一種基于模型共享的多級(jí)調(diào)度一體化的仿真系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種基于模型共享的多級(jí)調(diào)度一體化的仿真系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國家電網(wǎng)公司各省(地)調(diào)均開展了調(diào)度一體化體系的建設(shè)，目的是進(jìn)一步增強(qiáng)上下級(jí)調(diào)度之間的業(yè)務(wù)協(xié)同水平，同時(shí)上下級(jí)調(diào)度系統(tǒng)的告警互推以及發(fā)電控制的協(xié)調(diào)技術(shù)日趨完善，從而實(shí)現(xiàn)了多級(jí)調(diào)度間核心業(yè)務(wù)的一體化。因此，為提升調(diào)度人員適應(yīng)調(diào)度一體化運(yùn)行模式的生產(chǎn)能力，需要提供新運(yùn)行管理模式的培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種可有效提高多級(jí)調(diào)度一體化的培訓(xùn)及管理水平的基于模型共享的多級(jí)調(diào)度一體化的仿真系統(tǒng)及方法。
[0004]為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案如下:
一種基于模型共享的多級(jí)調(diào)度一體化的仿真系統(tǒng)，包括:調(diào)度一體化仿真中心，上級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心，下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心，調(diào)度一體化教員管控中心和多級(jí)調(diào)度通訊管理中心，所述調(diào)度一體化仿真中心，上級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心，下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心，調(diào)度一體化教員管控中心均通過消息總線和多級(jí)調(diào)度通訊管理中心進(jìn)行通訊，其中:
調(diào)度一體化仿真中心配置有調(diào)度一體化操作仿真引擎和調(diào)度一體化數(shù)據(jù)仿真引擎，其中調(diào)度一體化操作仿真引擎配置學(xué)員操作仿真引擎和全業(yè)務(wù)指令操作仿真引擎，調(diào)度一體化數(shù)據(jù)仿真引擎配置繼電保護(hù)仿真引擎，潮流仿真引擎，自動(dòng)裝置仿真引擎，頻率計(jì)算仿真引擎；所述全業(yè)務(wù)是指各級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心配置的自動(dòng)電壓控制培訓(xùn)業(yè)務(wù)、自動(dòng)發(fā)電控制培訓(xùn)業(yè)務(wù)、日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃培訓(xùn)業(yè)務(wù)、綜合智能告警培訓(xùn)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)分析培訓(xùn)業(yè)務(wù)以及繼電保護(hù)在線監(jiān)視培訓(xùn)業(yè)務(wù)；
上級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心和下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心為學(xué)員提供培訓(xùn)環(huán)境，包括培訓(xùn)系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)和學(xué)員臺(tái)，其中，培訓(xùn)系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)配置有自動(dòng)電壓控制，綜合智能告警，網(wǎng)絡(luò)分析，調(diào)度計(jì)劃，自動(dòng)發(fā)電控制和繼電保護(hù)在線監(jiān)視與分析培訓(xùn)業(yè)務(wù)，學(xué)員臺(tái)配置調(diào)度學(xué)員臺(tái)和監(jiān)控學(xué)員臺(tái)；
調(diào)度一體化教員管控中心負(fù)責(zé)一體化教案的制作、培訓(xùn)時(shí)鐘的仿真以及培訓(xùn)進(jìn)度的控制；所述培訓(xùn)進(jìn)度的控制指的是對(duì)培訓(xùn)退出狀態(tài)、暫停狀態(tài)、評(píng)估狀態(tài)、恢復(fù)培訓(xùn)狀態(tài)的控制;
