功能要求

一、概述

作為現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)正朝大系統(tǒng)、高電壓、大容量、智能化的方向快速發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中將系統(tǒng)中各類元件劃分為電源（即發(fā)電側(cè)），電網(wǎng)絡(luò)（即輸電網(wǎng)），用戶側(cè)（即用電負(fù)荷）和調(diào)度側(cè)幾大組成部分，這幾個(gè)部分相互依存又相互作用，構(gòu)成了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的多樣性和復(fù)雜性。

為了直觀地了解電力系統(tǒng)上述各個(gè)組成部分的功能、運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)態(tài)及靜態(tài)響應(yīng)，深入了解電力系統(tǒng)各部分在不同時(shí)段的行為，以便更好地運(yùn)行和防范故障及不可測(cè)知的情況，對(duì)于電力工程人員、大專院校學(xué)生及教師、電力系統(tǒng)研究人員，需要具備一套合理的、與實(shí)際電力系統(tǒng)相符合研究平臺(tái)，以對(duì)真實(shí)的電力系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)、觀測(cè)和研究。認(rèn)知手段zui為有效的就是仿真。仿真是將建立一個(gè)與目標(biāo)系統(tǒng)具有相同數(shù)學(xué)描述或結(jié)構(gòu)的小型系統(tǒng)或虛擬系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)上述小型系統(tǒng)或虛擬系統(tǒng)各種形態(tài)的研究，對(duì)應(yīng)地理解目標(biāo)系統(tǒng)行為、狀態(tài)、功能、參數(shù)等等所需研究?jī)?nèi)容的一種手段。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)前絕大多數(shù)的電力系統(tǒng)仿真都采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行軟仿真，軟仿真具有成本低、見(jiàn)效快的特點(diǎn)。由于軟仿真采用的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行模擬計(jì)算，而對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行描述的數(shù)學(xué)方程為了易于求解都必須做適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化或等效處理，因此軟仿真無(wú)法反映真實(shí)的系統(tǒng)的全部情況，不能完整準(zhǔn)確地描述實(shí)際電力系統(tǒng)的全部?jī)?nèi)容，現(xiàn)場(chǎng)人員難于得到更加直觀清晰的認(rèn)識(shí)。此外，與數(shù)字仿真技術(shù)相比，物理仿真手段的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)重構(gòu)性、組態(tài)性、和升級(jí)性較差，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)靈活性差，多采取固定接線，不夠開(kāi)放。但是電氣工程作為一門實(shí)踐性工程科學(xué)，僅憑計(jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬仿真手段顯然不能彰顯實(shí)際工程的特殊性問(wèn)題和現(xiàn)象，同時(shí)，對(duì)于學(xué)生而言，難于培養(yǎng)動(dòng)手能力，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際能力得不到鍛煉，因此，物理仿真手段仍然具有數(shù)字仿真技術(shù)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

從學(xué)生能力培養(yǎng)和科學(xué)發(fā)展觀的認(rèn)識(shí)論角度看，物理仿真系統(tǒng)符合由實(shí)踐到理論，再由理論到實(shí)踐的認(rèn)識(shí)規(guī)律，是科學(xué)教育在認(rèn)識(shí)論的補(bǔ)充，對(duì)學(xué)生的知識(shí)體系和科學(xué)認(rèn)識(shí)具有重要作用。另外，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在電氣工程專業(yè)的具有廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用學(xué)科涉及到電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電機(jī)、電力電子等多個(gè)專業(yè)，其應(yīng)用涵蓋了包括電氣工程專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)課幾乎三分之二課程內(nèi)容，具有較大的學(xué)生應(yīng)用面。

一個(gè)包括了數(shù)字仿真技術(shù)和物理仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)與教學(xué)平臺(tái)對(duì)于電氣工程系具有更加深遠(yuǎn)的意義。首先，該平臺(tái)的建設(shè)是多學(xué)科的融匯點(diǎn)，是各專業(yè)技術(shù)的融合點(diǎn)，在這樣一個(gè)平臺(tái)下，可以將各個(gè)專業(yè)的需求匯總起來(lái)并形成有力的結(jié)合，增強(qiáng)電氣工程系的總體實(shí)力和凝聚力；其次，顯而易見(jiàn)的，該平臺(tái)建設(shè)對(duì)于電氣工程類教師知識(shí)體系的提高和補(bǔ)充作用意義重大。

