個近似的變電站工作平臺和作業(yè)環(huán)境，使受訓(xùn)者能在有限時間里，獲得比傳統(tǒng)培訓(xùn)方法更好的效果。變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以為變電運行人員提供逼真的變電站真實環(huán)境，解決了變電站無法動手，無法從以前的事故教訓(xùn)中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)的問題。通過對員工技能的培訓(xùn)，達(dá)到提高變電運行人員的運行操作素質(zhì)，增強(qiáng)其安全運行能力的目的，從而適應(yīng)日趨發(fā)展變化的電網(wǎng)建設(shè)。
二、變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)培訓(xùn)流程
企業(yè)培訓(xùn)的流程見圖：
變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)培訓(xùn)流程也不例外，其培訓(xùn)內(nèi)容在技能培訓(xùn)范圍內(nèi)由變電仿真站根據(jù)預(yù)培訓(xùn)時間及受培單位要求擬定，并征求委培單位的修改意見，最后根據(jù)相應(yīng)崗位、等級的崗位培訓(xùn)與考核標(biāo)準(zhǔn)確定教學(xué)計劃。教學(xué)模式采用講、練相結(jié)合的辦法。首先由教練在多媒體教室進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容講解和演練，然后由輔導(dǎo)教練在多媒體教室輔導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行練習(xí)，同時教練、助理教練輔導(dǎo)學(xué)員上仿真機(jī)操作?？荚嚥捎每疾旒白詈蠊P試形式，考察在平時上仿真機(jī)練習(xí)過程中完成，筆試成績?yōu)楸酒诮虒W(xué)內(nèi)容完成后進(jìn)行筆試考試，總成績?yōu)榭疾炫c考試成績的平均值。根據(jù)學(xué)員的反饋意見，對培訓(xùn)內(nèi)容、方式等作進(jìn)一步修改與完善。
三、現(xiàn)階段各種仿真系統(tǒng)存在的局限性
1、局限于針對性相對較弱。采用物理模擬的仿真站限制受硬件建造的影響，對于變電站場景或界面來說只能是一個相對典型的形式，采用虛擬變電站環(huán)境的仿真站只是其中一部分，有限的能力使變電站無法具有靈活配置基礎(chǔ)，真正面對的作業(yè)對象之間存在很大差異，使變電站運行人員與仿真環(huán)境很難同步，因而在事故處理的訓(xùn)練與倒閘操作運行時，受訓(xùn)人員受到很大限制。
2、事故仿真能力是有限的。實際工作中事故形態(tài)在變電站中是復(fù)雜多樣的。如果事故發(fā)生時，除了產(chǎn)生斷路器跳閘及相應(yīng)的聲、光信號動作外，惡劣情況爆炸、燃燒、濃煙、設(shè)備損毀甚至人員傷亡也有可能出現(xiàn)，對于現(xiàn)有仿真系統(tǒng)通常只能模擬前者，而后者的模擬能力是接近于零。
3、仿真能力不足出現(xiàn)的異常情況。在變電站的日常運行工作中，概率遠(yuǎn)比事故高得多的常態(tài)是異常情況的發(fā)生，實際上，復(fù)雜的異常清況，高于一般的事故判斷和處理的難度。成為變電站運行人員能力、素質(zhì)、技術(shù)水平的真正挑戰(zhàn)是其頻繁、多發(fā)、隨機(jī)的特點。這些事件的仿真能力明顯不足是現(xiàn)有仿真系統(tǒng)的短板。
4、變電站運行方式與仿真培訓(xùn)模式的沖突。需要接受培訓(xùn)的人員脫產(chǎn)一段時間是現(xiàn)有仿真培訓(xùn)模式的需要。限制是由于仿真站的布點影響，易地進(jìn)行也是常態(tài)。措施的推行是由于變電站運行工作具有連續(xù)性的特點，以及少人值班、減人增效等因素，使脫產(chǎn)培訓(xùn)的安排日益困難。
5、有待提高現(xiàn)有仿真培訓(xùn)的方式方法。密不可分的仿真培訓(xùn)質(zhì)量、仿真設(shè)備配置、培訓(xùn)方法等，一般根據(jù)初次培訓(xùn)與復(fù)審兩大類進(jìn)行培訓(xùn)，是目前的仿真培訓(xùn)站培訓(xùn)的形勢，不同層次的運行人員培訓(xùn)內(nèi)容卻都大致雷同，缺乏一定的針對性，受訓(xùn)人員的積極性很難被提高。
四、在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上提高仿真培訓(xùn)水平的方法
1、診斷學(xué)員錯誤，采取糾正措施并分析原因。在進(jìn)行培訓(xùn)倒閘操作時，每一步操作都在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中與標(biāo)準(zhǔn)操作進(jìn)行對比，判斷學(xué)員的學(xué)習(xí)問題，判斷是否有操作錯誤，分析操作順序如果不對可能是操作錯誤，提示當(dāng)前應(yīng)該操作哪個設(shè)備，是不是違反了五防。在進(jìn)行巡視培訓(xùn)時，學(xué)員巡視過的巡視點被仿真培訓(xùn)系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄下來，并判斷學(xué)員在巡視點狀態(tài)是否正確。在學(xué)員處理事故時，監(jiān)視學(xué)員操作也是仿真培訓(xùn)系統(tǒng)要做的，給學(xué)員操作處理給出指導(dǎo)。
2、調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度，根據(jù)學(xué)員的水平與學(xué)習(xí)情況選擇。例如，培訓(xùn)初期，對仿真環(huán)境不熟悉與學(xué)員知識水平的限制，操作若嚴(yán)格按操作票校驗，那就很難完成培訓(xùn)任務(wù)。由易到難分為幾個培訓(xùn)級別，是有些系統(tǒng)根據(jù)實際情況將倒閘操作培訓(xùn)劃分的，引導(dǎo)學(xué)員循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)。
3、生成解答與自動解決問題。操作票專家系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)所要求的操作任務(wù)與當(dāng)前狀態(tài)，操作票被自動生成，作為了標(biāo)準(zhǔn)答案，用于校驗學(xué)員操作是否正確，在倒閘操作培訓(xùn)中。處理指導(dǎo)專家與故障診斷系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前故障后的現(xiàn)象，生成指導(dǎo)學(xué)員如何由故障現(xiàn)象診斷故障元件、確定故障元件后如何處理故障的報告。
4、學(xué)員的學(xué)習(xí)行為被評價。操作培訓(xùn)結(jié)束后，根據(jù)學(xué)員所犯的操作錯誤與事先確定的操作評分原則，對其操作進(jìn)行評分。在巡視培訓(xùn)后，根據(jù)學(xué)員對巡視點的誤判、漏判與巡視評分原則等情況，進(jìn)行巡視評分。
5、各種問題與練習(xí)被自動生成。突發(fā)事件有時自動生成。在學(xué)員培訓(xùn)過程中，仿真系統(tǒng)如果自動生成一些突發(fā)事件、異常事件、故障而增加培訓(xùn)的難度。那么自動生成技術(shù)問答試卷，任意抽取試題，生成試卷在系統(tǒng)題庫中生成，這樣減輕教員負(fù)擔(dān)并且提高培訓(xùn)效率。
五、闡述變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的保證措施
1、確保培訓(xùn)正常進(jìn)行的管理體系，培訓(xùn)基地為保證培訓(xùn)質(zhì)量、規(guī)范辦班程序，建立了一整套完善的培訓(xùn)管理制度，包括變電仿真站管理制度、培訓(xùn)教師職責(zé)、學(xué)員管理制度等。
2、充分發(fā)揮兼職教師作用，在培訓(xùn)期間充分發(fā)揮專兼職教師的作用，除仿真培訓(xùn)專職教師講課外，根據(jù)生產(chǎn)實際情況，從變電站聘請2名經(jīng)驗豐富的站長擔(dān)任兼職教師，使仿真培訓(xùn)更具有實效性和針對性。加強(qiáng)對仿真培訓(xùn)教師的培訓(xùn)，將專兼職教師送出去參加仿真培訓(xùn)教師資格培訓(xùn)，并取得資格證書通過對兼職教師的培訓(xùn)認(rèn)證，從而提高培訓(xùn)者的綜合素質(zhì)。
六、變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)發(fā)展展望
由于變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)畢竟有別于實際變電運行系統(tǒng)，所以只用把變電運行實際系統(tǒng)的保護(hù)邏輯關(guān)系通過聲光圖形信號等表示出來就可以完成實訓(xùn)的各種內(nèi)容，未來發(fā)展中，完全可以把變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)成像堆砌積木一樣的組態(tài)形式，這樣就可以隨機(jī)組合成任意運行方式的變電運行系統(tǒng)，使之與實際更加相近，同時各組態(tài)模塊之間的接駁形式也可考慮設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)觸片或插拔件，使之安裝更加簡單，而傳輸形式可以考慮無線傳輸。通過硬件的仿真度的提高，也直接影響到軟仿真系統(tǒng)的設(shè)計與模擬。變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)將來也不僅為培訓(xùn)提供方便，也為變電站的設(shè)計提供實驗?zāi)０濉?/p>
