王媖 鄔俊靚

摘 要：在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的功能逐漸強(qiáng)大的當(dāng)今社會(huì)，運(yùn)行人員必須熟練掌握其使用與操作技巧，溫組主要以變電站中仿真系統(tǒng)的運(yùn)行為研究對(duì)象，首先介紹了變電站仿真系統(tǒng)的相關(guān)原理，其次對(duì)其運(yùn)行加以分析，最后做出總結(jié)，旨在為變電站中仿真系統(tǒng)的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；仿真系統(tǒng)；運(yùn)行

對(duì)于電力運(yùn)行人員而言，變電站仿真系統(tǒng)不僅可以還原一個(gè)逼真的操作環(huán)境，而且能夠增強(qiáng)系統(tǒng)分析的準(zhǔn)確性，促進(jìn)繼電保護(hù)校驗(yàn)，增強(qiáng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征性研究等。

1 相關(guān)原理

變電站仿真系統(tǒng)的建立目標(biāo)在于再現(xiàn)一個(gè)逼真的變電站系統(tǒng)，其大致階段包括數(shù)學(xué)模型的建立、數(shù)字仿真模型的建立和仿真實(shí)驗(yàn)分析等。借助于多媒體軟件，變電站仿真系統(tǒng)可以多角度地再現(xiàn)其室外設(shè)備，每種設(shè)備都與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)一致。除此之外，系統(tǒng)還能夠模擬刀閘的分合等相關(guān)操作，甚至對(duì)變電站主控室也可以進(jìn)行模擬，主要包含保護(hù)盤(pán)、控制盤(pán)、一次接線(xiàn)圖等。在這些模擬項(xiàng)目中，線(xiàn)路電流與功率對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí)由控制盤(pán)顯示；線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作情況由保護(hù)盤(pán)顯示；線(xiàn)路上不同設(shè)備的故障情況可以由一次接線(xiàn)圖設(shè)置。

一般情況下，變電站仿真系統(tǒng)包含兩種形式，一種形式是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)型，另一種是多機(jī)網(wǎng)絡(luò)型。比如：某兩所高校合作的一套變電站仿真系統(tǒng)就是多機(jī)網(wǎng)絡(luò)型的，它的硬件組成如圖1所示。

圖1 變電站仿真系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)由四臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，計(jì)算機(jī)之間的通信采用10M網(wǎng)線(xiàn)，1號(hào)計(jì)算機(jī)是教師專(zhuān)用機(jī)，對(duì)設(shè)備存在的多種潛在故障可以進(jìn)行設(shè)置。此外，對(duì)變電站中控制控制盤(pán)、一次接線(xiàn)圖、保護(hù)盤(pán)及直流系統(tǒng)圖等的變化狀態(tài)可以進(jìn)行觀察。2號(hào)計(jì)算機(jī)是多媒體操作臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電室以外的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示。3、4號(hào)計(jì)算機(jī)是學(xué)員機(jī)，通過(guò)它們可以對(duì)全部變電站的運(yùn)行情況進(jìn)行顯示，還能夠進(jìn)行相關(guān)操作。

2 系統(tǒng)運(yùn)行分析

2.1 通信通道構(gòu)成

變電站仿真系統(tǒng)由于類(lèi)型不同，其通信渠道是不一樣的。多機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)由兩個(gè)以上的微機(jī)構(gòu)成局域網(wǎng)，通信通道如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)型仿真系統(tǒng)的通信通道

圖2中，四臺(tái)工作臺(tái)對(duì)10Mbit/s的高速局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享，在該局域網(wǎng)內(nèi)，四臺(tái)工作臺(tái)通過(guò)通信網(wǎng)傳輸?shù)乃俣容^快，2號(hào)計(jì)算機(jī)媒體工作臺(tái)將操作快速傳遞給其它三臺(tái)機(jī)。四臺(tái)機(jī)通過(guò)控制器將信息傳輸?shù)斤@示器及投影屏中進(jìn)行顯示，然后再通過(guò)控制器控制四臺(tái)機(jī)內(nèi)的信息。

培訓(xùn)中心是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要組成部分，將教員臺(tái)安置在培訓(xùn)中心，并由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，在各變電站內(nèi)裝置多內(nèi)體操作臺(tái)及學(xué)員臺(tái)，這樣學(xué)員在工作崗位上就可以接受培訓(xùn)。其通信通道如圖3所示。圖3中，培訓(xùn)教師負(fù)責(zé)操作中心站教員臺(tái)，通過(guò)光纖通道或微波通道將信息傳輸?shù)礁鱾€(gè)分站，微波接口采用V.35或G.703方式。

