河北省电力公司电网调控一体化变电运维一体化联合仿真培训系统方案论证报告.doc

河北省电力公司电网调控一体化、变电运维一体化联合仿真培训系统方案论证报告河北省电力公司石家庄培训中心2023年11月电网调控一体化、变电运维一体化联合仿真培训系统方案论证报告一、 立项依据根据国家能源发展的指导思想，国家电网公司全面贯彻科学发展观，明确了建设“一强三优”现代公司的战略发展目的。随着我国电网的迅速发展，大量新设备、新技术得到迅速、广泛的应用，对电网生产运营、维护人员素质提出了较高的规定。2023年，按照国网公司“三集五大”的规定，继续深化“大运营”、“大生产”变革，将在管控模式研究、生产流程优化、精益生产管理、完善标准体系等方面构建“一级管控、两级作业”的矩阵式生产管理体系。为适应“调控一体化”、“运维一体化”对人员技能培训提出了更高的规定。因此，大力加强生产人员的技能培训，在较短的时间内培养一支适应新生产管理体系、专业知识丰富，操作技能纯熟的高素质员工队伍，保证电网安全稳定、经济高效运营，顺利适应电网生产管理新模式，是河北省电力公司当前及此后一段时期的重要而迫切的任务。正因如此，河北省电力公司培训中心在已成功应用的变电仿真培训系统的基础上，提前谋划调控一体化、运维一体化仿真培训系统建设工作，构建满足河北电网培训需要的现代仿真培训体系。本项目所开发的仿真培训系统顺应生产管理体系变革的形势规定，可以快速、高效使河北电网现有的大量相关专业人员在较短的时间内掌握新的生产管理模式下所需要的生产运营技能，在保障电网安全运营的同时，有力的保障了生产管理变革的顺利实行，为“大运营”、“大生产”的成功运营提供坚强的人才保障和智力支持。二、 项目研究内容（1）参考IEEE1516系列标准，研究和开发电网仿真、调控一体仿真、变电运维一体仿真应用即插即用的、具有时间协同功能、支持全景全维度仿真的运营支撑平台；（2）研究和开发基于仿真支撑平台的电网、调控一体、变电运维一体的分布式仿真技术；（3）研究实用于调控一体、运维一体运营模式的监视信息标准化及信息分类标准化问题，基于信息标准化技术研究一、二次设备组件建模仿真技术；（4）研究二次设备及二次回路精细化仿真建模的技术，采用可视化、组件化、自定义、图库模一体化等建模技术，建立与现场配置完全一致的二次装置模型，实现完整逼真的二次设备逻辑、信号模拟功能以及故障、异常模拟功能 （5）研究和开发基于二次设备及二次回路精细化仿真及建模技术的调控一体、变电运维一体仿真子系统；（6）基于仿真支撑平台技术，研究和开发一个典型地级电网、地级调控中心、变电站运维中心仿真系统。三、 技术方案调控中心、变电运维操作一体化仿真培训系统将开发完毕地级电网仿真、调控一体化仿真、变电站运维一体化仿真于一体的综合仿真培训系统。系统可以对的地反映调控中心、电网、变电站之间互相作用、互相影响，实现对调度人员、监控人员以及变电运营人员、维护人员进行全方位、全过程、全场景的仿真培训，可以满足调控一体运营人员，变电运维人员的技能培训、技术比武及联合反事故演习的需求。本系统将在原220kV集控站仿真基础上根据河北省地区电网的特点，构建一个虚拟的电力网络系统作为仿真系统监控的对象，通过电力系统模拟计算程序对的地模拟电网正常、异常、故障状态下的运营情况，实现对地调电网的仿真。变电站运维中心将在原220kV集控站仿真基础上升级1个典型220kV运维变电站，1个典型110kV运维变电站及1个35kV运维变电站作为运维操作巡视具体仿真对象，以实现对220kV、110kV及35kV变电运维工种的培训。