總之，變電運行仿真培訓(xùn)，是在借助計算機(jī)和物理模擬技術(shù)的幫助下，為參訓(xùn)人員提供一個模擬變電站工作環(huán)境的平臺，使之能將平時學(xué)到的理論知識結(jié)合實際操作，得到更加有效的水平和技能提高的培訓(xùn)手段，是我們在進(jìn)行學(xué)校授課，單位培訓(xùn)，業(yè)務(wù)考核等工作時最為有效的手段和方法。我們必須對變電仿真培訓(xùn)現(xiàn)狀有一個清醒的認(rèn)識，在硬件條件無法達(dá)到最好的前提下，研究出一套切合實際，行之有效的培訓(xùn)計劃和方案。
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作者簡介：
關(guān)鍵詞：變電站 培訓(xùn)仿真系統(tǒng) 應(yīng)用
中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0161-01
變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠全面，逼真，還原變電站實際一二次設(shè)備，如主控室、控制屏、保護(hù)屏及設(shè)備連接狀況，可在計算機(jī)監(jiān)控界面、三維設(shè)備場景進(jìn)行相應(yīng)操作，采用鼠標(biāo)點擊的操作方式，簡單、直觀、易學(xué)。準(zhǔn)確的仿真擾動發(fā)生時刻和其后時間內(nèi)繼電保護(hù)及自動裝置的動作情況，實時計算各種復(fù)雜故障和組合故障，事故設(shè)置更加靈活、更加隨機(jī)，能設(shè)置成千種事故題目，具有很強(qiáng)的現(xiàn)場感和可操作性。
1、仿真系統(tǒng)的特點
(1)仿真范圍全面，電壓等級從330kV-10kV（包括380V所用部分），逼真，一二次設(shè)備均按實際設(shè)備比例設(shè)計，主接線典型，具有很強(qiáng)的現(xiàn)場感和可操作性。
(2)仿真系統(tǒng)采用帶有數(shù)學(xué)模型的全范圍仿真，能逼真地反映電網(wǎng)、變電站的運行工況及各種物理量的變化。
(3)基于Web技術(shù)的遠(yuǎn)程培訓(xùn)，學(xué)員可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一臺終端登錄服務(wù)器利用仿真程序進(jìn)行仿真培訓(xùn)，完成仿真操作培訓(xùn)、討論和答疑等功能。
(4)實時故障計算可以計算各種復(fù)雜故障和組合故障，事故設(shè)置更加靈活、更加隨機(jī)，能設(shè)置成千種事故題目。
(5)采用多媒體技術(shù)，仿真界面效果逼真?；?D技術(shù)的多媒體變電站一次設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境仿真，完成現(xiàn)場設(shè)備的操作和巡視。
2、仿真軟件系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)模型
(1)通過一次建模和二次建模形成的虛擬變電站仿真系統(tǒng)中所有設(shè)備的建模，主要進(jìn)行初始潮流運算、故障計算分析、一次設(shè)備狀態(tài)、二次設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備操作的處理；
(2)負(fù)責(zé)與綜合仿真系統(tǒng)其他功能模塊的通訊和數(shù)據(jù)交換的功能；
(3)實現(xiàn)調(diào)試、復(fù)歸、快照/導(dǎo)回、故障設(shè)置、培訓(xùn)計劃及教案生成、狀態(tài)監(jiān)視、事件管理/記錄、事件記錄信息打印、五防措施投切等功能。
2.2 監(jiān)控系統(tǒng)
模擬仿真變電站原廠家的監(jiān)控后臺系統(tǒng)，其界面和操作方法與實際系統(tǒng)一致，可培訓(xùn)運行人員對監(jiān)控系統(tǒng)的使用和了解。能夠?qū)崿F(xiàn)：數(shù)據(jù)采集與處理、多種報警方式（簡報信息窗報警與語音報警、故障推畫面告警）、自動控制與調(diào)節(jié)、圖形顯示（接線圖、潮流圖及信息量圖）、報表功能、記錄功能、綜合電壓與無功調(diào)節(jié)功能，及完整再現(xiàn)四遙操作功能。
2.3 二次保護(hù)控制裝置
繼電保護(hù)、自動裝置、中央信號、故障錄波、測量儀表、直流系統(tǒng)、備用電源自投、遠(yuǎn)動裝置、微機(jī)五防、安控裝置等。包括上述各回路中的壓板、試驗端子、熔絲、按鈕、信號燈。各種保護(hù)及控制屏的界面與實際設(shè)備一致，盡可能逼真地反映變電站控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)及自動裝置等的各種運行工況、各種功能和操作切換。
2.4 一次設(shè)備三維場景
仿真系統(tǒng)的一次設(shè)備及就地操作采用三維虛擬現(xiàn)實視景仿真，逼真地再現(xiàn)變電站現(xiàn)場場地、變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、操作機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、電壓互感器、電流互感器、電抗器、電容器、高壓熔斷器、站用變壓器以及整流機(jī)組、直流開關(guān)、直流隔離開關(guān)等一次設(shè)備及設(shè)備的操作過程、動作過程和正常運行是的設(shè)備狀態(tài)。
3、仿真系統(tǒng)功能
3.1 日常操作、監(jiān)盤培訓(xùn)
3.1.1 監(jiān)盤和抄表
實現(xiàn)變電運行人員的監(jiān)盤工作：包括一、二次系統(tǒng)的運行監(jiān)視，站用電交流系統(tǒng)的運行監(jiān)視，站用電直流系統(tǒng)的運行監(jiān)視。
3.1.2 操作培訓(xùn)
涵蓋變電站典型操作票中的所有操作，包括主接線圖、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中全部一次設(shè)備，及站用交、直流系統(tǒng)的倒閘操作；二次部分繼電保護(hù)壓板的投退；自動裝置的投切、液晶面板的操作、打印、保護(hù)定值修改等；并包括驗電、掛地線操作；各種操作的遙測、遙信量均實時響應(yīng)。
3.1.3 巡視檢查培訓(xùn)
按照運行規(guī)程所規(guī)定的項目和巡視周期,利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進(jìn)行一、二次設(shè)備的巡視，包括巡視所用的所有專用工具。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、以三維方式展現(xiàn)變電站所有設(shè)備，包括變電站正常、異常、非正常運行工況下的現(xiàn)象和聲音等現(xiàn)場所有場景，逼真的仿真設(shè)備的正常與異常狀態(tài)，達(dá)到身臨其境的效果。
3.2 事故處理培訓(xùn)
設(shè)置事故分線路、變壓器、母線、斷路器、直流系統(tǒng)等五個方面。在設(shè)置的事故中其類型（如相間短路、接地短路、三相短路、兩相接地短路、單相斷線）、性質(zhì)（永久或瞬間）、地點（線路從首端末端、反方向，下段線路的首端等）可以任意排列組合，同時還可以與斷路器、繼電保護(hù)及自動裝置誤動、拒動排列組合。利用設(shè)置事故可進(jìn)行各種事故演練、重演，提高學(xué)員對事故處理的能力，運行人員通過正確的操作可緩和事故的影響或恢復(fù)系統(tǒng)正常運行，若處理不當(dāng)，則將造成故障擴(kuò)大。
3.3 三維交互式虛擬現(xiàn)實場景仿真
在仿真變電站的一次設(shè)備仿真和一次設(shè)備巡視系統(tǒng)中，利用3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)變電站一次設(shè)備、二次設(shè)備的三維重現(xiàn)，可以對場景中的一次設(shè)備進(jìn)行就地操作，并可對場景中的設(shè)備進(jìn)行巡視、檢查、記錄等，形象逼真的模擬現(xiàn)場的掛牌、掛地線和驗電等不同的工作方式。
在三維場景中的所有操作和巡視，仿真系統(tǒng)都有記錄，教員可以根據(jù)這些操作記錄并結(jié)合考核系統(tǒng)，對學(xué)員進(jìn)行自動或者手動評分，科學(xué)公正的評價學(xué)員的培訓(xùn)效果。
4、結(jié)語
關(guān)鍵詞：變電站；仿真；應(yīng)用
作者簡介：周秧（1981-），女，浙江諸暨人，浙江省電力公司培訓(xùn)中心，講師；蔣吉蓀（1962-），男，浙江建德人，浙江省電力公司培訓(xùn)中心，工程師，高級技師。（浙江 建德 311600）
中圖分類號：G726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）15-0025-02
變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是目前針對變電站運行人員培訓(xùn)的主要工具之一。由于電力系統(tǒng)自身的特殊性，電力生產(chǎn)與消費具有同時性、瞬時性等特點，日常工作中運行人員很難在真實運行的設(shè)備上進(jìn)行訓(xùn)練，不能將運行的系統(tǒng)當(dāng)作試驗品，更不允許人為設(shè)置一些事故用于培訓(xùn)。因此，目前普遍采用變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，建立一個與實際變電站運行狀況相似的仿真變電站。運行人員可以在這個仿真變電站里進(jìn)行運行工況監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、缺陷及事故處理等能力的訓(xùn)練。
一、變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)
變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)經(jīng)過多年的開發(fā)、升級提高，目前變電站環(huán)境是三維逼真的，人機(jī)交互是和諧友好的，高效地模擬變電站的各種運行和操作。