當(dāng)前的物理仿真主要是動(dòng)態(tài)模擬仿真，國(guó)內(nèi)擁有動(dòng)態(tài)模擬仿真實(shí)驗(yàn)室的高校僅有清華大學(xué)、華北電大等七所院校，各大電力科學(xué)研究院也擁有一定規(guī)模的動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室。主要原因是大型動(dòng)模的維護(hù)成本高，模擬電路復(fù)雜，技術(shù)老化，電機(jī)等設(shè)備難于維護(hù)。

本產(chǎn)品——物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)結(jié)合了計(jì)算機(jī)軟仿真和動(dòng)態(tài)模擬仿真的優(yōu)點(diǎn)，既具有現(xiàn)場(chǎng)的直觀性，又解決了普通動(dòng)模的維護(hù)成本高、模擬電路為主流的結(jié)構(gòu)，大大地降低了成本。

物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)是采用組態(tài)的方法，將電力系統(tǒng)的各種組成元件模塊化，形成具有獨(dú)立封裝性能的模塊單位，從而便于靈活地組成所需目標(biāo)的電力系統(tǒng)，從而完成整個(gè)目標(biāo)電力系統(tǒng)的各種發(fā)電控制、輸配電及潮流、配電和用電側(cè)管理的物理仿真功能的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

本工程中，擬采用物理組態(tài)式電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)一個(gè)針對(duì)用戶需求的目標(biāo)電力系統(tǒng)。

二、建設(shè)內(nèi)容

建設(shè)一個(gè)典型的電力系統(tǒng)，包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)絡(luò)、用戶側(cè)和調(diào)度側(cè)四個(gè)部分。發(fā)電側(cè)由同步發(fā)電機(jī)組成，機(jī)組具有各種自動(dòng)調(diào)節(jié)能力；電網(wǎng)絡(luò)可靈活組態(tài)，構(gòu)成所需要的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；用戶側(cè)包括智能化變電站和各類典型負(fù)荷；調(diào)度側(cè)具有EMS管理系統(tǒng)，可監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)全部的設(shè)備，具有“四遙”能力。

EMS軟件具有記錄設(shè)備的運(yùn)行情況，開(kāi)啟、故障、運(yùn)行異常等時(shí)間順序記錄能力，并打印上述內(nèi)容及故障報(bào)警。

第四節(jié) 設(shè)備選型和技術(shù)性能

一、TQTSⅡ系統(tǒng)概況

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，在本工程中選用TQTSⅡ物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)。該物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)包括各類各規(guī)格的發(fā)電機(jī)組、各種規(guī)格的變壓器、可變長(zhǎng)度和參數(shù)的電力網(wǎng)絡(luò)、具有智能功能的變電站、各類復(fù)雜而實(shí)際的用電負(fù)荷、以及含有多種通信協(xié)議的調(diào)度中心。利用該系統(tǒng)，可以通過(guò)電腦配合相應(yīng)的軟、硬件對(duì)各設(shè)備的各類參數(shù)進(jìn)行各種電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)EMS管理，以達(dá)到設(shè)備管理的合理化，提高效率、節(jié)約維護(hù)成本。

TQTSⅡ物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性和兼容性，在資金到位的情況下，先期可建立一期系統(tǒng)，即能夠獨(dú)立運(yùn)行，后期工程可以方便地同前期工程聯(lián)網(wǎng)組態(tài)。TQTSⅡ物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)自控系統(tǒng)適應(yīng)性非常強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)組按模塊化組成，可分為不同等級(jí)的獨(dú)立系統(tǒng)，每級(jí)都具有非常清楚的功能及權(quán)限，使其具有如下特點(diǎn)：

●可靠性：系統(tǒng)當(dāng)中的各級(jí)別設(shè)備都可獨(dú)立完成操作，即在同時(shí)刻組成不同級(jí)別的系統(tǒng)（或不同級(jí)別的結(jié)構(gòu)組織形式），這一結(jié)構(gòu)形式使得用戶界面非常親切，而且提高系統(tǒng)的可靠性。

●靈活性及經(jīng)濟(jì)性：模塊化結(jié)構(gòu)形式，使得整個(gè)硬件與軟件系統(tǒng)都可很方便地?cái)U(kuò)展，系統(tǒng)各部分分別隨調(diào)試完成即可投入使用，使業(yè)主投入有效的工作而保證用戶高標(biāo)準(zhǔn)的舒適性。