多級(jí)調(diào)度通訊管理中心在整個(gè)仿真系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，使上下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心、調(diào)度一體化仿真中心以及調(diào)度一體化教員管控中心實(shí)現(xiàn)通訊鏈接。
[0005]前述的上級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心和下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心之間基于邊界定義方式的模型拼接技術(shù)實(shí)現(xiàn)模型共享。
[0006]前述的模型共享的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟: a)各級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心導(dǎo)出本中心的電網(wǎng)模型，并以E格式文件的方式進(jìn)行保存；
b)將電網(wǎng)模型文件發(fā)送至多級(jí)調(diào)度通訊管理中心，再由調(diào)度一體化仿真中心接收保存；
c)定義上級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心中電網(wǎng)模型與下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心中電網(wǎng)模型的邊界設(shè)備，并將邊界設(shè)備信息存儲(chǔ)在培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)庫；
d)一體化仿真中心讀取各級(jí)調(diào)度中心的電網(wǎng)模型文件，在內(nèi)存中分別形成各自的模型層次結(jié)構(gòu)；
e)采用模糊匹配的方法形成上、下級(jí)調(diào)度中心邊界設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
f)上、下級(jí)調(diào)度中心電網(wǎng)模型分別切除邊界聯(lián)絡(luò)線以外的模型，各級(jí)只留下本級(jí)責(zé)任區(qū)范圍內(nèi)的電網(wǎng)模型，邊界聯(lián)絡(luò)線模型屬于上級(jí)調(diào)度中心電網(wǎng)模型；
g)根據(jù)邊界聯(lián)絡(luò)線，將下級(jí)電網(wǎng)模型依次拼接到上級(jí)電網(wǎng)模型內(nèi)，從而形成拼接之后的全模型；
h)對(duì)全模型進(jìn)行拓?fù)浞治?，檢查是否存在節(jié)點(diǎn)空掛、線路兩端連接是否同一電壓等級(jí)的錯(cuò)誤，如果無誤，將全模型寫入實(shí)時(shí)庫；
i)將實(shí)時(shí)庫全模型轉(zhuǎn)化為用于潮流計(jì)算的計(jì)算模型。
[0007]前述的仿真系統(tǒng)配置有各種設(shè)備類型、各種電壓等級(jí)的繼電保護(hù)模板，將各種繼電保護(hù)模板配置到一體化全模型設(shè)備上，用于繼電保護(hù)仿真計(jì)算。
[0008]前述的多級(jí)調(diào)度通訊管理中心采用自定義數(shù)據(jù)協(xié)議的方式，利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端、客戶端的數(shù)據(jù)交互模式，以客戶端數(shù)據(jù)訂閱的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，其中，定義多級(jí)調(diào)度通訊管理中心為信息服務(wù)的通信服務(wù)端，定義上、下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心為學(xué)員臺(tái)通信客戶端，定義調(diào)度一體化仿真中心為仿真通信客戶端。
[0009]前述的通信服務(wù)端，學(xué)員臺(tái)通信客戶端，仿真通信客戶端之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸包括以下步驟:
11)學(xué)員臺(tái)在系統(tǒng)廠站圖上進(jìn)行操作，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)員的設(shè)置信息自動(dòng)生成相應(yīng)操作類型的操作報(bào)文，并將報(bào)文發(fā)送至通訊服務(wù)端；
12)通信服務(wù)端接收到學(xué)員臺(tái)通訊客戶端發(fā)送的報(bào)文后，首先進(jìn)行報(bào)文解析并判斷消息類型，確定消息類型后將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至仿真通信客戶端；
13)仿真通信客戶端接收消息進(jìn)行解析，生成相應(yīng)的指令，進(jìn)行操作并進(jìn)行潮流、保護(hù)、頻率仿真計(jì)算，仿真計(jì)算完成后分別將變化遙信、變化遙測(cè)、繼電保護(hù)信號(hào)信息進(jìn)行組包，最后將各種類型的報(bào)文逐一發(fā)送至通訊服務(wù)端；