浙江省電力公司培訓(xùn)中心變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包含35kV、110kV、220kV和500kV四個電壓等級，是聯(lián)合電網(wǎng)型仿真系統(tǒng)，同一電壓等級以及不同電壓等級的變電站之間均有聯(lián)系，與目前的電網(wǎng)現(xiàn)狀相一致，使培訓(xùn)與生產(chǎn)實際緊密結(jié)合。同一電壓等級的變電站，不同變電站的主接線方式、正常的運行方式多樣化，有雙母線帶旁路、雙母線、雙母單分段、單母分段、內(nèi)橋接線等形式。繼電保護(hù)及自動裝置的配置形式也是不同類型、不同廠家、不同原理的結(jié)合，充分滿足了培訓(xùn)需求多樣性的要求，可以適應(yīng)來自不同變電站運行人員的培訓(xùn)，能夠滿足各等級、各崗位運行人員的培訓(xùn)。
二、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用
變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)對增強(qiáng)變電站運行人員的運行技術(shù)素質(zhì)，提高電力系統(tǒng)安全運行水平發(fā)揮著重要的作用，具有其他培訓(xùn)方式所不可能替代的獨特優(yōu)勢，可以讓“教—學(xué)—練”的培訓(xùn)模式發(fā)揮到極致，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是巨大的。
1.運行工況監(jiān)視培訓(xùn)
運行工況監(jiān)視是對變電站內(nèi)的日常信息進(jìn)行監(jiān)視，以達(dá)到掌握變電站一、二次設(shè)備運行狀態(tài)及電網(wǎng)潮流分布情況，保證正常運行的目的。目前采用的是計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，以微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為主、人工為輔的方式。
變電站的運行監(jiān)視工作是日常運行管理工作的主要組成部分。學(xué)員可以在仿真系統(tǒng)上學(xué)習(xí)監(jiān)視的內(nèi)容，能夠掌握正常運行狀態(tài)下的系統(tǒng)情況，不正常的情況有哪些，出現(xiàn)問題時如何應(yīng)對、處理。
2.設(shè)備巡視培訓(xùn)
設(shè)備巡視檢查是變電站運行人員的一項重要技能，及時發(fā)現(xiàn)異常和缺陷，對預(yù)防事故的發(fā)生，確保設(shè)備安全運行起著重要的作用。變電站中的設(shè)備很多，運行人員在設(shè)備正常運行時需巡視，設(shè)備出現(xiàn)異常時需巡視，電網(wǎng)或設(shè)備發(fā)生事故時也要巡視，這就要求運行人員掌握變電站中的每個設(shè)備在不同情況下的巡視內(nèi)容。
設(shè)備巡視工作每名變電站運行人員在工作中都在做，但是很多都是走形式，做表面的工作，很少有人可以將設(shè)備巡視工作做到位、做好。就以主變壓器為例，在正常巡視、熄燈巡視和特殊巡視時的內(nèi)容不完全相同，側(cè)重的內(nèi)容不一致，作為一名合格的變電站值班員是需要掌握的。
仿真培訓(xùn)系統(tǒng)逼真的三維畫面，使參培人員可以簡單、自如地在仿真變電站里隨意走動，對設(shè)備進(jìn)行多角度、全方位地檢查，把學(xué)習(xí)的理論知識真正運用起來。教員可以對設(shè)備設(shè)置異常，培養(yǎng)學(xué)員在巡視檢查時候發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的能力，如瓷瓶有裂紋、設(shè)備發(fā)紅過熱、設(shè)備滲漏油等。
3.倒閘操作培訓(xùn)
倒閘操作是變電站運行人員的一項重要工作，它關(guān)系著變電站以及電系統(tǒng)的安全運行，也關(guān)系著操作人員自身的安全。熟練并正確地進(jìn)行倒閘操作，是每一個運行人員必須達(dá)到的基本技能。變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)提供了對運行人員培養(yǎng)規(guī)范化操作習(xí)慣、操作術(shù)語、防止誤操作等的訓(xùn)練。培訓(xùn)人員可以按照倒閘操作的步驟和要求，從接受調(diào)度操作預(yù)令開始，擬票、審票，準(zhǔn)備工器具，危險點分析預(yù)控，接到調(diào)度的正令后依照操作步驟進(jìn)行準(zhǔn)確有序地操作，直到倒閘操作完畢，匯報調(diào)度，簽銷操作票。這樣既符合現(xiàn)場的操作程序和習(xí)慣，也使運行人員感到更加真實，從而達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。
通過倒閘操作培訓(xùn)，可以使運行人員學(xué)會如何規(guī)范地接受調(diào)度下達(dá)的指令，如何規(guī)范地使用術(shù)語與調(diào)度交流，能夠正確、迅速地填寫操作票，且能夠理解每一步操作步驟的意義，而不是照本宣科、死記硬背，這樣就可以將學(xué)習(xí)到的技能舉一反三地應(yīng)用到實際的工作實踐中，做到學(xué)以致用。
變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以進(jìn)行各種設(shè)備的倒閘操作，包括線路、母線、變壓器、旁路開關(guān)代出線（主變）開關(guān)的操作等，不僅包含了一次設(shè)備的操作，也有二次設(shè)備的操作。在進(jìn)行倒閘操作培訓(xùn)過程中，可以很好地將相關(guān)的規(guī)程、制度融入進(jìn)去，不但能夠熟練掌握倒閘操作的過程，還可以提高安全意識和其他相關(guān)技術(shù)水平。在倒閘操作過程中，如果出現(xiàn)誤操作，仿真培訓(xùn)系統(tǒng)與實際變電站一樣，會發(fā)出相應(yīng)的各種音響、信號，同時可以在相應(yīng)的設(shè)備上看到因誤操作所引起的事故現(xiàn)象及保護(hù)動作情況。通過模擬誤操作的培訓(xùn)，可以加深運行人員對誤操作所引起的嚴(yán)重后果的感性認(rèn)識，同時也可以提高運行人員處理誤操作所引起事故的能力，做到臨危不亂。
4.缺陷處理培訓(xùn)
變電站電氣設(shè)備的缺陷是指設(shè)備的異常運行狀態(tài)或異常運行情況，如不及時處理將可能逐漸嚴(yán)重，甚至發(fā)展成為事故，或造成事故的擴(kuò)大。變電站一次、二次設(shè)備在不間斷地長時間工作中，或多或少都會產(chǎn)生缺陷，故發(fā)現(xiàn)缺陷并會處理缺陷是運行人員必備的一項技能。缺陷可分為緊急缺陷、重要缺陷和一般缺陷三類，變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)置各種類型的缺陷。通過培訓(xùn)，學(xué)員可以學(xué)會發(fā)現(xiàn)缺陷后，如何給缺陷定性，如何處理缺陷，并且能夠掌握最優(yōu)的處理方案。一個缺陷出現(xiàn)后，可以有多種處理的方案，其中一個是最安全、最可靠的方案。通過培訓(xùn)可以提高運行人員的缺陷處理能力，將可能發(fā)生的事故防患于未然。
5.事故處理培訓(xùn)
事故處理能力是反映運行人員綜合能力的一個重要手段。發(fā)生一個事故，能夠?qū)κ鹿蔬M(jìn)行分析、判斷，并能夠給出完整的、合理的、可行的處理方案。把一個事故處理完整，需要人員有很多的專業(yè)知識作為基礎(chǔ)。
隨著技術(shù)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備性能日益完善，發(fā)生故障的概率也是日趨降低。運行人員在現(xiàn)場遇到事故的機(jī)會越來越少，對事故處理能力的培養(yǎng)的機(jī)會也是越來越少。一旦發(fā)生事故，運行人員就會感覺無從下手，不知道如何分析事故原因，如何判斷事故性質(zhì)，如何查找故障點，如何匯報調(diào)度，如何處理事故。因此，事故處理的培訓(xùn)是運行人員培訓(xùn)的重中之重。
關(guān)鍵詞：智能變電站培訓(xùn)；培訓(xùn)需求；培訓(xùn)內(nèi)容；培訓(xùn)評估
作者簡介：張洪波（1982-），女，河南鄭州人，國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心，工程師。（河南 鄭州 450051）
中圖分類號：G726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0181-02
2009年5月，國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，智能變電站作為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)節(jié)點，是智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容。智能變電站較傳統(tǒng)變電站發(fā)生了重大的變革：一次設(shè)備智能化；二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化；運行管理自動化；一鍵順控等高級應(yīng)用功能，實現(xiàn)智能化運行。這些新設(shè)備、技術(shù)和應(yīng)用對人員的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，如何培養(yǎng)掌握智能變電站技術(shù)的高素質(zhì)人員成為日益緊迫亟待解決。
