電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件

1、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件1EMS(8)-調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)Dispatcher Training Simulator（DTS）電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件2一、課題背景一、課題背景4電力系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行安全可靠性的要求4用戶對(duì)供電質(zhì)量及可靠性的要求4商業(yè)化運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求4對(duì)調(diào)度員知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)和的要求，圓滿處理電力系統(tǒng)在正常、緊急、異常和事故情況下的運(yùn)行問(wèn)題的能力，新老調(diào)度員4調(diào)度能力如何獲得 直接經(jīng)驗(yàn)（調(diào)度過(guò)程中總結(jié)、跟班學(xué)習(xí)） 間接經(jīng)驗(yàn)（課堂式的反事故演習(xí)、事故處理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告）4存在問(wèn)題： 事故不多、情景多樣、后果嚴(yán)重 不能做破壞性試驗(yàn) 周期長(zhǎng)、效率

2、低、效果差電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件34培訓(xùn)：仿真技術(shù)的出現(xiàn)，軍事訓(xùn)練，飛行模擬器 物理仿真（動(dòng)模實(shí)驗(yàn)） 數(shù)字仿真（計(jì)算機(jī)，軟件，主流，DTS）4DTS是數(shù)字仿真 提供逼真的培訓(xùn)環(huán)境：電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、控制中心模型 重現(xiàn)各種事故 “制造”尚未出現(xiàn)的各種事故和運(yùn)行狀態(tài) 不影響實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行 在電網(wǎng)各種各樣的異常和事故中進(jìn)行磨練電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件4二、發(fā)展歷史二、發(fā)展歷史41976年明尼蘇達(dá)會(huì)議470年代末第一臺(tái)DTS480年代中后期，國(guó)內(nèi)四大網(wǎng)引進(jìn)，89年?yáng)|北網(wǎng)第一臺(tái)DTS，國(guó)家二等獎(jiǎng)4技術(shù)發(fā)展穩(wěn)態(tài)-機(jī)電暫態(tài)（80年代末）集中式-開(kāi)放式（90年代）

3、DTS與EMS一體化圖形化建模功能的多樣性4功能發(fā)展：調(diào)度員培訓(xùn)、事故分析、反事故演習(xí)、運(yùn)行方式研究和編制、繼電保護(hù)定值校核、EMS功能開(kāi)發(fā)研究4幾十套DTS在國(guó)內(nèi)各網(wǎng)/省/地調(diào)和電力學(xué)校運(yùn)行4推廣應(yīng)用的時(shí)機(jī)SCADA應(yīng)用水平大幅度提高EMS普遍推廣調(diào)度系統(tǒng)更新?lián)Q代電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件5三、概念和術(shù)語(yǔ)三、概念和術(shù)語(yǔ)電力系統(tǒng)模型教員系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備模型能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)工程能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)工程電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備教員學(xué)員調(diào)度員電力系統(tǒng)模型調(diào)度室模型調(diào)度室電力系統(tǒng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)實(shí)際調(diào)度系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件6四、要求四、要求4

4、真實(shí)性（Realism）電力系統(tǒng)模型，操作/事故下電網(wǎng)的靜/動(dòng)態(tài)過(guò)程逼真，各種運(yùn)方潮流真實(shí)，實(shí)時(shí)性。4一致性（Exactness）控制中心模型，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)軟硬件環(huán)境，身臨其境4開(kāi)放性（Open）：硬軟件平臺(tái)，符合國(guó)際開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)，可移植性和可擴(kuò)充性，靈活選擇硬件平臺(tái)，充分保護(hù)軟件投資4靈活性（Flexibility）：教學(xué)系統(tǒng)靈活，足夠的真實(shí)的教案，培訓(xùn)控制和評(píng)估，自我培訓(xùn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件7五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件配置硬件配置41臺(tái)計(jì)算機(jī)：教員臺(tái)42-3臺(tái)計(jì)算機(jī)：學(xué)員臺(tái)4選型原則：資金情況4高檔配置：ALPHA/ SUN /IBM/HP服務(wù)器或工作站4高性能價(jià)

5、格比：PC機(jī)4網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（局域網(wǎng)）4打印機(jī)（彩色噴墨）4通信設(shè)備4投影儀4刻錄機(jī)4音箱4維護(hù)與開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)4第二教員臺(tái)4單向玻璃墻4UPS電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件8培訓(xùn)仿真室平面布置圖示1.6M4.5M3M5M學(xué) 員 室單 向 玻 璃 墻門門電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件9六、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)六、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)4設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)原則：開(kāi)放分布式的體系結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蟮募夹g(shù)跨操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)策略國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的軟件平臺(tái)4軟件系統(tǒng)四部分：支撐系統(tǒng)電力系統(tǒng)模型教員系統(tǒng)控制中心模型電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件10SCADA/EMS 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫(kù)網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊遠(yuǎn) 動(dòng)