●兼容、開(kāi)放性：可與其他廠家互聯(lián)，包括各種形式控制器、VQC、特定發(fā)電機(jī)組并支持各類主流通信，TQTSⅡ保持向上的兼容性，使過(guò)去開(kāi)發(fā)的控制器不至過(guò)時(shí)。

TQTSⅡ系統(tǒng)EMS軟件為優(yōu)先級(jí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，并可在WINDOWS等多種平臺(tái)下運(yùn)行。系統(tǒng)軟件采用開(kāi)放式，標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的界面軟件設(shè)計(jì)面對(duì)電力系統(tǒng)人員，采用實(shí)用而簡(jiǎn)潔的人機(jī)會(huì)話系統(tǒng)，系統(tǒng)的操作、設(shè)定、圖形制作使用鼠標(biāo)器，具有zui簡(jiǎn)易的可操作性，并具密碼保護(hù)功能，不同權(quán)限的管理人員可通過(guò)密碼監(jiān)測(cè)，手動(dòng)控制、修改參數(shù)，甚至修改程序。系統(tǒng)軟件有自診斷功能，可編程的報(bào)警處理程序。多幅易懂的動(dòng)態(tài)彩色畫(huà)面以供操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控。大量數(shù)據(jù)表可通過(guò)商用軟件處理以滿足用戶需求，為此而采用的這些商用軟件程序也可納入TQTSⅡ軟件的多任務(wù)操作系統(tǒng)中。TQTSⅡ的維修管理軟件將zui大限度地維護(hù)系統(tǒng)各個(gè)機(jī)電設(shè)備，及時(shí)通知操作人員檢修需要維修的設(shè)備。

系統(tǒng)訪問(wèn)設(shè)置密碼，密碼級(jí)別由系統(tǒng)管理員制定。經(jīng)授權(quán)的管理人員可通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)手動(dòng)控制設(shè)備的啟停。系統(tǒng)設(shè)有數(shù)據(jù)打印機(jī)，設(shè)備參數(shù)可通過(guò)打印機(jī)輸出，打印機(jī)也可輸出定義的報(bào)表。上述各系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)可根據(jù)要求存儲(chǔ)于硬盤中，并可打印輸出供管理人員分析。重要控制設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)存儲(chǔ)于硬盤中，供管理人員維護(hù)設(shè)備的參考。系統(tǒng)所有報(bào)警實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)打印，并可發(fā)出聲音報(bào)警。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

    TQTSⅡ電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)包括以下五個(gè)部分：

1 同步發(fā)電機(jī)組

2 電網(wǎng)絡(luò)

3 變電站

4 負(fù)荷

5 中心調(diào)度

同步發(fā)電機(jī)組作為TQTSⅡ電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)的電源，主要完成為電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的任務(wù)，在具有自身調(diào)節(jié)能力的同時(shí)，可以接受調(diào)度中心的指令。

電網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)可以靈活組態(tài)的網(wǎng)絡(luò)柜，可以形成各種實(shí)驗(yàn)需要的接線形式，本部分具備基礎(chǔ)的繼電保護(hù)功能。

變電站和負(fù)荷作為用戶側(cè)內(nèi)容而存在，在變電站中含有多種自動(dòng)化裝置，具備智能變電站的內(nèi)容，可接受調(diào)度中心的指令；負(fù)荷包括多種常規(guī)復(fù)雜負(fù)荷，更加準(zhǔn)確地模擬了現(xiàn)代社會(huì)負(fù)荷的多樣性。

調(diào)度中心主要運(yùn)行EMS軟件對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)代化管理。

以下為系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

設(shè)備選型和技術(shù)性能

1基本功能

1.1 同步發(fā)電機(jī)部分

（1）同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁

（2）同步發(fā)電機(jī)的調(diào)速

（3）發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)

（4）發(fā)電機(jī)電氣量測(cè)量

（5）同步發(fā)電機(jī)信息通信

（6）發(fā)電機(jī)保護(hù)

（7）可設(shè)置發(fā)電機(jī)各種故障狀態(tài)

1.2 電網(wǎng)絡(luò)部分

（1）可變結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)

