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一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法

阅读：2发布：2020-08-21

专利汇可以提供一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法，包括镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；镜像能量管理子系统：用于通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；调度员培训仿真子系统：用于将电网模型映射到RTDS电网模型，进行教案管理、信息交互和对比分析；实时仿真器子系统：用于接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。本发明提高了调度员培训仿真准确性，达到了调度员了解电力系统暂态变化过程的要求，提高了调度员事故处理能力。，下面是一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，其特征在于：包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；
镜像能量管理子系统：用于通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；
调度员培训仿真子系统：用于将电网模型映射到RTDS电网模型，生成模型映射表，并进行教案管理、信息交互和对比分析；所述调度员培训仿真子系统包括：模型映射模块、教案管理模块、信息交互模块和对比分析模块；
所述模型映射模块用于根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；
教案管理模块用于在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真器子系统发送指令，教案表可进行保存并反复利用；
信息交互模块为信息交互接口；
对比分析模块用于对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；
实时仿真器子系统：用于接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，其特征在于：所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步。
3.根据权利要求2所述的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，其特征在于：所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。
4.根据权利要求1所述的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，其特征在于：所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。
5.根据权利要求1所示的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建立基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；
步骤2、镜像能量管理子系统通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；
步骤3、调度员培训仿真子系统将电网模型映射到RTDS模型，生成模型映射表，并进行教案管理、信息交互和对比分析；所述将电网模型映射到RTDS模型，具体为：根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；所述教案管理具体为：在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真子系统发送指令，教案表可进行保存并反复利用；所述信息交互具体为通过信息交互接口，发送控制指令给实时仿真器子系统，并接收实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述对比分析具体为：对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述发送控制指令的过程为：根据模型映射表将控制指令转化成RTDS的模型下发；
步骤4、实时仿真器子系统接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。
6.根据权利要求5所示的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，其特征在于，所述步骤2中，跨现场同步方法具体为：
所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步；
所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。
7.根据权利要求5所示的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，其特征在于，在仿真开始前，取镜像能量管理子系统中的电网模型和数据作为培训初始断面，初始断面既可以选择当前实时断面，也可以选择历史断面。
8.根据权利要求7所示的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，其特征在于，所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。

说明书全文

一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法

技术领域

[0001] 本发明属于电力调度自动化技术领域，具体涉及一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法。

背景技术

[0002] 现有的调度员培训仿真系统中，基于实际EMS系统镜像过来的图模库，可模拟和仿真真实电力系统可能出现的各种故障，提高了调度员事故处理能。

[0003] 由于现有调度员培训仿真系统不能准确模拟各种暂态过程，调度员又迫切需要了解电网的暂态变化过程。RTDS(Real Time Digital Simulator，实时数字仿真仪)可准确模拟电力系统暂态过程，通过将传统DTS(Dispatcher Training Simulator，调度员培训系统)和RTDS各自优势结合起来，可以帮助调度员了解电网暂态变化过程，提高其处理电网事故能力。

发明内容

[0004] 为了克服现有调度员培训仿真系统不能准确模拟电力系统暂态过程而调度员又迫切需要了解电网故障暂态变化过程的矛盾，本发明利用RTDS暂态仿真优势，提供了一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法。

[0005] 实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

[0006] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；

[0007] 镜像能量管理子系统：用于通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；

[0008] 调度员培训仿真子系统：用于将电网模型映射到RTDS电网模型，生成模型映射表，并进行教案管理、信息交互和对比分析；

[0009] 实时仿真器子系统：用于接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。

[0010] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步。

[0011] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。

[0012] 所述调度员培训仿真子系统包括：模型映射模块、教案管理模块、信息交互模块和对比分析模块；所述模型映射模块用于根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；教案管理模块用于在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真器子系统发送指令，教案表可进行保存并反复利用；信息交互模块为信息交互接口；对比分析模块用于对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据。

[0013] 所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。

[0014] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，包括以下步骤：

[0015] 步骤1、建立基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；

[0016] 步骤2、镜像能量管理子系统通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；

[0017] 步骤3、调度员培训仿真子系统将电网模型映射到RTDS模型，生成模型映射表，并进行教案管理、信息交互和对比分析；

[0018] 步骤4、实时仿真器子系统接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。

[0019] 所述步骤2中，跨现场同步方法具体为：

[0020] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步；

[0021] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。

[0022] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，在仿真开始前，取镜像能量管理子系统中的电网模型和数据作为培训初始断面，初始断面既可以选择当前实时断面，也可以选择历史断面。

[0023] 所述步骤3中，所述将电网模型映射到RTDS模型，具体为：根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；所述教案管理具体为：在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真子系统发送指令，教案表可进行保存并反复利用；所述信息交互具体为通过信息交互接口，发送控制指令给实时仿真器子系统，并接收实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述对比分析具体为：对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述发送控制指令的过程为：根据模型映射表将控制指令转化成RTDS的模型下发。

[0024] 所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。

[0025] 本发明的有益效果：

[0026] 本发明的一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统及搭建方法，提高了调度员培训仿真准确性，达到了调度员了解电力系统暂态变化过程的要求，提高了调度员事故处理能力。附图说明

[0027] 图1为本发明一种实施例的基于实时仿真器的调度员培训仿真系统结构示意图。

[0028] 图2为本发明一种实施例的搭建方法的流程图。

具体实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0030] 下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

[0031] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；

[0032] 镜像能量管理子系统：用于通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步，保证了仿真系统的真实性；