6、 系 統(tǒng) 模 型控 制采 集電 力 系 統(tǒng) 模 型事 件 處 理 器電 力 系 統(tǒng) 仿 真 服 務(wù) 器電 力 系 統(tǒng) 狀 態(tài)事 件 表教 案 初 始 條 件教 案 庫(kù)教 員 操 作 臺(tái)遠(yuǎn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 事 件教 案 的 制 作與 管 理培 訓(xùn)評(píng) 估遙 控 、 遙 調(diào)遙 測(cè) 、 遙 信教 員 臺(tái)仿 真 時(shí) 鐘仿 真 時(shí) 間SCADA/EM S 應(yīng) 用 模 型學(xué) 員 臺(tái)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件11七、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型七、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模型4發(fā)、輸、變電設(shè)備一次：發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、原動(dòng)機(jī)、負(fù)荷、線路、變壓器、電抗器、電容器、開(kāi)關(guān)、刀閘、母線、消弧線圈等二次：繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置各種運(yùn)行方

7、式4穩(wěn)態(tài)/動(dòng)態(tài)行為正常、事故、恢復(fù)安全/不安全/待恢復(fù)穩(wěn)定/失穩(wěn)/待恢復(fù)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件12 各 種 電 力 設(shè) 備的 動(dòng) 態(tài) 模 型 頻 率 模 型 自 動(dòng) 裝 置 模 型 每0 . 5 秒 負(fù) 荷 模 型 基 本 操 作 模擬 有 開(kāi) 關(guān) /刀閘 變 位 ？ 網(wǎng) 絡(luò) 拓 撲 分析 動(dòng) 態(tài) 潮 流 計(jì) 算 自 動(dòng) 裝 置 模 型 等 待 驅(qū) 動(dòng) 每5 秒 Y N 穩(wěn) 態(tài) 電 力 系 統(tǒng) 模 型 事 件 接 收 事 件 處 理 驅(qū) 動(dòng) 電 力 系統(tǒng) 模 型 等 待 電 力 系 統(tǒng)模 型 計(jì) 算 完 畢 事 件 處 理 器 a b 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)

8、系統(tǒng)課件13八、電力系統(tǒng)暫態(tài)模型八、電力系統(tǒng)暫態(tài)模型4原理和用途：運(yùn)方研究、事故分析和保護(hù)校核等4故障模型：發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線、開(kāi)關(guān)故障類型：短路/斷路、相間/對(duì)地、對(duì)稱/不對(duì)稱、瞬時(shí)/延時(shí)/永久、金屬短路/非金屬短路等，結(jié)果：三相、正負(fù)零序電量、發(fā)電機(jī)搖擺曲線發(fā)電機(jī)(定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁等)和變壓器(繞組、鐵芯等)內(nèi)部故障，邏輯保護(hù)方法4新一代動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)模型的特點(diǎn)：精確性、交互性和實(shí)時(shí)性，動(dòng)態(tài)中插入新事件4聯(lián)立的微分方程和代數(shù)方程組、網(wǎng)絡(luò)方程的求解和動(dòng)態(tài)方程的數(shù)值積分4核心算法：時(shí)域仿真法、牛頓法和交替迭代法4微分方程組的數(shù)值解法：隱式梯形法、二階精度、數(shù)值穩(wěn)定性好電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)

9、化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件14初 始 化 N N N Y Y Y 輸 入 潮 流 計(jì) 算 結(jié) 果 形 成 導(dǎo) 納 陣 計(jì) 算t = 0 系 統(tǒng) 初 值 作 初 始 處 理 有 操 作 或 故 障 ? 修 改 導(dǎo) 納 陣 迭 代 求 解 節(jié) 點(diǎn) 電 壓 求 解 發(fā) 電 機(jī) 和 負(fù) 荷 的 動(dòng) 態(tài) 方 程 計(jì) 算 節(jié) 點(diǎn) 注 入 電 流 求 解 網(wǎng) 絡(luò) 方 程 迭 代 到 兩 次 計(jì) 算 電 壓 基 本 相 同 t = t + t 系 統(tǒng) 失 穩(wěn) ? 仿 真 結(jié) 束 ? 結(jié) 束 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件15九、動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)模型九、動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)模型4電源模型發(fā)電機(jī)模型：2、3、4、5階模型勵(lì)磁系統(tǒng)模型：它勵(lì)和自并勵(lì)、自復(fù)勵(lì)等多種原動(dòng)機(jī)模型：非再熱式機(jī)組模型、一段再熱式機(jī)組模型以及水輪機(jī)模型等原動(dòng)機(jī)模型。調(diào)速系統(tǒng)模型：機(jī)械油壓式調(diào)速器、電液式調(diào)速器經(jīng)典模型電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型鍋爐模型：直流爐和汽包爐等典型模型。鍋爐模型一般由壓力調(diào)節(jié)、給水和燃料燃燒以及鍋爐控制等環(huán)節(jié)構(gòu)成4負(fù)荷模型：恒阻抗模型、靜態(tài)模型、考慮機(jī)械暫態(tài)和電磁暫態(tài)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型4定值保護(hù)模型：國(guó)內(nèi)外的情況、用戶自定義模型、開(kāi)關(guān)電流電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化EMS8調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)課件16十、教員系統(tǒng)十、教員系統(tǒng)4培訓(xùn)前，教案的制作與管理：初始條件和事件表、在線教案、子教案、三種時(shí)標(biāo)4培訓(xùn)中