（2）參數(shù)可組態(tài)功能

（3）可根據(jù)需要設(shè)置所需網(wǎng)絡(luò)故障

（4）線路斷路器遠(yuǎn)控能力

（5）線路繼電保護(hù)（主保護(hù)為電流速斷型）

（6）網(wǎng)絡(luò)電氣量測(cè)量

1.3 變電站部分

（1）數(shù)字化變電站

（2）變壓器分接頭調(diào)節(jié)系統(tǒng)

（3）無(wú)功補(bǔ)償及九區(qū)域圖功能（VQC）

（4）低頻減載

（5）時(shí)間隊(duì)列和故障錄波器（可選）

（6）變壓器保護(hù)

（7）變壓器高壓計(jì)量（可選）

1.4 負(fù)荷部分

（1）靜止負(fù)荷

（2）旋轉(zhuǎn)負(fù)荷

（3）諧波負(fù)載

（4）電度計(jì)量（可選）

（5）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組（可選）

（6）太陽(yáng)能電站（可選）

1.5 中心調(diào)度部分

（1）EMS——SCADA

（2）EMS——AGC

（3）EMS——EA

（4）EMS——DTS（可選）

（5）EMS——系統(tǒng)分析功能（可選）

2輔助功能

（1）顯示功能

     大屏幕LED動(dòng)態(tài)顯示，投影顯示。

（2）備用接口擴(kuò)展

（3）通信接口

     設(shè)備應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的通訊要求，至少具備一種標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。

     實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

     推薦設(shè)備能通過(guò)串口或者以太網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)就地設(shè)備間的互聯(lián)。

（4）可選USB高速串口存儲(chǔ)器；

（5）設(shè)置功能，

     包括內(nèi)部時(shí)鐘、監(jiān)測(cè)內(nèi)容、控制方式、控制參數(shù)設(shè)定。

     系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)的重新設(shè)置、更改、刪除功能，并對(duì)設(shè)置進(jìn)行保存。

3建設(shè)規(guī)模

本平臺(tái)建設(shè)規(guī)?；疽?guī)模應(yīng)滿足《電力系統(tǒng)分析》中IEEE三機(jī)九節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的基本要求。

由于本平臺(tái)具有良好的重構(gòu)性和組態(tài)性，因此如配套資金允許，建議網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)為IEEE十四節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。

無(wú)需論述，與上述經(jīng)典系統(tǒng)吻合具有很好的教學(xué)價(jià)值。

4設(shè)備外觀

建設(shè)應(yīng)用面

1專業(yè)

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)

電力電子專業(yè)

電機(jī)專業(yè)

2課程

《電氣工程基礎(chǔ)》

《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》

《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》

《電能質(zhì)量》

《電機(jī)學(xué)》

《電機(jī)拖動(dòng)》

《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》

《電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》

《變電站課程設(shè)計(jì)》

以上總計(jì)本科課程10門，應(yīng)用平臺(tái)學(xué)生人數(shù)、總課時(shí)、學(xué)時(shí)較多，應(yīng)用本平臺(tái)的時(shí)間從三年級(jí)開(kāi)始一直到四年級(jí)結(jié)束，利用效率極高。

五、EMS軟件技術(shù)

物理組態(tài)式電力系統(tǒng)綜合仿真與動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)EMS包括SCADA、DTS、EA、AGC等。以下用AVC舉例說(shuō)明。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)上圖所示，適合工業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)控制應(yīng)用，安全、實(shí)時(shí)、穩(wěn)定、可靠性高，實(shí)時(shí)多任務(wù)處理能力強(qiáng)。其中AVC工作站可以是多個(gè)配置。

系統(tǒng)采用跨平臺(tái)設(shè)計(jì)方式，服務(wù)器采用UNIX操作系統(tǒng)系統(tǒng)，而工作站采用NT操作系統(tǒng)。核心計(jì)算軟件、數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)庫(kù)位于服務(wù)器上，圖形顯示、報(bào)表等軟件位于工作站側(cè)。