[0033] 调度员培训仿真子系统：用于将电网模型映射到RTDS电网模型，生成模型映射表，进行教案管理、信息交互和对比分析；

[0034] 实时仿真器子系统：用于接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。

[0035] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步。

[0036] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。

[0037] 所述调度员培训仿真子系统包括：模型映射模块、教案管理模块、信息交互模块和对比分析模块；所述模型映射模块用于根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；教案管理模块用于：在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间等参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真子系统发送指令。教案表可进行保存并反复利用；信息交互模块为信息交互接口；对比分析模块用于对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据。

[0038] 所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。

[0039] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，包括以下步骤：

[0040] 步骤1、建立基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统、调度员培训仿真子系统和实时仿真器子系统；

[0041] 步骤2、镜像能量管理子系统通过跨现场同步方法与在调度中心运行的能量管理系统实时进行电网图形、模型、数据库和实时数据同步；

[0042] 步骤3、调度员培训仿真子系统将电网模型映射到RTDS模型，并进行教案管理、信息交互和对比分析；

[0043] 步骤4、实时仿真器子系统接收调度员培训仿真子系统发出的控制指令，根据控制指令进行仿真计算，并上传暂稳态仿真数据到调度员培训仿真子系统。

[0044] 所述步骤2中，跨现场同步方法具体为：

[0045] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个文件服务器应用模块，通过两个文件服务器应用模块，实现现场一到现场二的电网图形、模型和数据库同步；

[0046] 所述能量管理系统属于现场一，镜像能量管理子系统属于现场二，在现场一和现场二分别部署两个数据报文同步应用模块，通过两个数据报文同步应用模块，实现现场一到现场二的电网实时数据同步。

[0047] 一种基于实时仿真器的调度员培训仿真系统的搭建方法，在仿真开始前，取镜像能量管理子系统中的电网模型和数据作为培训初始断面，初始断面既可以选择当前实时断面，也可以选择历史断面。选取实际系统故障前的断面，用于仿真实际系统故障情况。当故障前的断面一致了，故障信息再设置一致，就可以再现故障过程，进行故障深入分析。

[0048] 所述步骤3中，所述将电网模型映射到RTDS模型，具体为：根据实际电网模型自动生成简化的等值电网模型，并将简化的等值电网模型与实时仿真器子系统中的RTDS电网模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射；所述教案管理具体为：在电网发生实际故障后，把电网故障前的断面选入调度员培训仿真子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，把相关电网设备及量测信息选入教案表，并设置定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调、故障性质、故障发生时间、故障持续时间等参数，调度员培训仿真子系统根据这些参数自动给实时仿真子系统发送指令。教案表可进行保存并反复利用。所述信息交互具体为通过信息交互接口，发送控制指令给实时仿真器子系统，并接收实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述对比分析具体为：对比分析发生故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统中的WAMS数据和实时仿真器子系统上传的暂稳态仿真数据；所述发送控制指令的过程为：根据模型映射表，将控制指令转化成RTDS的模型下发，即控制指令是在电网模型上下发的，根据该模型映射表转换为RTDS模型后再发给实时仿真子系统。

[0049] 所述实时仿真器子系统接收的控制指令包括：故障设置、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调指令，实时仿真器子系统还具备网源协调仿真功能模块，协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真。

[0050] 实施例一

[0051] 建立基于实时仿真器的调度员培训仿真系统，包括顺次连接的镜像能量管理子系统(MEMS子系统)、调度员培训仿真子系统(DTS子系统)和实时仿真器子系统(RDTS子系统)；

[0052] 镜像能量管理子系统(MEMS子系统)通过跨现场同步方法与调度中心运行的能量管理系统(EMS系统)实时进行图形、模型和数据库同步，保证了仿真系统的真实性。在EMS系统所在的现场一和MEMS子系统所在现场二分别部署两个文件服务器应用，现场二监听现场一文件服务器发送的文件变化消息报文，收到报文后，根据报文内容立即通过FTP方式更新本地文件，从而保证了现场一到现场二的电网图形和模型同步。在EMS系统所在的现场一和MEMS子系统所在现场二分别部署两个数据报文同步应用，现场二监听现场一数据报文同步应用发送的数据变化消息报文，收到报文后，根据报文内容立即更新本地数据库。除此之外，现场二还会每天定时向现场一请求一次全模型同步，从而保证了现场一到现场二的图形、模型和实时数据同步。

[0053] DTS子系统主要有模型映射、教案管理、信息交互和对比分析等功能。在仿真开始前，取MEMS子系统中的电网模型和数据作为培训初始断面，初始断面既可以选择当前实时断面，也可以选择历史断面。仿真开始后，DTS子系统根据实际电网自动生成简化的等值电网模型，多台发电机自动等值成一台，双回线路自动等值成单条线路，用简化等值电网模型与RTDS中的模型做人工关联，完成实际电网模型到RTDS电网模型之间映射。在DTS子系统中，具备设置电网故障、定时遥控、定时遥调、逻辑控制、逻辑遥调等功能。这些操作在传统DTS中会发送给DTS仿真前置处理，在本发明中，这些操作会根据模型映射表，转化成RTDS的模型下发，RTDS收到这些命令后，会进行仿真计算，并把仿真计算结果实时上传给DTS子系统，在DTS子系统中可实时观察RTDS的仿真计算过程。在电网发生实际故障后，可把电网故障前的断面选入DTS子系统中，根据实际电网故障情况制作教案，DTS子系统会根据教案自动给RTDS子系统发送故障或分合闸命令，从而模拟真实电网的故障过程，仿真结束后，可对比分析故障时实际电网采集的广域监测WAMS系统数据和RTDS仿真暂态数据。

[0054] 在本发明的一种实施例中，RTDS子系统还具备网源协调仿真功能，可以协调处理网侧微秒级实时仿真和源侧毫秒级实时仿真，提高了仿真精度。

[0055] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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