2.2 通信通道分析

通信通道在變電站仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用比較普遍，通信通道的形式也是多種多樣，一般主要包含三種方式：

（1）同軸電纜。采用該方式作為通信通道，電纜內(nèi)傳輸碼型為雙極性碼，主要的特征是用兩個(gè)極性相反、幅度相等的脈沖表示數(shù)字消息，具有抗噪性強(qiáng)的特征，適用于無(wú)接地傳輸線(xiàn)傳輸。該傳輸?shù)姆绞降牟蛔阒幵谟趥鬏斶^(guò)程中的損耗比較大，所以適合于短距離傳輸，和光纖傳輸相比，其誤碼率及造價(jià)都比較大。（2）微波通道。采用微波通道進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，其碼型為HDB3或AMI碼。HDB3最大的缺點(diǎn)是編譯碼電路較為復(fù)雜，在編碼過(guò)程中的難度加大，其優(yōu)勢(shì)在于提取同步信號(hào)方面比較簡(jiǎn)單，頻帶較窄，低頻成分所占比例非常少；AMI碼的不足之處在與沒(méi)有直流成分，優(yōu)勢(shì)是能夠正確判別碼元極性。采用微波通信方式，優(yōu)勢(shì)較為明顯，微波通信的主要特點(diǎn)是傳輸?shù)男畔⒘枯^大，微波波長(zhǎng)較短，微波頻段以直線(xiàn)視距方式傳播電磁波，容易生成高增益天線(xiàn)。如果通信距離比較長(zhǎng)，則需要設(shè)置中繼站來(lái)輔助長(zhǎng)距離通信，通信距離越長(zhǎng)，需要的中繼站數(shù)就越多，這樣才能保證通信的質(zhì)量，在地形復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)距離通信時(shí)，需要建造大量的中繼站。和有線(xiàn)通信相比，微波通信具有建站快、成本低等優(yōu)勢(shì)。該通信方式的不足之處在于，微波受氣象因素影響較大，與光纖通信相比，其通信通道的誤碼率及抗干擾性都比較差。（3）光纖通信。采用光纖作為通信通道，其線(xiàn)路碼型主要包含擾碼加插入碼、擾碼加mBnB碼、擾碼加mBnB碼加插入碼。這些碼型能夠?qū)鬏斶^(guò)程中的誤碼進(jìn)行監(jiān)測(cè)。采用光纖通信，主要是因?yàn)樵撏ㄐ欧绞降耐ㄐ湃萘糠浅４?、傳輸頻帶較寬、傳輸過(guò)程中的損耗非常小、中繼距離較長(zhǎng)；光纖為非金屬材料，其抗酸堿性、腐蝕性等較強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗磁場(chǎng)干擾能力。所以，在敷設(shè)光纜時(shí)，對(duì)敷設(shè)場(chǎng)地的磁場(chǎng)環(huán)境或自然條件沒(méi)有特殊要求，幾乎在任何環(huán)境中或場(chǎng)地下都可以進(jìn)行敷設(shè)，并且通信的質(zhì)量不會(huì)因外部環(huán)境的影響而降低，這是光纖通信最大的優(yōu)勢(shì)。采用光纖通信時(shí)，信號(hào)在光纜內(nèi)部傳輸，光纜表層將信號(hào)與外界隔離，信號(hào)只是在光纜內(nèi)部傳輸，傳輸途中不會(huì)受到外界因素的影響，只要光纜沒(méi)有受損，信號(hào)就不會(huì)出現(xiàn)泄漏情況，因此數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中的保密性和安全性非常高。由于光纖傳輸?shù)男盘?hào)均衡性較好，所以其傳輸?shù)男阅軆?yōu)越。與其它傳輸方式相比，該傳輸方式性能最好，且誤碼率及抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。不足之處在于光纖通信的工程造價(jià)較高。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于變電站運(yùn)行和管理的安全性而言，將電力運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)相結(jié)合意義重大，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況選擇不同類(lèi)型的變電站仿真系統(tǒng)。在選擇變電站仿真系統(tǒng)的時(shí)候，尤其要對(duì)通信通道的建立方式進(jìn)行重點(diǎn)選擇，要綜合多種因素，選擇最適宜的通信通道，只有這樣才能在保證信號(hào)傳輸質(zhì)量的同時(shí)，有效的地降低成本。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王 （1987，6-），女，上海人，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)行。