2 數(shù)據(jù)流向

地調(diào)AVC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向與主站系統(tǒng)相同，即只讀SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，要求SCADA廠商開(kāi)放其歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口。整個(gè)系統(tǒng)保持相對(duì)的獨(dú)立性。數(shù)據(jù)流向和邏輯結(jié)構(gòu)如下所示：3 軟件流程
地調(diào)AVC系統(tǒng)不存在三級(jí)電壓控制，所以整個(gè)控制系統(tǒng)只存在一個(gè)控制流程，其流程圖如下所示。由于地區(qū)電網(wǎng)的自動(dòng)化程度相對(duì)較低，數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和數(shù)量都無(wú)法和主網(wǎng)相比，所以，無(wú)功優(yōu)化算法必須與專家系統(tǒng)技術(shù)緊密結(jié)合，以保障所形成的控制策略的可行性與合理性。

4 優(yōu)化控制策略

對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，如果網(wǎng)絡(luò)較龐大，220kV變電站較多，應(yīng)采取分區(qū)控制的方式。分區(qū)的原則是以220kV變電站的供電區(qū)域作為一個(gè)基本單位，分別進(jìn)行無(wú)功分析和控制，而要求各個(gè)分區(qū)之間的聯(lián)絡(luò)線無(wú)功潮流盡可能的小。在地區(qū)電網(wǎng)中，電容器組通常是其可以控制的主要的無(wú)功電源，所以控制模式只是響應(yīng)主站系統(tǒng)的第三級(jí)電壓控制，控制的時(shí)間周期為小時(shí)級(jí)。地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)進(jìn)行地區(qū)電網(wǎng)的全局優(yōu)化，在保障220kV節(jié)點(diǎn)電壓和注入的無(wú)功功率為恒定的情況下，以網(wǎng)損zui小為目標(biāo)函數(shù)，優(yōu)化電容器組的投切，保障地區(qū)電網(wǎng)的安全性和電容器組投切次數(shù)的限制。此外，對(duì)于有載調(diào)壓變壓器來(lái)說(shuō)，由于其對(duì)網(wǎng)損的影響較小，所以單獨(dú)形成有載調(diào)壓變壓器的控制策略，即在電壓偏離較大時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

在優(yōu)化分析方面，地調(diào)AVC系統(tǒng)中采用zui小費(fèi)用流算法和線性規(guī)劃算法作為主要的優(yōu)化分析技術(shù)。目前，優(yōu)化潮流技術(shù)已經(jīng)比較成熟，也有很多應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的事例，但是，在AVC系統(tǒng)當(dāng)中成功的應(yīng)用范例并不是很多，主要是因?yàn)锳VC系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求計(jì)算的速度較快、精度較高，否則將會(huì)產(chǎn)生不合理的控制策略。本系統(tǒng)采用zui小費(fèi)用流模型，通過(guò)序列二次化來(lái)求解zui優(yōu)潮流，此技術(shù)作為電壓控制的主要算法；此外，采用通過(guò)對(duì)控制目標(biāo)和約束條件進(jìn)行線性化，采用線性規(guī)劃技術(shù)作為二級(jí)電壓控制的主要算法。線性規(guī)劃和基于zui小費(fèi)用流的二次規(guī)劃是目前zui為成熟的優(yōu)化技術(shù)，完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)計(jì)算的要求。此外，本系統(tǒng)采用回路電流方法作為潮流與優(yōu)化潮流的核心分析技術(shù)。對(duì)于配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，線路對(duì)地的導(dǎo)納相對(duì)較小，可以采用回路分析技術(shù)。回路分析技術(shù)分析的主要優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算速度快、收斂性好，適合于配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)不完全等特點(diǎn)。

zui后將專家系統(tǒng)技術(shù)作為優(yōu)化技術(shù)的后備技術(shù)，當(dāng)優(yōu)化失敗以后，可以從系統(tǒng)庫(kù)中選擇進(jìn)行電容器投切的依據(jù)，這些可以是專家的經(jīng)驗(yàn)，也可以是省公司對(duì)地區(qū)電網(wǎng)下達(dá)的電壓或者功率因素曲線當(dāng)中得到。專家系統(tǒng)技術(shù)作為優(yōu)化技術(shù)的后備技術(shù)。本系統(tǒng)采用相似搜索技術(shù)，在以往大量的歷史數(shù)據(jù)中，尋找與當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)相似的控制策略，作為當(dāng)前控制策略的備用方案。

5系統(tǒng)主要功能

(1) 數(shù)據(jù)采集和處理

實(shí)時(shí)采集各廠站RTU遙測(cè)、遙信、遙控、微機(jī)保護(hù)信息等數(shù)據(jù)。同時(shí)，向各RTU廠站發(fā)送各種數(shù)據(jù)信息及控制命令。