智能站知識主要來源于理論學(xué)習(xí)、參觀學(xué)習(xí)、現(xiàn)場設(shè)備安裝調(diào)試跟蹤學(xué)習(xí)，在實際生產(chǎn)過程中知識來源有限，應(yīng)對異常和緊急情況的經(jīng)驗缺乏，迫切需要后續(xù)培訓(xùn)。智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)作為一種現(xiàn)代化、高效且針對性強(qiáng)的培訓(xùn)平臺，真實再現(xiàn)了現(xiàn)場環(huán)境，使學(xué)員能夠熟悉智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和先進(jìn)設(shè)備，掌握正常操作、異常處理和事故分析處理過程，培養(yǎng)員工的實踐技能。因此，利用仿真培訓(xùn)系統(tǒng)成為當(dāng)前智能變電站人員和后續(xù)人才培養(yǎng)的一種有效手段。
作為一名電力企業(yè)培訓(xùn)師，應(yīng)結(jié)合電力系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展、崗位需求和現(xiàn)有的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研究策劃開發(fā)針對不同培訓(xùn)對象的智能變電站培訓(xùn)項目，制定實施培訓(xùn)計劃，做好咨詢和培訓(xùn)。[1]下面結(jié)合自己的實際工作談?wù)勅绾芜M(jìn)行智能變電站仿真培訓(xùn)工作。
一、了解培訓(xùn)對象，確定培訓(xùn)需求
1.了解培訓(xùn)對象，進(jìn)行需求調(diào)研
以智能變電站運行人員為例，雖然工作崗位仍然是變電運行，但由于新技術(shù)、新設(shè)備、新知識的應(yīng)用，其工作模式發(fā)生了變化，培訓(xùn)需求自然也會變化。即使來自同一崗位，有著相似的工作職責(zé)和內(nèi)容，但由于他們年齡、學(xué)歷、經(jīng)驗等自身因素的差距決定了培訓(xùn)面對的學(xué)員培訓(xùn)需求的不同，使得培訓(xùn)需求既有共性也有個性。因此，作為培訓(xùn)師首先要了解培訓(xùn)對象，進(jìn)行深入調(diào)研。
了解培訓(xùn)對象可以分為兩個方面：個人需求、組織需求。個體需求就是學(xué)員站在自身發(fā)展或工作崗位能力的要求角度來確定自己需要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容，在哪些方面需要提升等。個體需求調(diào)查多采用座談或問卷調(diào)查等方式，同時要了解學(xué)員的特點，以便針對不同學(xué)員采用不同的培訓(xùn)模式，提高學(xué)習(xí)的積極性，提升培訓(xùn)效果。組織需求就是要了解企業(yè)某一方面的發(fā)展現(xiàn)狀與目標(biāo)存在的差距。就智能變電站運行崗位而言，目前調(diào)控一體化模式相比以往的運行方式在監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備以及操作方式等方面都有很大的不同和進(jìn)步。這種差距就是一種企業(yè)培訓(xùn)需求。作為培訓(xùn)師，必須要能夠迅速地掌握這種差距和變化才能預(yù)測出企業(yè)對培訓(xùn)的具體需求內(nèi)容，才能為制定合理的培訓(xùn)計劃提供前提依據(jù)。
2.分析調(diào)研結(jié)果，確定培訓(xùn)需求
培訓(xùn)需求分析需要從多維度來進(jìn)行，[2]包括企業(yè)、工作、個人三方面。首先，進(jìn)行企業(yè)分析。要立足企業(yè)培訓(xùn)的實際，確定企業(yè)培訓(xùn)需求，保證培訓(xùn)計劃滿足企業(yè)發(fā)展目標(biāo)與戰(zhàn)略的要求。其次，進(jìn)行工作分析。工作分析是指員工為滿足工作崗位要求所必須掌握的技能和能力。最后，進(jìn)行個人分析。個人分析是將員工現(xiàn)有的水平與崗位技能需求進(jìn)行比較，當(dāng)員工的水平不能達(dá)到崗位技能水平時需要對其進(jìn)行培訓(xùn)。在進(jìn)行培訓(xùn)需求分析時，還需從企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)更新和特點上綜合考慮，一方面注重新技術(shù)、新設(shè)備、新理論的培訓(xùn)，另一方面也要注重培訓(xùn)人員的主要能動性與現(xiàn)實目標(biāo)的有效結(jié)合。
二、根據(jù)培訓(xùn)需求確定培訓(xùn)內(nèi)容
隨著電力技術(shù)的進(jìn)步和企業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的培訓(xùn)越來越需要貼近現(xiàn)場實際，企業(yè)培訓(xùn)更加重視技能培訓(xùn)，尤其注重崗位實踐知識和技能培訓(xùn)。作為企業(yè)培訓(xùn)師必須要承擔(dān)輔導(dǎo)、培訓(xùn)的責(zé)任，通過對培訓(xùn)對象的授課、訓(xùn)練、指導(dǎo)，使培訓(xùn)對象通過學(xué)習(xí)和實踐獲得工作所需的知識與技能，提高工作能力，達(dá)到自我發(fā)展的目標(biāo)。因此，這就要求企業(yè)培訓(xùn)師必須深入實際工作，掌握具體崗位工作內(nèi)容，制定符合實際的培訓(xùn)內(nèi)容。[3]
以智能變電站培訓(xùn)為例，可以按照智能變電站的知識把多項任務(wù)進(jìn)行分解，確定模塊化的培訓(xùn)內(nèi)容。這樣以仿真培訓(xùn)系統(tǒng)為平臺的智能變電站培訓(xùn)的內(nèi)容大致可包括以下方面：
1.熟悉智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)
智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是一種高效且針對性強(qiáng)的培訓(xùn)平臺，能真實再現(xiàn)現(xiàn)場運行環(huán)境，并具有可隨意操作性，使用方法簡單。作為一種培訓(xùn)工具，需要熟悉該系統(tǒng)以便更好地學(xué)習(xí)。包括：熟悉仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的使用、操作方法及注意事項；熟悉仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的組成及各部分作用；熟悉主接線及一次設(shè)備，了解保護(hù)配置。
2.學(xué)習(xí)安全生產(chǎn)知識
對于電力供電企業(yè)，電網(wǎng)的安全運行是第一位的，因此，安全生產(chǎn)知識的培訓(xùn)是智能變電站仿真培訓(xùn)中必不可少的內(nèi)容，包括：《安規(guī)》、“兩票”管理規(guī)定等相關(guān)安全知識的培訓(xùn)。
3.學(xué)習(xí)智能變電站新技術(shù)、新設(shè)備、新理論、新應(yīng)用
智能變電站與常規(guī)變電站相比發(fā)生了重大的變革，智能變電站涉及的新技術(shù)、新設(shè)備、新理論、新應(yīng)用是運行人員急需學(xué)習(xí)的內(nèi)容。包括：一次設(shè)備智能化：智能終端、合并單元、電子式互感器等；智能變電站“三層兩網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配置、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測；智能化保護(hù)裝置。
4.學(xué)習(xí)智能變電站技能操作
智能變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以純軟件形式再現(xiàn)智能站的新技術(shù)、新應(yīng)用，詳細(xì)模擬智能一、二次設(shè)備，可以實現(xiàn)正常操作、設(shè)備巡視、事故分析及處理三方面的培訓(xùn)功能。
（1）正常操作。通過正常操作培訓(xùn)一方面可以學(xué)習(xí)操作票的開取、修改、執(zhí)行等常規(guī)的操作模式；另一方面可以學(xué)習(xí)智能變電站特有的一鍵順控操作功能。
（2）設(shè)備巡視。培訓(xùn)學(xué)員查找設(shè)備缺陷、發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常的能力，提高學(xué)員處理、隔離異常設(shè)備、恢復(fù)電網(wǎng)正常運行狀態(tài)的能力。
（3）事故分析和處理。培訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行處理、切除或隔離故障點，恢復(fù)送電，將事故的影響降到最低，提高培訓(xùn)學(xué)員判斷和處理事故的能力。
5.對學(xué)員提出的研討問題組織研討
智能變電站仿真培訓(xùn)所面對的培訓(xùn)對象都是來自各供電公司的現(xiàn)場技術(shù)工作人員，他們的工作與現(xiàn)場實際結(jié)合緊密，通過對其提出的實際問題進(jìn)行研討學(xué)習(xí)，大家集思廣益，能夠開闊思路，解決存在的疑惑，同時對培訓(xùn)教師來說也是收集培訓(xùn)案例的一個機(jī)會。
三、根據(jù)現(xiàn)場實際編寫培訓(xùn)教材
教材是培訓(xùn)的重要組成部分，任何培訓(xùn)都離不開培訓(xùn)教材，培訓(xùn)教材要與現(xiàn)場實際和工作崗位需求緊密結(jié)合，與培訓(xùn)內(nèi)容息息相關(guān)，突出技能，其形式可以采用章節(jié)式、模塊式、表格加注解式等。無論采用何種形式，最重要的是內(nèi)容要緊緊貼合實際，最大限度地適應(yīng)培訓(xùn)要求，滿足培訓(xùn)所需，理論結(jié)合實際，針對性強(qiáng)。另外，教材可以借助計算機(jī)制作多媒體課件。多媒體課件與傳統(tǒng)的文字教材相比，提供的信息量更大，表現(xiàn)形式也更加生動，可以豐富培訓(xùn)課程內(nèi)容，并使培訓(xùn)課程的表現(xiàn)形式多樣化，同時還能提高學(xué)員學(xué)習(xí)的積極性和能動性。這也是較好的一種教材形式。總之，教材要注意講究實效、實用。
四、制定培訓(xùn)計劃，實施培訓(xùn)工作
1.合理安排時間，確定培訓(xùn)計劃
