一种面向自动化的配电自动化仿真培训方法及系统与流程

本发明涉及电力系统自动化领域，特别是一种面向自动化的配电自动化仿真培训方法及系统。

背景技术：

智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息各个环节。智能配电网是电力供应链的末端，是直接面向社会和客户的重要能源载体，是坚强智能电网的重要基础和重要组成部分。随着“三集五大”体系建设的推进，各供电公司配电工区设立了线路、检修、开关、智能、抢修、配电、调度、综合等班组，另设有电缆工区，从事配网工作人员数量需求大，且智能配电网技术相比其它电力学科属于新兴技术，存在技术人才紧缺、在职运维人员技术技术技能薄弱的问题，目前尚无统一部署的能够为学员提供针对性的业务技能培训的仿真培训系统。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提出一种面向自动化的配电自动化仿真培训方法及系统，按照配网的实际运行模式进行仿真，为调度及自动化运维人员提供真实、准确的仿真培训环境，通过部署仿真培训功能，为学员提供针对性的业务技能培训，提高其技术、技能水平。

本发明采用以下方案实现：一种面向自动化的配电自动化仿真培训方法，具体包括以下步骤：

创建监视界面和交互界面；所述监视界面用于实时显示厂站图、线路单线图、环网图、地理图和系统运行工况图，所述交互界面用于为用户提供交互操作；

建立模型与校验；从电网gis平台导入中压配网模型，从电网调度控制系统导入上级电网模型，并进行主配网的模型拼接，根据电网模型信息及设备连接关系对图模数据进行静态分析，进行单条馈线和区域电网拓扑校验，以及模型与图形设备一致性校验；

建立多态应用管理机制，包括为实时态和仿真态应用场景独立配置模型，并设置应用，同一应用在不同态下独立运行。

进一步地，对监视界面以及交互界面均设置动态操作，包括多屏显示、图形多窗口、无极缩放、漫游、拖拽和分层分级显示。

进一步地，所述交互操作包括遥控、人工置位、报警确认、挂牌和临时跳接。

进一步地，所述建立模型与校验还包括：对冗余模型、图像的检查与处理，并将校验结果通过文字在监视界面上显示，并能够在电网图形上显示错误定位；同时还包括图模导入与配电终端调试接入的操作。

进一步地，还包括步骤：根据不同工作职能和工作性质，为不同培训人员和机器分配不同的权限，所述权限包括人工置数和置位、标识牌操作、闭锁和解锁、远程控制和调节功能的权限。

进一步地，还包括步骤：对配电网不同的运行方式和故障场景进行时域仿真，与配电scada功能和馈线自动化功能相配合，完成与真实带电时相一致的配电自动化故障仿真功能，并将仿真结果在监视界面中显示。

本发明还提供了一种面向自动化的配电自动化仿真培训系统，包括存储器、处理器、以及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文所述的方法步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文所述的方法步骤。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明按照配网的实际运行模式进行仿真，为调度及自动化运维人员提供真实、准确的仿真培训环境，通过部署仿真培训功能，为学员提供针对性的业务技能培训，提高其技术、技能水平。

附图说明

图1为本发明实施例的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1所示，本实施例提供了一种面向自动化的配电自动化仿真培训方法，具体包括以下步骤：

创建监视界面和交互界面；所述监视界面用于实时显示厂站图、线路单线图、环网图、地理图和系统运行工况图，所述交互界面用于为用户提供交互操作；

建立模型与校验；从电网gis平台导入中压配网模型，从电网调度控制系统导入上级电网模型，并进行主配网的模型拼接，根据电网模型信息及设备连接关系对图模数据进行静态分析（采用的是现有的静态分析方法），进行单条馈线和区域电网拓扑校验，以及模型与图形设备一致性校验；

建立多态应用管理机制，包括为实时态和仿真态应用场景独立配置模型，并设置应用，同一应用在不同态下独立运行，不同台之间自由切换显示。通过多态多应用管理机制，满足实时态、仿真态等应用场景任意切换。

在本实施中，对监视界面以及交互界面均设置动态操作，包括多屏显示、图形多窗口、无极缩放、漫游、拖拽和分层分级显示。

在本实施中，所述交互操作包括遥控、人工置位、报警确认、挂牌和临时跳接。还可以包括数据的录入、维护、检索、删除、清零、拷贝、备份、恢复和扩容等，提供界面友好的人机界面，满足配电网运行、运维人员对配电线路的监视、控制和管理。

在本实施中，所述建立模型与校验还包括：对冗余模型、图像的检查与处理，并将校验结果通过文字在监视界面上显示，并能够在电网图形上显示错误定位；同时还包括图模导入与配电终端调试接入的操作。

在本实施中，还包括步骤：根据不同工作职能和工作性质，为不同培训人员和机器分配不同的权限，所述权限包括人工置数和置位、标识牌操作、闭锁和解锁、远程控制和调节功能的权限。

在本实施中，还包括步骤：对配电网不同的运行方式和故障场景进行时域仿真，与配电scada功能和馈线自动化功能相配合，完成与真实带电时相一致的配电自动化故障仿真功能，并将仿真结果在监视界面中显示。

本实施例还提供了一种面向自动化的配电自动化仿真培训系统，包括存储器、处理器、以及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文所述的方法步骤。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上文所述的方法步骤。