數(shù)據(jù)類型包括模擬量、狀態(tài)量、電力系統(tǒng)各種參數(shù)等。

數(shù)據(jù)采集周期、方式、參數(shù)等可在線定義，狀態(tài)量的變化優(yōu)先傳送。

支持多種遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約（IEC60870-5-101、103、104，IEC60870-6-TASE2），并包括一些改良的非標(biāo)CDT規(guī)約，并能靈活、方便地配置新規(guī)約。

狀態(tài)量能設(shè)置告警等級(jí)，模擬量能設(shè)置滿碼值、偏移量、歸零范圍及告警等級(jí)。

能對(duì)二進(jìn)制或BCD碼的模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行工程量的轉(zhuǎn)換、限值檢查和合理性校驗(yàn)。

具有微機(jī)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集及控制功能：接收保護(hù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、接收保護(hù)測(cè)量信息、接收保護(hù)故障動(dòng)作信息。

系統(tǒng)將接收到的事件順序記錄內(nèi)容按時(shí)間先后順序分類排隊(duì)、存檔，可用中文按廠站、時(shí)間段分類檢索、顯示或打印SOE列表。

按預(yù)定的周期將需要的數(shù)據(jù)送歷史數(shù)據(jù)庫(kù)作歷史數(shù)據(jù)處理。

(2) 控制和調(diào)節(jié)功能

控制和調(diào)節(jié)內(nèi)容包括：斷路器開(kāi)/合、調(diào)節(jié)變壓器抽頭和無(wú)功補(bǔ)償裝置投切及調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)中采用有效措施來(lái)保證控制操作的安全可靠，以防止發(fā)生誤操作情況，主要包括：

1）控制和調(diào)節(jié)從具有控制權(quán)限的工作站上才能進(jìn)行。

2）遙控、遙調(diào)有返送校核，同時(shí)按選點(diǎn)、校驗(yàn)、執(zhí)行三個(gè)步驟進(jìn)行。

3）不同工作站同時(shí)對(duì)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制的情況將被閉鎖。

控制正確執(zhí)行后，畫(huà)面上將反映控制操作后設(shè)備的狀態(tài)。

可以遠(yuǎn)方或當(dāng)?shù)卦O(shè)定設(shè)備禁止控制掛牌。

具有嚴(yán)格的權(quán)限控制。

提供詳細(xì)的記錄文件記錄操作對(duì)象、操作內(nèi)容、操作時(shí)間、操作結(jié)果等，可供調(diào)閱和打印。

具備滿足電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行要求的時(shí)間響應(yīng)特性：

選點(diǎn)時(shí)間≤1秒

執(zhí)行命令傳輸?shù)较鄳?yīng)RTU的時(shí)間≤3秒，CRT上顯示返回執(zhí)行結(jié)束的時(shí)間≤5秒（從命令執(zhí)行到結(jié)速不大于6秒），這一要求在電網(wǎng)正常及事故情況下均滿足。

(3) 人機(jī)

安全措施：具有系統(tǒng)管理員級(jí)、管理員級(jí)、主調(diào)度員級(jí)、調(diào)度員級(jí)、一般人員級(jí)等五個(gè)等級(jí)權(quán)限。通過(guò)權(quán)限級(jí)別控制使用者訪問(wèn)系統(tǒng)的能力及其操作控制范圍。鑒別用戶權(quán)限的密碼存放在服務(wù)器端。

控制臺(tái)輸入輸出設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化，可隨時(shí)增減、更換、升級(jí)輸入輸出設(shè)備。

采用統(tǒng)一的窗口風(fēng)格、畫(huà)面格式及畫(huà)面功能。

可設(shè)置各類操作人員及其操作權(quán)限（讀、寫、執(zhí)行）。

系統(tǒng)的性能監(jiān)視：了解全系統(tǒng)、各計(jì)算機(jī)資源狀況、CPU負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、內(nèi)存和磁盤使用情況、數(shù)據(jù)傳輸速度等；具有趨勢(shì)曲線、餅圖、棒圖等直觀的系統(tǒng)性能監(jiān)視手段。