培訓(xùn)時間的合理安排是制定培訓(xùn)計劃的重要部分，培訓(xùn)時間一定要綜合考慮企業(yè)各崗位人員的工作安排，不能因為培訓(xùn)時間過長而影響企業(yè)生產(chǎn)，也不能因為培訓(xùn)時間不充分而影響培訓(xùn)效果。所以要綜合各方面因素安排合理的時間，一旦時間確定才能制定合理的培訓(xùn)計劃。
培訓(xùn)方式主要是培訓(xùn)所采取的組織形式，如在職或脫產(chǎn)培訓(xùn)等方式；培訓(xùn)方法是指培訓(xùn)教學(xué)工作采用的具體技巧與手段，如案例法或講授法，企業(yè)培訓(xùn)所面對的學(xué)員參差不齊，要根據(jù)他們的特點采用恰當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)方法，如互動式、講解式、體驗式等等。在培訓(xùn)過程中還需要注重教學(xué)工具的使用，例如多媒體教材等。因此，好的培訓(xùn)方式方法對培訓(xùn)會起到事半功倍的效果。在智能變電站仿真培訓(xùn)中多采用理論知識講解，然后邊實踐、邊學(xué)習(xí)，將理論知識與實踐操作緊密結(jié)合，達(dá)到提高技能的目的。
2.結(jié)合培訓(xùn)目標(biāo)，確定考核方式
每個培訓(xùn)項目實施后均要對受訓(xùn)人員進(jìn)行考評，這也是對培訓(xùn)效果的一個檢驗?？己朔绞揭话惴譃楣P試、面試、操作三種方式。筆試又分為閉卷和開卷等。在智能變電站仿真培訓(xùn)中，通常采用筆試和操作兩種方式進(jìn)行。對需要掌握的理論知識采用筆試的方式，對必須掌握的操作技能采用操作的方式，通過兩種方式的結(jié)合對學(xué)員的培訓(xùn)效果進(jìn)行考評。
3.掌握培訓(xùn)技巧，實施培訓(xùn)工作
智能變電站仿真培訓(xùn)工作的實施可以包括組織培訓(xùn)、導(dǎo)入課程、講授知識、操作訓(xùn)練、課程結(jié)束等內(nèi)容。[4]在課程的教授環(huán)節(jié)應(yīng)廣泛采用多種多樣的培訓(xùn)形式，結(jié)合培訓(xùn)具有崗位針對性的特點，可以針對培訓(xùn)項目采用體驗式教學(xué)、互動式教學(xué)等等，在教學(xué)過程中還需注重教學(xué)工具的使用。此外，在培訓(xùn)中還需要遵循激發(fā)與鼓勵原則，要注重針對性和實際效果，通過培訓(xùn)提高學(xué)員的能力和素質(zhì)，使之滿足崗位要求。
五、了解培訓(xùn)效果，進(jìn)行培訓(xùn)評估
任何一項培訓(xùn)的效果如何，學(xué)員最有發(fā)言權(quán)，所以要廣泛征求和了解學(xué)員的反饋情況。[5]在培訓(xùn)結(jié)束后，要組織參培學(xué)員對培訓(xùn)項目的內(nèi)容設(shè)計、內(nèi)容安排、師資配備、教師授課水平、教學(xué)態(tài)度、培訓(xùn)班組織管理的綜合水平等方面進(jìn)行評估，評估形式通常以綜合評估表、問卷等形式為主。培訓(xùn)評估的意義是可以采納學(xué)員合理的建議，不斷改進(jìn)培訓(xùn)內(nèi)容，使培訓(xùn)活動持續(xù)改善，使培訓(xùn)更具有生命力；通過整理總結(jié)學(xué)員反饋信息，全面了解培訓(xùn)存在的問題和不足，為下一輪培訓(xùn)提供經(jīng)驗，具有較高的參考價值。
六、結(jié)束語
隨著堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，智能變電站作為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要支撐節(jié)點進(jìn)入全面建設(shè)時期，智能變電站新設(shè)備、新技術(shù)、新應(yīng)用將成為電力員工必備的知識。開展好智能變電站仿真培訓(xùn)既可以滿足學(xué)習(xí)智能變電站知識的需求，也可以滿足專業(yè)人員深入、系統(tǒng)學(xué)習(xí)的需求，使運行維護(hù)人員在較短的時間內(nèi)掌握智能變電站的關(guān)鍵技術(shù)和操作技能，提高電網(wǎng)安全運行水平。
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關(guān)鍵詞：變電仿真；培訓(xùn)系統(tǒng)；開發(fā)方向
中圖分類號：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0166-01
隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，使得運行操作越來越復(fù)雜，而對電網(wǎng)安全運行的要求也越來越高，為了確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運行，要求變電運行人員具有較高的技術(shù)水平和事故處理能力。由于電力系統(tǒng)的特殊性，電力系統(tǒng)的事故、異常是不能在現(xiàn)場運行設(shè)備上A演的，所以變電運行人員在實際運行的系統(tǒng)中進(jìn)行培訓(xùn)，以此來提高操作技能和事故處理能力是絕對不可能的。變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是全過程、高性能、全范圍的培訓(xùn)仿真裝置，能夠使接受培訓(xùn)的運行人員正確熟練地掌握變電所主變、母線、線路、保護(hù)裝置的投停、倒換及調(diào)整等正常操作，提高他們準(zhǔn)確分析、判斷、處理各種事故的能力。
1 變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的分類及特點
變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可分為硬仿真系統(tǒng)和軟仿真系統(tǒng)。硬仿真系統(tǒng)是指采用硬件裝置模擬變電站的各種運行設(shè)備，包括一次設(shè)備、二次設(shè)備、交直流系統(tǒng)及控制盤、表計等。開關(guān)跳閘、保護(hù)動作及異常等信號邏輯關(guān)聯(lián)是用二次線來實現(xiàn)的，設(shè)備操作的把手、按鈕、壓板、空氣開關(guān)都是真實設(shè)備，系統(tǒng)建設(shè)較復(fù)雜，適應(yīng)性差，改動困難。軟仿真系統(tǒng)是指用計算機(jī)軟件來模擬變電站的全部一、二次設(shè)備及監(jiān)控自動化系統(tǒng)，硬件由主站服務(wù)器、教練員工作站、學(xué)員工作站及一些網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備組成。軟仿真系統(tǒng)的設(shè)備控制及邏輯關(guān)聯(lián)都是由軟件實現(xiàn)，修改容易，適應(yīng)性好，易于拷貝、移植，并且占用空間小、工程造價低、運行費用低、維護(hù)工作量小，缺點是直觀性較差、現(xiàn)場感不夠強(qiáng)。從主接線形式來看，本仿真變電站的主接線綜合了全省各個電壓等級變電站的主接線方式[1]。一次設(shè)備采用三維立體動畫進(jìn)行仿真，設(shè)備外觀、瓷套、引線、油位、表計、指示、標(biāo)識等都清晰可見，具有較高的逼真度。主變、母線、線路所配備繼電保護(hù)及自動裝置、中央信號、光字牌系統(tǒng)、儀表測量系統(tǒng)、所用電及直流系統(tǒng)等均按目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，大型典型變電站設(shè)計。繼電器面板配置的正常運行信號、事故連鎖信號齊全，并能實時反應(yīng)。
2 變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1 倒閘操作培訓(xùn)
倒閘操作是學(xué)員日常工作內(nèi)容之一，學(xué)員能否正確進(jìn)行倒閘操作將直接影響著電網(wǎng)的安全運行，操作中稍有差錯便可能導(dǎo)致設(shè)備損壞、人身傷亡或局部甚至大面積停電，所以本變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)采取技術(shù)措施防止電氣誤操作事故，做到“五防”：即防止帶負(fù)載分、合隔離開關(guān)；防止帶電掛（合）地線；防止帶接地線合斷路器；防止誤入帶電間隔；防止誤分、合斷路器。通過對線路、母線、主變等電氣設(shè)備的倒閘操作，可以使學(xué)員學(xué)會如何規(guī)范地填寫操作票，熟練地掌握倒閘操作的正確步驟，熟悉倒閘操作過程中各種儀表的變化，信號燈的指示等。在倒閘操作過程中，如果出現(xiàn)誤操作，與實際變電站一樣，會發(fā)出相應(yīng)的燈光及音響，同時可以在相應(yīng)的屏上看到因誤操作所引起的事故現(xiàn)象及保護(hù)動作情況，這就加深了學(xué)員對誤操作所引起的嚴(yán)重后果的感性認(rèn)識。
2.2 事故處理培訓(xùn)
處理電氣事故時應(yīng)遵循的基本原則是：迅速限制事故的發(fā)展，消除事故的根源，并解除對人身及設(shè)備安全的威脅。用一切可能的辦法保持設(shè)備繼續(xù)運行，對重要用戶應(yīng)保證不停電，對已停電的用戶應(yīng)盡快恢復(fù)供電。調(diào)整系統(tǒng)運行方式使供電恢復(fù)正常。在仿真變電站進(jìn)行事故處理培訓(xùn)，就是在教練員計算機(jī)上設(shè)置各種運行方式下的各類故障，并在仿真變電站中的控制屏、中央信號屏、繼電保護(hù)屏及多媒體計算機(jī)上迅速反應(yīng)。學(xué)員根據(jù)事故現(xiàn)象、各種信號等進(jìn)行綜合分析、判斷，以確定事故的類型、范圍，快速、果斷地處理事故，并在規(guī)定的時間內(nèi)寫出事故報告。通過事故處理培訓(xùn)，有助于提高學(xué)員分析及處理事故的能力，從而保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行[2]。
3 開發(fā)方向探討
3.1 設(shè)備巡視