系统不仅对地级电网的一二次设备、调控一体化系统、变电运维一体化系统以及变电站进行全面仿真，并且对调控一体、变电站运维一体的工作流程进行全过程、全场景再现。系统具体开发的内容如下:1、电网仿真培训系统完整的电网仿真系统是调控一体化仿真及运维一体化仿真系统开展的基础。该系统将根据河北省电网的特点对原220kV集控站仿真系统进行升级构建虚拟地区电网为基本电网框架、电源点和负荷点、外部电网、联络线、保护和自动装置等为仿真对象实现基于物理机理的一体化实时仿真。为了保证电网仿真的真实性，除了需要对在电网仿真层面上对地区电网一次设备进行具体仿真外，还需要对与之电气相连的外网作较具体的模拟。虽然外网状态的管理不是本网运营人员的职责，但是从电网电气上看，外网故障会波及本网，本网操作也也许影响外网。在电气计算上不模拟外网，不计外网的发电、负荷与网络，会导致本网计算结果失真。电网仿真培训系统不仅可以真实再现仿真变电站的一次设备操作、一次设备故障时的动态行为，也可以对的反映整个电网设备操作和发生故障时对仿真变电站的影响。电磁暂态、机电暂态一体化的电网仿真可认为变电站仿真系统提供正常对的的正常电流、电压及故障时电流、电压，不仅可以提供工频电气量，也可以提供非周期和高频分量以及其快速的动态过程。同时，对与仿真变电站相连的整个电网继电保护、自动装置进行了仿真。2、地区调控中心仿真系统本系统将从运营、监视、操作、安全等方面全范围、全过程、全场景仿真地区调控中心调控一体化系统，同时具有仿真调控一体化系统的五防系统、记录、历史数据信息保存检索、报表解决和事故追忆等应用功能。实现对调度员、监控员、监控分析员以及综合通信调度员的平常监控训练、正常操作训练、事故解决训练等。仿真范围：根据河北电网的特点组建一个典型地区电网的基本电网框架、电源点和负荷点、外部电网、联络线、保护和自动装置等为仿真对象实现基于物理机理的一体化实时仿真，仿真调控范围内的所有设备的电力流及信息流。仿真对象涉及设备（前置机、值班员工作站、通道柜等）仿真、监控系统功能仿真和人机界面风格的仿真，其仿真调控系统兼顾河北应用广泛的多种系统界面，并可根据需要增长新的类型的系统界面。3、变电运维仿真系统根据调控一体化与变电运维一体化联合仿真设计原则，拟在相应地区调控中心所管辖范围内对典型变电站进行仿真，以满足变电运维人员的培训需要。随着调控一体化、运维一体化建设的实行，规定变电运维人员不仅应掌握原变电运营人员所应掌握的工作技术，还应掌握原变电检修工种的部分工作技能，为满足“一岗多能”人才队伍建设规定，仿真中心应配备相应齐备的仿真培训系统。仿真范围：拟对地区调控中心管辖范围内的原220kV集控站仿真系统中的1个220kV变电站、1个110kV变电站以及1个35kV变电站进行升级，并具体仿真。仿真内容涉及变电站内变压器、断路器、隔离开关、互感器、高压熔断器、避雷器、阻波器、结合滤波器、电容器、电抗器、进出线等及其相关的二次控制、保护、信号及测量回路，变电站站用电系统、直流系统、“五防”系统及安全用品等仿真。变电运维仿真培训功能对变电站一二次设备及综合自动化系统进行全范围建模仿真，具体涉及变电站的一次系统、控制系统、量测系统、交流系统、直流系统、继电保护与自动装置和综合自动化系统的具体模型，并且考虑变电站仿真具体模型对电网仿真抽象模型的影响。运维仿真的功能定位为：1）仿真变电站平常运营维护工作流程及具体工作，能充足满足变电站运维人员在变电站内正常巡视、操作全过程及变电站异常解决、事故解决及常规检修培训；2）仿真变电站常规检修的工作流程及工作方法；3）仿真变电站常规实验的工作流程及工作方法；4）仿真变电站安全生产规程规定及深层因素。