控制操作。

數(shù)據(jù)輸入和修改。

操作員注釋、記事本、掛牌。

打印功能。

通過(guò)單線圖（廠站圖）進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的查詢和檢索。

通過(guò)單線圖（廠站圖）進(jìn)行對(duì)相關(guān)廠站或該廠站內(nèi)某一設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)（遙信變位、告警信息、遙測(cè)曲線等）的查詢和檢索。

系統(tǒng)要能提供包括五筆字型在內(nèi)的多種漢字輸入法。

系統(tǒng)象標(biāo)準(zhǔn)軟件應(yīng)用軟件一樣，在線提供實(shí)時(shí)幫助，讓使用者通實(shí)進(jìn)幫助功能，就能了解系統(tǒng)的操作和使用方法。

(4) 歷史數(shù)據(jù)管理

歷史數(shù)據(jù)管理定期采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)點(diǎn)可選定存儲(chǔ)周期實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)記錄，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)具有定時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能；提供訪問(wèn)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的接口并可隨時(shí)檢索和使用；保存的數(shù)據(jù)可用報(bào)表和畫(huà)面顯示。

存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型包括：狀態(tài)量、模擬量、告警和SOE數(shù)據(jù)、設(shè)備操作記錄、各級(jí)各類告警信息。

采樣數(shù)據(jù)的定義簡(jiǎn)單方便；采樣的數(shù)據(jù)為整個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)；可指定采樣的數(shù)據(jù)范圍；采樣數(shù)據(jù)時(shí)間周期可調(diào)，并可有多個(gè)采樣周期，個(gè)別數(shù)據(jù)如頻率采樣周期為1秒；采樣的數(shù)據(jù)范圍及采樣數(shù)據(jù)時(shí)間周期可在線修改。

歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容至少保存一年，如果磁盤空間允許，保存時(shí)間可盡量長(zhǎng)；每個(gè)歷史數(shù)據(jù)均包含實(shí)時(shí)性標(biāo)志和修改標(biāo)志。

歷史數(shù)據(jù)的管理簡(jiǎn)單方便，系統(tǒng)提供有關(guān)管理維護(hù)工具；所有的歷史數(shù)據(jù)能自動(dòng)存入硬盤中，同時(shí)也能方便轉(zhuǎn)儲(chǔ)到*存儲(chǔ)介質(zhì)如磁帶或光盤上長(zhǎng)期保存，同時(shí)可從*存儲(chǔ)介質(zhì)上讀取某段時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)段面進(jìn)行復(fù)檔、反演及重新計(jì)算。

對(duì)周期采樣數(shù)據(jù)可用歷史曲線形式表達(dá)；可對(duì)時(shí)、谷、峰、日、旬、月、季、年，典型時(shí)、日、月各時(shí)段及用戶自定義時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及累計(jì)（積分），統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包括zui大值、zui小值、平均值、zui大值z(mì)ui小值時(shí)刻、不合格時(shí)間、波動(dòng)率、合格率等；歷史數(shù)據(jù)能重新計(jì)算；可從系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)上檢索和使用歷史數(shù)據(jù)。

可從系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)上檢索和使用歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)檢索要求能檢索歷史上任意時(shí)間段的數(shù)據(jù)，檢索條件能由用戶自定義，并能對(duì)典型檢索條件進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

具有與商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，可使用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)支持歷史數(shù)據(jù)管理。

系統(tǒng)設(shè)有保存“代表月”，“代表日”數(shù)據(jù)功能，對(duì)于“代表月”，“代表日”的數(shù)據(jù)要能保存十年以上。

(5) 圖形顯示功能

圖形系統(tǒng)是表示電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況的重要手段。

圖形可分為電網(wǎng)潮流圖，主結(jié)線圖，單線圖，扇形圖，系統(tǒng)運(yùn)行狀況圖和設(shè)備參數(shù)圖等。

作圖工具方便和實(shí)用，并適應(yīng)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況。能方便地畫(huà)出各種電力設(shè)備。能在作圖時(shí)同時(shí)定義動(dòng)態(tài)量，無(wú)需另外定義。

圖形系統(tǒng)中具有豐富的電力圖元供用戶選用，并且用戶可自行定義生成各種圖元。

制圖過(guò)程可在線完成。增加、修改、刪除畫(huà)面不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

系統(tǒng)的圖形數(shù)目不受限制。并提供方便的檢索手段。

各種圖形能轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式輸出。如可轉(zhuǎn)換成AUTOCAD的dwg文件格式。