目前投入使用的變電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在設(shè)備巡視上的常規(guī)方法只有兩種：一種是采用講解的方式，由教員告訴學(xué)員要巡視的內(nèi)容，但不能了解學(xué)員真實掌握情況，互動性差；另一種是采用交互的方式，其中所設(shè)置的異常是固定的，它只能針對性地設(shè)置一些異常，不能適應(yīng)培訓(xùn)的全面要求。因此有必要開發(fā)實用性和互動性強(qiáng)的設(shè)備巡視功能，可以包括設(shè)備巡視的自動演示講解系統(tǒng)、自動出題系統(tǒng)、巡視記錄系統(tǒng)等。
3.2 主接線形式、設(shè)備類型及保護(hù)配置
單一仿真變電站的主接線形式、設(shè)備類型與保護(hù)配置不可能與所有培訓(xùn)單位的要求相同?；诖朔N情況，變電運行仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)特別要注重“插件化”。因此，可以把主接線、一次設(shè)備和保護(hù)做成“插件”庫，根據(jù)培訓(xùn)對象的需要和其所在變電站的設(shè)備狀況，選一些“插件”來裝配，能起到更好的培訓(xùn)作用，解決系統(tǒng)適應(yīng)性的問題。
4 結(jié)語
變電培訓(xùn)仿真系統(tǒng)能提高培訓(xùn)效率、縮短培訓(xùn)周期、降低培訓(xùn)成本、見效快、效果好，作為一種新型的培訓(xùn)方式，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益是顯而易見的，具有廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：變電站；數(shù)字物理混合；仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；電網(wǎng)運行
中圖分類號：TM933文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0015-04
變電站作為電力系統(tǒng)的一個重要部分，其運行狀況好壞直接影響到整個電網(wǎng)運行的安全，變電站事故中有相當(dāng)一部分是由人為操作不當(dāng)造成的。這其中既有由于電網(wǎng)調(diào)度員誤發(fā)調(diào)度令、對異常處理措施不當(dāng)造成的事故，也有由于變電運行人員走錯間隔導(dǎo)致的誤操作事故、安全措施不到位誤入帶電間隔的人身傷亡事故、帶電誤合接地刀閘、帶接地刀閘誤合開關(guān)、帶負(fù)荷拉合刀閘、設(shè)備缺陷和異常未能及時發(fā)現(xiàn)造成的事故。對事故判斷不準(zhǔn)和向調(diào)度匯報不清楚而延誤故障處理時間、事故發(fā)生后處理不當(dāng)使事故范圍擴(kuò)大化、對二次設(shè)備誤操作而引發(fā)的事故等情況較多，造成了人身傷亡、設(shè)備損壞，甚至發(fā)生電網(wǎng)解列、電網(wǎng)崩潰等大面積停電事故。
因此，為保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運行，就必須提高電網(wǎng)調(diào)度員、變電站運行人員的技術(shù)素質(zhì)和技能水平，加強(qiáng)變電站運行人員和電網(wǎng)調(diào)度員的培訓(xùn)。近年來，隨著電力行業(yè)培訓(xùn)仿真技術(shù)的發(fā)展，各類培訓(xùn)仿真系統(tǒng)在電力行業(yè)應(yīng)用越來越廣，在提高生產(chǎn)運行人員的生產(chǎn)技能方面發(fā)揮了重要的作用。
一、變電站培訓(xùn)系統(tǒng)仿真的發(fā)展現(xiàn)狀
近十幾年來，我國變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)獲得了很大的發(fā)展。仿真范圍逐步擴(kuò)大、仿真的逼真度逐步提高?，F(xiàn)存的變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，根據(jù)變電站一次部分控制操作以及保護(hù)屏柜實現(xiàn)方式，主要可分為三類：有硬件屏盤模式、軟仿真模式、混合仿真模式。
（一）帶盤臺模式
帶盤臺模式是指用外觀與實際變電站1：1的開關(guān)控制屏和保護(hù)屏硬件組成變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的主控室和保護(hù)室，主要由后臺計算機(jī)支持這些硬件的操作和顯示。該系統(tǒng)的硬件配置主要有模擬控制盤、模擬繼電器保護(hù)盤、變電站配電裝置、變電站主接線操作模擬盤、計算機(jī)控制仿真系統(tǒng)。其中計算機(jī)控制仿真系統(tǒng)是變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的核心，它擔(dān)負(fù)模擬變電站的仿真，復(fù)現(xiàn)變電站主控室現(xiàn)象的任務(wù)。接收模擬盤的信息，控制模擬盤的動作和信號。這種帶有硬件盤臺的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是最早應(yīng)用的培訓(xùn)系統(tǒng)模式。帶硬件盤臺的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)需要配備大量的硬件裝置、設(shè)備，擴(kuò)展性差，升級改造困難，同時硬件盤臺并沒有包括變電站中保護(hù)、測控柜等實際裝置，與現(xiàn)場相比逼真度存在差距，培訓(xùn)效果不夠理想。
（二）純軟件仿真培訓(xùn)模式
純軟件仿真培訓(xùn)模式是指變電站內(nèi)的開關(guān)控制屏、保護(hù)屏、模擬屏、室外和室內(nèi)的主設(shè)備及主接線等所有設(shè)備全都用軟件仿真，除計算機(jī)外沒有任何硬件，該系統(tǒng)采用多媒體仿真模式，仿真變電站的有關(guān)電氣設(shè)備，包括一次設(shè)備、控制系統(tǒng)、中央信號系統(tǒng)以及繼電保護(hù)和自動裝置的面板均可在計算機(jī)屏幕上動態(tài)顯示。軟件模式的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)很快便以其便捷、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點受到電力部門的青睞，目前應(yīng)用較廣。在這種模式中傳統(tǒng)控制室中的保護(hù)屏、控制屏、中央信號屏等物理設(shè)備均被計算機(jī)監(jiān)控平臺所代替，所有監(jiān)控功能都通過人機(jī)交互界面實現(xiàn)與培訓(xùn)人員的互動。省去了大量硬件設(shè)備，大大提高了可靠性，并且有利于系統(tǒng)更新升級。但是軟仿真模式的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)由于所有的操作和顯示都是在微機(jī)屏幕上進(jìn)行，與實際現(xiàn)場環(huán)境差距大，真實感較差，培訓(xùn)效果也不太理想。
（三）混合仿真培訓(xùn)模式
混合仿真培訓(xùn)模式將數(shù)字化的電網(wǎng)仿真與變電站中全部真實的二次設(shè)備（包括監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)柜、測控柜、音響、燈光等）有機(jī)結(jié)合成為的混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。目前，該類系統(tǒng)主要采用將數(shù)字化電網(wǎng)仿真與部分真實設(shè)備相結(jié)合的仿真模式，將數(shù)字化電網(wǎng)仿真結(jié)果通過數(shù)字模擬量轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換為-3.53~3.53V的弱電交流量，再輸出到經(jīng)過改造的保護(hù)裝置的內(nèi)部采樣插件上，并通過開關(guān)量輸入卡采集模擬斷路器的位置，從而實現(xiàn)斷路器的動作的仿真，這種仿真方式只采用部分真實設(shè)備，并且需要對實際的保護(hù)柜進(jìn)行改造才能以適應(yīng)該仿真系統(tǒng)，并且可擴(kuò)展性較差，新增加的保護(hù)設(shè)備無法直接接入（必須經(jīng)過改造）培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，該類系統(tǒng)的仿真效果與現(xiàn)場的一致性仍存在差距。
二、變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)概述
變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是將數(shù)字化的電網(wǎng)一次設(shè)備仿真與實際變電站二次設(shè)備相結(jié)合的數(shù)字物理混合仿真技術(shù)。即監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)及測控裝置、五防系統(tǒng)、燈光、音響等采用現(xiàn)場真實物理設(shè)備，而該變電站一次設(shè)備、鄰近電網(wǎng)及其一次設(shè)備、二次設(shè)備等采用數(shù)字仿真。其中數(shù)字仿真部分采用變電站實時仿真與全動態(tài)電網(wǎng)混合仿真技術(shù)，即詳細(xì)仿真的變電站采用實時仿真技術(shù)，變電站所在電網(wǎng)采用暫態(tài)、中期、長過程一體化仿真計算技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)的全動態(tài)仿真，從而既能詳細(xì)而真實再現(xiàn)變電站一次設(shè)備的行為，也能逼真地再現(xiàn)大電網(wǎng)的各類動態(tài)過程對變電站的影響。數(shù)字仿真電網(wǎng)再通過高速的通信系統(tǒng)，高速的開關(guān)量采集、輸出系統(tǒng)，高速、高精度的數(shù)字模擬量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和仿真功率放大器與真實的變電站二次設(shè)備有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了變電站軟仿真子系統(tǒng)、數(shù)字電網(wǎng)仿真的一次、真實的二次設(shè)備仿真放置于同一個仿真系統(tǒng)中，有機(jī)連接、靈活配置，營造了十分逼真的變電站運行環(huán)境。從而實現(xiàn)對現(xiàn)場各類運行人員的培訓(xùn)需求：如變電站運行人員、繼電保護(hù)人員、檢修人員及相關(guān)的管理人員等，同時能完成人員培訓(xùn)、技能鑒定、崗位考核等各項工作。