四、 预期目的和成果形式(一)预期目的本项目将建立一个全方位、全过程、全场景的高逼真度、交互式的调控一体、变电站运维一体的生产培训模拟环境，内容覆盖电网的生产运营、维护等领域，将为调控中心的调度员、监控员、巡视员以及变电站运营、维护人员提供一个形象更逼真、使用更方便的现代化培训工具，为河北南网的生产管理体系的变革提供的有力人才保障。具体成果：l 完毕调控中心、变电运维操作一体化仿真培训系统的设计方案；l 开发完毕一套涉及地级电网仿真、调控一体化仿真、变电站运维一体化仿真于一体的综合仿真培训系统；l 建立调控一体实训室和变电站运维一体实训室;l 完毕调控一体运营人员以及变电站运维一体运营人员的技能培训体系建设;(二) 成果提供形式以上内容将采用全数字化仿真软件形式现实，该系统采用如下形式提供：l 电网调控一体化、变电运维一体化联合仿真培训系统关键技术的研究报告；l 一套典型地区调控一体、运维一体化仿真培训系统；l 整个系统的全套设计、实验、测试文档；l 用光盘介质方式提供完整的可安装的可执行代码；l 用户的使用、维护手册。五、 合作单位或依托工程单位贯彻情况目前河北省电力公司培训中心已和中国电力科学研究院达成了合作意向，双方就本项目的关键技术进行了前期调研并制定了初步方案。中国电力科学研究院拥有一批长期从事电力系统研究的专家和科研人员，他们在电力系统电网仿真、变电站仿真、集控站仿真以及电网变电联合培训仿真等方面具有坚实的理论基础和丰富的实践经验。其中多项研究成果获得国家电网公司科技进步奖、中国电力科学研究院科技进步奖等奖项。中国电力科学研究院先后完毕了多项相关重大的科技项目和工程服务项目，成功开发并实行了近百套电网培训仿真系统、一百五十多套变电站培训仿真系统，在培训仿真平台技术、多媒体、虚拟现实、数字模拟接口等方面有着全面、深厚、多层次的技术和人才积累。同时中国电力科学研究院拥有充足、先进的计算机硬件与软件研发环境，可以满足本项目所需的开发和实验的规定。六、 投资计划根据河北省电力公司调控一体化及运维一体化推广及发展人材需求的特点，系统将参照河北省地区电网的特点，开发一套虚拟调控一体化真系统，以实现对相关人员的培训需求。具体预算如下：预算支出科目金额（万元）计算根据及理由地级电网仿真升级15调控及运维系统所依托的虚拟电网系统调控中心仿真30调控一体化工作人员工作点，用于参调控一体化相关人员的培训220kV变电站仿真升级25用于220kV变电运维人员的操作巡视培训220kV变电站常规检修(C,D 检修)仿真子系统35用于220kV变电运维人员的常规检修培训220kV变电站常规实验仿真子系统30用于220kV变电运维人员的常规检修培训110kV变电站仿真升级20用于110kV变电运维人员的操作巡视培训110kV变电站常规检修(C,D 检修)仿真子系统25用于110kV变电运维人员的常规检修培训110kV变电站常规实验仿真子系统20用于110kV变电运维人员的常规检修培训35kV变电站仿真升级15用于110kV变电运维人员的操作巡视培训35kV变电站常规检修(C,D 检修)仿真子系统20用于35kV变电运维人员的常规检修培训35kV变电站常规实验仿真子系统15用于35kV变电运维人员的常规检修培训变电站安全生产培训子系统40用于变电运维人员安全培训项目验收评审8用于项目验收评审、鉴定发生的费用资料及差旅2用于系统前期资料收集及工作人员培训合计300