14)通訊服務(wù)端接收到仿真通信客戶端發(fā)送的全部消息報(bào)文并進(jìn)行解析，判斷消息類型后發(fā)送至學(xué)員臺(tái)通信客戶端；
15)學(xué)員臺(tái)通信客戶端接收全部報(bào)文后，將遙信變位和繼電保護(hù)信號(hào)發(fā)送至告警窗，并將變化遙信和變化遙測(cè)寫入實(shí)時(shí)庫。
[0010]前述的調(diào)度一體化教員管控中心實(shí)現(xiàn)一體化教案的制作、培訓(xùn)時(shí)鐘的仿真以及培訓(xùn)進(jìn)度的控制包括以下步驟:
21)人工讀取初始斷面，教員根據(jù)培訓(xùn)需要進(jìn)行斷面調(diào)整并保存為文件，人工選擇教案發(fā)送至多級(jí)調(diào)度通訊管理中心；
22)調(diào)度一體化仿真中心從多級(jí)調(diào)度通訊管理中心接收到教員教案信息后進(jìn)行教案裝載，將教案信息裝載到潮流計(jì)算模型內(nèi)，啟動(dòng)調(diào)度一體化仿真中心的各類仿真引擎；同時(shí)上、下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心從多級(jí)調(diào)度通訊管理中心接收到教員教案信息后，讀取本級(jí)管轄范圍內(nèi)設(shè)備的潮流信息及事件信息，進(jìn)行教案裝載，將教案信息裝載到培訓(xùn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫內(nèi)，并啟動(dòng)學(xué)員臺(tái)的培訓(xùn)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序；
23)在調(diào)度一體化教員管控中心內(nèi)人工設(shè)置培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)入培訓(xùn)階段，啟動(dòng)培訓(xùn)時(shí)鐘計(jì)算器，根據(jù)設(shè)置的仿真步長(zhǎng)進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)鐘計(jì)算并發(fā)送；
24)調(diào)度一體化仿真中心接收到時(shí)鐘消息后，更新仿真計(jì)算模型的時(shí)鐘變量，上、下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心接收到培訓(xùn)時(shí)鐘消息后，更新學(xué)員臺(tái)的系統(tǒng)時(shí)鐘；
25)在調(diào)度一體化教員管控中心內(nèi)人工設(shè)置培訓(xùn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)為退出培訓(xùn)，并將運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送至多級(jí)調(diào)度通訊管理中心；
26)調(diào)度一體化仿真中心接收到運(yùn)行狀態(tài)信息后，釋放當(dāng)前培訓(xùn)的教案，退出所有仿真引擎；上、下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心接收到運(yùn)行狀態(tài)信息后，退出學(xué)員臺(tái)的培訓(xùn)業(yè)務(wù)應(yīng)用程序。
[0011]前述的初始斷面為實(shí)時(shí)斷面、歷史斷面或者歷史保存的教案。
[0012]基于仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真處理的方法，包括以下步驟:
1)調(diào)度一體化教員管控中心制作教案，設(shè)置培訓(xùn)初始時(shí)鐘，并將教案及初始時(shí)鐘發(fā)送至多級(jí)調(diào)度通訊管理中心；
2)上、下級(jí)調(diào)度培訓(xùn)中心通過多級(jí)調(diào)度通訊管理中心接收教案，根據(jù)責(zé)任區(qū)進(jìn)行教案裝載，并根據(jù)培訓(xùn)時(shí)鐘進(jìn)行自動(dòng)對(duì)時(shí)；同時(shí)調(diào)度一體化仿真中心通過多級(jí)調(diào)度通訊管理中心接收教案，裝載到潮流計(jì)算模型并周期啟動(dòng)潮流、繼電保護(hù)、安自以及頻率計(jì)算的仿真引擎；
3)調(diào)度一體化仿真中心的調(diào)度一體化操作仿真引擎監(jiān)聽多級(jí)通訊管理中心內(nèi)的通道消息，檢測(cè)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，如果電網(wǎng)設(shè)備存在故障或異常情況，解析故障信息并在計(jì)算模型內(nèi)設(shè)置對(duì)應(yīng)設(shè)備的故障標(biāo)志；
4)調(diào)度一體化仿真中心的繼電保護(hù)仿真引擎周期檢測(cè)電網(wǎng)計(jì)算