基于仿真技术的直流输电培训系统.pdf

2012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集基于仿真技术的直流输电培训系统常勇1吴巾克1张平1(1国家电网公司运行分公司)摘要：随着跨区直流输电工程的日益增多，直流运行检修人员培训的重要性日益显现。文章介绍了国内首套直流输电仿真培训系统。首先从现场运维经验出发分析了培训系统的需要，然后该培训系统的总体技术结构，最后详述了系统具备的实训功能技术特点。关键词：直流输电；实时仿真；控制保护系统；培训系统1引言随着大批直流输电工程投运，直流输电工程的运行维护和生产管理工作显得日益重要，特别是随着近年来直流工程数量和容量的快速发展，各网省公司将更多的参与直流输电工程运行维护和生产管理工作[1]。由于国内直流技术发展时间较短，直流运行、检修维护人员缺乏。同时，直流输电系统设备结构、接线方式和控制保护策略复杂，运行操作和检修维护具有较强的专业性[2]。一名合格的换流站运行检修人员，不仅需要掌握电力系统基础知识、变电站运行技能，更重要的是要熟悉直流输电专业知识、了解直流系统的设备结构和运行特性、掌握直流系统运行操作技能，并具备一定的换流站现场运行维护经验。由于员工队伍知识结构的特殊性，交流变电站人员不经过专业化培训也很难在较短时间内胜任换流站的运行维护工作。为了满足跨区电网高速发展的需要，生产单位必须建立实操培训系统，实现对员工的全方位、全过程培养，为直流输电工程输送各层面直流系统运维人员。(1)直流仿真培训系统的开发背景1)跨区电网直流工程发展迅速1989年，中国第一条超高压直流输电工程葛洲坝～南桥直流输电工程建成投产，直流输电技术在中国稳步发展。90年代，随着三峡工程的建设，三常、三广、三沪直流工程相继投运。2004年，我国第一个背靠背直流工程，同时又是一个直流设备国产化示范工程，灵宝背靠背直流工程顺利建成。标志着中国已经逐渐成为世界上运行直流工程数量最多、容量最大、线路最长的直流输电大国。根据《国家电网公司特高压电网规划》，到“十一五”末，规划投产的直流背靠背工程包括东北华北背靠背、灵宝背靠背（扩建）、中俄背靠背、福建广东背靠背四个项目，以及德阳-宝鸡、呼盟-辽宁、晋东南-江苏、宁东-潍坊、蒙古-天津、俄罗斯-辽宁、西藏-青海、葛沪改造等八个项目。到“十一五”末，国网公司系统直流输电工程将达到17个、换流站28个、输送容量达到4005万千瓦。到“十二五”末，国家电网公司将有8个直流系统建成投产，包括：向家坝-上海、宁东-济南、四川-湖南、锦屏-江苏、蒙古-唐山、溪洛渡-湖南、溪洛渡-浙江、蒙古-山东。直流工程总数将达到25个、换流站44个，输送容量8085万千瓦。“十三五”期间，国家电网公司规划建设投产的直流系统还有14个，直流输电工程将达到39个、换流站72个，输送容量达到18745万千瓦[3-5]。新工程不断建成投运，生产亟需大量合格直流运行检修人员。6872012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集(2)培训方法相对单一从多年的直流运维经验看，一名合格的直流输电运维人员应具备较高的实操动手能力，传统上这种能力是经过几年甚至十几年的现场故障处理获得。目前直流输电生产人员的培训手段单一，国网公司系统还没有适用于直流换流站生产人员的岗位技能培训平台，现有的科研院所及生产厂家的直流动模测试装置、数模混合直流输电仿真装置都侧重于对直流输电系统的特性研究和控制保护设备的测试分析,虽然可以进行一部分直流输电系统运行和控制特性的培训，不适用于现场运行检修人员的技能培训。目前各换流站随工程配置的培训工作站（TWS）具有与运行人员工作站（OWS）相同的人机界面和连锁逻辑，对运行人员熟悉监控系统操作界面有一定的帮助作用，但是由于没有对换流站一二次设备及其辅助设备的完整模拟,所以不能对直流系统的运行和故障情况进行全过程模拟，因此难以满足换流站生产人员对交直流设备的巡视、故障与异常的分析与处理、反事故演习、安全管理等全面培训需要。由于缺乏实践环节，满足岗位技能要求需要长时间运行维护经验的积累，培训周期长，难以满足跨区电网快速发展的需要。(3)故障分析实训手段缺乏直流输电一次二次设备结构复杂，技术密集度高，出于提高直流系统可靠性性能指标的考虑，通常在故障发生后需要尽快查清故障原因投运直流。现场缺乏对设备故障原因深入分析，并进行尝试性功能改进后的实验机会。尤其对于分布式直流输电控制保护系统，电子元器件多，软件结构复杂，一次故障往往由多重因素造成。在对软硬件进行升级改进后，如果能够在仿真系统上进行正常工况及故障工况下的实践检验，则可以大大提高控制系统的可靠性，保证控制行为的正确率。交互式可视化高压直流输电生产培训模拟系统将建立一个全方位、全过程、全场景的高逼真度、交互式高压交直流输电（常规换流站、背靠背换流站）培训模拟环境