三、變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)架構(gòu)
圖1給出了變電站數(shù)字物理混合仿真系統(tǒng)的總體架構(gòu)。其中電網(wǎng)及變電站的數(shù)字仿真部分通過接口系統(tǒng)實現(xiàn)變電站電磁暫態(tài)仿真與電網(wǎng)全動態(tài)仿真的有機(jī)結(jié)合，其他變電站軟仿真也是基于同一個的電網(wǎng)仿真，從而可以實現(xiàn)變電站軟仿真、混合仿真的一體化。數(shù)字電網(wǎng)仿真結(jié)果的瞬時值通過高速通信系統(tǒng)傳送到高速、高精度同步數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器形成0～10V的模擬交流量，該模擬量通過電流或電壓功率放大器得到放大的電流或電壓電氣量驅(qū)動變電站的實際二次設(shè)備。數(shù)字仿真系統(tǒng)通過高速開關(guān)量采集系統(tǒng)實時檢測到變電站開關(guān)和刀閘的狀態(tài)，從而將數(shù)字仿真和實際二次設(shè)備有機(jī)結(jié)合起來，實現(xiàn)了數(shù)字仿真與變電站實際二次設(shè)備的無縫閉環(huán)連接。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)通過開關(guān)量輸出系統(tǒng)驅(qū)動非電氣量保護(hù)動作模擬硬接點、變壓器有載調(diào)壓模擬硬接點、風(fēng)冷控制模擬硬接點等，實現(xiàn)變壓器的非電氣量保護(hù)動作的模擬。
四、變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)功能
變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是將電網(wǎng)仿真、變電站實時仿真、變電站綜合自動化系統(tǒng)仿真和教員與學(xué)員系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合為一體化的系統(tǒng)，不但實現(xiàn)了地區(qū)電網(wǎng)生產(chǎn)運行過程的全仿真，也可以正確反映變電站、變電站綜合自動化系統(tǒng)和電網(wǎng)的相互作用、相互影響，可以對運行人員進(jìn)行全方位的仿真培訓(xùn)。系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能如下：
（一）培訓(xùn)運行人員和相關(guān)管理人員
培訓(xùn)基本的運行技能。對新員工進(jìn)行上崗培訓(xùn)，對老員工的基本運行能力進(jìn)行培訓(xùn)及考核，使其熟悉變電站一二次設(shè)備、變電站綜合自動化系統(tǒng)、集控站監(jiān)控系統(tǒng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行方式、電網(wǎng)潮流，掌握基本運行操作及運行規(guī)程，熟練使用實時監(jiān)控系統(tǒng)（變電站綜合自動化系統(tǒng)和電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)）及其他應(yīng)用軟件。
事故分析及處理?？蛇M(jìn)行開關(guān)、刀閘、變壓器、母線、線路、發(fā)電機(jī)組、電容器等各種設(shè)備及其相關(guān)的故障處理培訓(xùn)，訓(xùn)練變電站運行人員發(fā)現(xiàn)事故、異常，依據(jù)仿真的電網(wǎng)環(huán)境判斷故障和處理故障，并在訓(xùn)練結(jié)束后對事故進(jìn)行分析，重放事故發(fā)生和處理的全過程。通過仿真訓(xùn)練可以使運行人員了解各種事故發(fā)生的現(xiàn)象、原因及變化過程，總結(jié)積累處理經(jīng)驗，增強(qiáng)他們事故處理時的自信心。
變電站一次設(shè)備正常和特殊巡視訓(xùn)練。通過變電站一次設(shè)備三維交互式漫游巡視系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站一次設(shè)備的三維重現(xiàn)和虛擬操作，受訓(xùn)人員感到富有直觀性、形象性，有助于其熟悉了解現(xiàn)場情況，更好地將理論知識與實踐經(jīng)驗相結(jié)合。
對于管理人員進(jìn)行電網(wǎng)及變電站運行的概念性培訓(xùn)。管理人員通過仿真培訓(xùn)可以了解電網(wǎng)及變電站的現(xiàn)狀、運行方式、操作規(guī)程及電網(wǎng)和變電站運行的特性。
（二）聯(lián)合反事故演習(xí)
本系統(tǒng)可用于研究電網(wǎng)、變電站特點，對薄弱環(huán)節(jié)做好事故預(yù)想工作，完善各種事故應(yīng)對方案，從而提高事故情況下的應(yīng)對能力，克服以往反事故演習(xí)紙上談兵的局限性。仿真電網(wǎng)設(shè)置的常見事故及復(fù)雜事故發(fā)生后，將引起繼電保護(hù)的連鎖動作和電網(wǎng)潮流的變化，并顯示越限設(shè)備的報警提示，對此研究后可以總結(jié)事故處理經(jīng)驗，制訂出合理的事故處理預(yù)案。做到事前有分析，事后有反饋，切實提高電網(wǎng)安全運行能力。
五、硬件系統(tǒng)
變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)由以下幾部分組成：教員臺，學(xué)員臺，仿真主機(jī)，變電站實際二次設(shè)備，電流、電壓功率放大器，高速、高精度同步輸出數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，高速通信及開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)，混合仿真集成支撐平臺。
（一）教員臺
可以用仿真主機(jī)，運行教員子系統(tǒng)為教員管理和控制培訓(xùn)過程提供支撐平臺。
（二）學(xué)員臺
使用與現(xiàn)場完全一致的監(jiān)控系統(tǒng)工程畫面，保留所有現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)功能，并與仿真模型建立通信連接。使學(xué)員在監(jiān)控系統(tǒng)仿真界面上獲得在現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)上相同的操作。
（三）仿真主機(jī)
運行全動態(tài)電網(wǎng)仿真子系統(tǒng)，是仿真系統(tǒng)的核心和中樞。仿真系統(tǒng)模型包括：鄰近電網(wǎng)的全動態(tài)電網(wǎng)計算模型、包括一次、二次設(shè)備模型、故障模型和異常模型。
（四）變電站實際二次設(shè)備
保護(hù)、測控、音響、燈光等裝置采用與現(xiàn)場完全相同的硬件設(shè)備，可以為受訓(xùn)者提供真實的操作、監(jiān)視手段，使得仿真機(jī)不僅可以培訓(xùn)變電站運行人員的常規(guī)操作和監(jiān)視，同時還能使他們熟悉和了解變電站重要二次保護(hù)裝置和屏面設(shè)備。
（五）電壓、電流功率放大器
功率放大器接收DA輸出的弱電模擬信號，進(jìn)行功率放大使電流信號放大至0～20A、使電壓信號放大至0～100V，以驅(qū)動實際二次設(shè)備。放大器在與仿真信號連接是采用高阻差分方式，無公共連接點，這樣可保證仿真系統(tǒng)的安全工作，又可長線連接抗干擾，提高系統(tǒng)的小信號精度。仿真培訓(xùn)專用的功率放大器多路的電流或電壓輸出，從而能保證更好的同步輸出精度，同時降低電流功率放大器的最大輸出電流。
（六）高速、高精度同步輸出數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
將變電站實時仿真計算出的電壓和電流的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量，是決定仿真精度的重要環(huán)節(jié)，其關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)各路數(shù)字模擬轉(zhuǎn)化（DA）的同步輸出，同時為了保證輸出波形的質(zhì)量，每工頻周波的輸出點數(shù)大于60點，DA向功率放大器輸入模擬弱電信號。為了保證混合仿真系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，更好地適應(yīng)變電站規(guī)模的變化，采用分布式同步實時仿真技術(shù)，即根據(jù)變電站電氣量需要嚴(yán)格同步的程度對各電氣量進(jìn)行分組，每組電氣量在同一塊DA轉(zhuǎn)換器進(jìn)行輸出保持嚴(yán)格的同步，多組DA轉(zhuǎn)換器通過高速PCI總線分布式工作，因此降低了以前依賴專用的DA轉(zhuǎn)換器的程度，這樣既可以保證仿真培訓(xùn)的效果，又可以保證系統(tǒng)的高可擴(kuò)展性和系統(tǒng)造價。
（七）高速通信及開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)