本实施例通过设计培训仿真环境，参与培训的学员可以在模拟环境中进行练习，进行日常的监视、控制和操作，设计过程如下：

1）设计完善的交互式环境的数据录入、维护、检索工具和良好的用户界面，可进行数据删除、清零、拷贝、备份、恢复、扩容等操作；提供功能丰富、界面友好的人机界面，满足配电网运行、运维人员对配电线路进行监视、控制和管理：

a1.界面操作，提供方便、直观和快速的操作方法和方便多样的调图方式，满足菜单驱动、操作简单、屏幕显示信息准确等要求；

a2.图形显示，实时监视画面应支持厂站图、线路单线图、环网图、地理图和自动化系统运行工况图等；

a3.交互操作画面，交互操作画面包括遥控、人工置位、报警确认、挂牌和临时跳接等各类操作执行画面等；

a4.数据设置、过滤、闭锁，可根据需要设置、过滤、闭锁各种类型的数据；

a5.支持多屏显示、图形多窗口、无级缩放、漫游、拖拽、分层分级显示等；

a6.支持设备快速查询和定位；

a7.提供并支持国家标准一级字库汉字及矢量汉字；

2）多元化绘图建模，包括手动建模、图模导入等。该建模过程如下：

b1.网络建模，支持图模库一体化建模功能和外部系统信息导入建模功能，可从电网gis平台导入中压配网模型，以及从电网调度控制系统导入上级电网模型，并实现主配网的模型拼接。

b2.模型校验，根据电网模型信息及设备连接关系对图模数据进行静态分析，支持单条馈线和区域电网拓扑校验，支持模型与图形设备一致性校验，支持冗余模型、图形检查及处理，校验结果支持文字提示，并可在电网图形上进行错误定位。

b3.图模数与终端调试，能满足图模导入、配电终端调试接入。

3）设计多态多应用管理机制，满足实时态、仿真态等应用场景任意切换。

c1.系统具备实时态、仿真态等应用场景，各态独立配置模型，互不影响；

c2.各态下可灵活配置相关应用，同一种应用可在不同态下独立运行；

c3.多态之间可相互切换。

4）根据不同的工作职能和工作性质，赋予不同培训人员、机器（设备）不同的权限。通过操作和控制能实现人工置数和置位、标识牌操作、闭锁和解锁操作、远方控制与调节功能，并具有相应的权限控制：

人工置数和置位，可实现对状态量、模拟量、计算量等数据的操作，可进行置入数据有效性检查，对开关刀闸设备实现置位功能。

标识牌操作，在具备常用牌基础上提供自定义标识牌功能，能通过人机界面对一个对象设置或清除标识牌，设置标志牌时可人工添加备注，支持对全站一键挂牌功能。单个设备应能设置多个标识牌，在执行远方控制操作前应先检查对象的标识牌。所有的标识牌操作应进行存档记录，可进行历史挂牌信息查阅和统计。

闭锁和解锁操作，提供闭锁功能用于禁止对所选对象进行特定的处理，闭锁功能和解锁功能成对提供，所有的闭锁和解锁操作存档记录。

远方控制与调节，支持对开关的分合遥控操作。

防误闭锁，提供多种类型的远方控制自动防误闭锁功能，包括基于预定义规则的常规防误闭锁和基于拓扑分析的防误闭锁功能。

5）针对配电网不同的运行方式和故障场景进行时域仿真，与配电scada功能和馈线自动化功能相配合，完成与真实带电时相一致的配电自动化故障仿真功能。

本发明实现了从系统平台层到应用层的开放，提供了良好的可扩展性，方便用户进行应用层功能的可持续拓展，使之能够适应电力系统自动化不断变化的业务需求。

本发明既具有集中式服务器具有的强大的服务处理能力,又兼有节点分布式系统的优点，使得网络内的各个节点可以共享服务器资源。除个别模块（前置服务、历史存盘模块）与硬件配置紧密相关外，其余模块（主要软件模型实现部分）可以在任何节点机上运行，做到“即插即用”，满足实训现场各种机器环境要求。

系统程序可支持异构平台（不同数据库平台上均可应用，如oracle、mysql、金仓、达梦等等多元化数据库平台），支持各种主流操作系统，为系统的设备选型提供很好的灵活性和伸缩性。系统不受硬件平台的限制，对开发者来说平台是透明的，系统平台架构采用unix小型服务器与windows工作站混合的方案。

系统实现了图库一体化，图形和电网建模一次性完成，采用了电网设备组合单元的输入方式，可实现节点编号的自动化，提高了网络拓扑建模速度。系统实现了图形和数据库的平滑共享，scada/dts系统共用一套图形和数据库，提高了模型建立的速度，利于各种人员进行使用。

本发明提供的配电自动化仿真培训系统能够给操作人员提供具有真实感的仿真环境，与生产系统相辅相成，达到对自动化及调度人员的培训作用，通过实际应用表明，本发明方法正确有效，可满足配调运行人员和配电运维人员的技能培训，实现技术知识及安装、维护方面培训。此外，还可进行技术比武及联合反事故演习，为智能配电网的快速发展提供人才支撑作用，保证配电网调度自动化系统的安全可靠运行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

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