通過開關(guān)量輸入系統(tǒng)采集開關(guān)、刀閘動作情況、有載調(diào)壓接點，實現(xiàn)開關(guān)、刀閘狀態(tài)及變壓器抽頭位置的高速采集，將實際設(shè)備的狀態(tài)實時發(fā)送給變電站實時仿真計算。通過開關(guān)量輸出和繼電器模擬非電量保護(hù)動作、變壓器風(fēng)冷控制硬接點等。
（八）混合仿真集成支撐平臺
混合仿真集成支撐平臺采用PCI總線技術(shù)將高速、高精度同步輸出數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、高速通信系統(tǒng)和開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)緊密集成。變電站實時仿真子系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)均運行在混合仿真集成支撐平臺，實時操作系統(tǒng)通過硬件系統(tǒng)驅(qū)動軟件驅(qū)動數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、高速通信系統(tǒng)和開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)（即用于對DA轉(zhuǎn)換器、開關(guān)量輸出和開關(guān)量輸入板卡的控制）是實現(xiàn)數(shù)字一次設(shè)備與二次物理設(shè)備有機(jī)聯(lián)系的接口系統(tǒng)，將變電站實時仿真計算結(jié)果實時刷新DA卡、將接口系統(tǒng)的自身狀態(tài)定時刷新DA轉(zhuǎn)換器的某個通道、通過開關(guān)量輸入系統(tǒng)采集開關(guān)、刀閘
的狀態(tài)、通過開關(guān)量輸出系統(tǒng)向?qū)嶋H設(shè)備發(fā)送指令。
六、軟件系統(tǒng)
混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：交互式、分布式仿真軟件支撐平臺，全動態(tài)電網(wǎng)仿真子系統(tǒng)，教員與學(xué)員子系統(tǒng)，變電站實時仿真子系統(tǒng)，實時操作系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)驅(qū)動子系統(tǒng)。
全動態(tài)電網(wǎng)仿真子系統(tǒng)、變電站軟仿真子系統(tǒng)、變電站實時仿真子系統(tǒng)、教員與學(xué)員系統(tǒng)軟件通過交互式、分布式仿真軟件支撐平臺的運行管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起組成整個數(shù)字仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，變電站實時仿真子系統(tǒng)通過實時操作系統(tǒng)的內(nèi)核級調(diào)用與硬件系統(tǒng)驅(qū)動軟件集成，與物理設(shè)備完成無縫連接。
交互式、分布式仿真軟件支撐平臺是混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、仿真運行管理系統(tǒng)、人機(jī)界面系統(tǒng)、變電站一二次設(shè)備人機(jī)界面系統(tǒng)和仿真建模系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用商用數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式，實時數(shù)據(jù)庫是常駐內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，用來支持?jǐn)?shù)據(jù)的快速訪問、處理。實時數(shù)據(jù)庫與商用數(shù)據(jù)庫有機(jī)結(jié)合的方式保證了數(shù)據(jù)庫的實時性和高效性，商用數(shù)據(jù)庫作為實時數(shù)據(jù)庫的持久存儲，較好地解決了分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開放性、實時性和一致性問題，從而充分發(fā)揮了實時數(shù)據(jù)庫和商用數(shù)據(jù)庫各自的優(yōu)勢。仿真運行管理系統(tǒng)，作為分布式仿真的運行支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)了各個仿真應(yīng)用之間的交互操作，是聯(lián)系各仿真子系統(tǒng)（軟仿真、電網(wǎng)仿真、混合仿真）各部分的紐帶，是分布式仿真系統(tǒng)的核心，為各個仿真應(yīng)用軟件提供了位置透明、高效的虛擬運行環(huán)境，向子系統(tǒng)提供交互對象管理服務(wù)、時間管理服務(wù)、數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務(wù)和應(yīng)用程序接口。人機(jī)界面系統(tǒng)是全圖形人機(jī)接口，為教員和學(xué)員提供交互式操作媒介。變電站一二次設(shè)備人機(jī)界面系統(tǒng)采用了虛擬儀器技術(shù)、組件技術(shù)、3D建模技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以構(gòu)建各種電壓等級的虛擬變電站，包括變電站主控制室、控制屏、保護(hù)屏、中央信號屏、交直流屏等二次設(shè)備和現(xiàn)場一次設(shè)備，分為變電站一二次設(shè)備人機(jī)界面編輯系統(tǒng)、在線系統(tǒng)及變電站一次設(shè)備三維交互式虛擬場景系統(tǒng)。仿真建模系統(tǒng)通過圖形、模型和數(shù)據(jù)庫一體化建模技術(shù)，在畫面編輯時能夠提供特定電氣元件的計算模型，在生成畫面同時，能夠自動地生成或人為輸入電氣元件計算模型的參數(shù)，并插入到數(shù)據(jù)庫相關(guān)表格中，為電網(wǎng)仿真、變電站實時仿真等子系統(tǒng)提供拓?fù)鋽?shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)。
全動態(tài)電網(wǎng)仿真子系統(tǒng)采用暫態(tài)、中期、長過程一體化計算再現(xiàn)真實的電力系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)過程，采用了固定結(jié)構(gòu)的稀疏矩陣、微分方程隱式梯形差分方程與網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程的聯(lián)立求解、強(qiáng)魯棒性牛頓―拉夫遜法非線性方程求解、自動變步長等技術(shù)保證電網(wǎng)仿真計算的快速性和穩(wěn)定性。
教員與學(xué)員子系統(tǒng)為教員管理和控制培訓(xùn)過程提供支撐平臺，功能由四部分組成，即：系統(tǒng)管理功能、培訓(xùn)前運行方式和教案準(zhǔn)備、培訓(xùn)中的操作和進(jìn)度控制、培訓(xùn)后分析和評估。系統(tǒng)管理功能包括時間管理、用戶管理、運行方式管理等；培訓(xùn)前運行方式和教案準(zhǔn)備包括選擇運行方式數(shù)據(jù)、整定初始方式、預(yù)設(shè)故障和事件；培訓(xùn)中的操作和進(jìn)度控制是指教員對培訓(xùn)進(jìn)程的控制、對電力系統(tǒng)模型的操作、設(shè)置故障和事件、管理和監(jiān)視學(xué)員的操作；培訓(xùn)后分析和評估包括使用事件記錄、曲線、報表等工具分析學(xué)員操作的效果，利用事故追憶再現(xiàn)學(xué)員的處理過程和系統(tǒng)的變化過程，利用評價工具對學(xué)員的操作進(jìn)行評價。
變電站實時仿真子系統(tǒng)在變電站中一次設(shè)備的三相暫態(tài)模型及外網(wǎng)動態(tài)等值模型基礎(chǔ)上，采用電磁暫態(tài)計算理論實現(xiàn)變電站的詳細(xì)仿真計算。通過接口算法實現(xiàn)變電站實時仿真與全動態(tài)仿真的在線交互，保證變電站的動態(tài)響應(yīng)的準(zhǔn)確性。變電站實時仿真子系統(tǒng)運行在實時操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實時操作系統(tǒng)可配置成單任務(wù)模型，保證實時仿真子系統(tǒng)的最高優(yōu)先級的運行級別，實時操作系統(tǒng)運行于混合仿真集成支撐平臺，并通過硬件系統(tǒng)驅(qū)動軟件驅(qū)動硬件系統(tǒng)。
七、結(jié)論
本文研究開發(fā)的變電站數(shù)字物理混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是在軟仿真模式的變電站仿真技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合電力系統(tǒng)的實時仿真技術(shù)，將數(shù)字化的電網(wǎng)仿真與變電站中全部真實的二次設(shè)備有機(jī)結(jié)合成為的物理與數(shù)字混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，使受訓(xùn)的變電站運行人員、繼電保護(hù)人員、檢修人員及相關(guān)的管理人員在完全真實的變電站環(huán)境內(nèi)接受訓(xùn)練，同時能夠完成人員培訓(xùn)、技能鑒定、崗位考核等各項工作，能有效地提高現(xiàn)場運行人員素質(zhì)水平。該系統(tǒng)已在石家莊電力培訓(xùn)學(xué)校220kV教學(xué)變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)中，取得了很好的培訓(xùn)效果。
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