(6) 自定義表單查詢

表單生成與查詢是地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)中的重要功能之一，以往的類型系統(tǒng)中，表單的格式往往根據(jù)用戶要求事先定義好，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，用戶不便對(duì)其進(jìn)行自定義或者修改，往往不能完全滿足實(shí)際工作的需要。

在本系統(tǒng)中，建立了數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)數(shù)據(jù)表和表中所有數(shù)據(jù)段的詳盡關(guān)聯(lián)關(guān)系表，可以為用戶提供自定義表單查詢功能。用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選取要查詢的數(shù)據(jù)段，定義對(duì)應(yīng)的查詢條件和表單的具體格式，由系統(tǒng)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表單。

另外，還提供類似EXCEL電子表格的制作工具，利用其可在線定義、顯示、打印數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)，建立表格和數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)連接。自動(dòng)生成每月的典型日?qǐng)?bào)表。用戶能在報(bào)表工作站或任一臺(tái)工作站上以交互方式在線編輯、定義報(bào)表，報(bào)表的格式可任意定義，報(bào)表的數(shù)據(jù)不受限制；所有報(bào)表可以定時(shí)打印、召喚打印，定時(shí)打印的時(shí)間可任意設(shè)定，報(bào)表打印時(shí)完全脫機(jī)打印。支持網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，全部報(bào)表均為漢字打??；提供豐富的編輯手段，允許對(duì)所有報(bào)表進(jìn)行在線修改，派生計(jì)算量自動(dòng)跟蹤參加計(jì)算的分量同步改變。

六、系統(tǒng)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

無(wú)論是軟仿真還是動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，其缺點(diǎn)都是很難完全模擬目標(biāo)系統(tǒng)的變化，也就是說(shuō)，當(dāng)目標(biāo)系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，常規(guī)方法都不能跟隨目標(biāo)的變化來(lái)滿足新系統(tǒng)的變化。而本設(shè)計(jì)的物理組態(tài)技術(shù)，可以快速模擬系統(tǒng)的變化，適應(yīng)新的用戶要求。

快速組態(tài)變化的優(yōu)勢(shì)也表現(xiàn)在對(duì)用戶需求的多方位滿足上，本設(shè)計(jì)可以針對(duì)發(fā)電用戶和電網(wǎng)用戶提供不同的組態(tài)方式以供選擇，可以在設(shè)計(jì)層面上即滿足多種用戶的需求，這也是本產(chǎn)品的zui大優(yōu)勢(shì)。

1) 多功能：一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可完成包括同期、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、功率特性、繼電保護(hù)等多種實(shí)驗(yàn)功能，且提供手動(dòng)、自動(dòng)等不同的實(shí)驗(yàn)方法，供學(xué)生比較。多套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可聯(lián)成任意結(jié)構(gòu)的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行復(fù)雜電力系統(tǒng)及調(diào)度自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)。

2) 可視化界面：每臺(tái)自動(dòng)裝置本身都有液晶顯示屏，可以方便的觀察數(shù)據(jù)、觀測(cè)波形、觀測(cè)錄波數(shù)據(jù)及設(shè)置參數(shù)。

3) 貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)完整的電力系統(tǒng)典型模型，與電力系統(tǒng)的實(shí)際情況基本相符。

本平臺(tái)具有以下的先進(jìn)性：

1、具有靈活的組態(tài)性能和重構(gòu)性能，克服了長(zhǎng)期以來(lái)困擾教師的主要問(wèn)題，這使得在該平臺(tái)上可以方便地構(gòu)成電力系統(tǒng)的任何模式，用戶側(cè)管理的各種模式，以及發(fā)電端的各種方式，對(duì)于跟蹤當(dāng)前電氣工程的新技術(shù)和實(shí)踐有著其它同類實(shí)驗(yàn)裝置不能比擬的優(yōu)勢(shì)。

2、功能齊全，本平臺(tái)的發(fā)電側(cè)管理和用電側(cè)管理具有強(qiáng)大的功能。如發(fā)電側(cè)管理除作為電源外，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器等可進(jìn)行拆裝組合、參數(shù)測(cè)試；用電側(cè)管理除作為負(fù)荷外，還可以作為無(wú)功管理、諧波治理等電力電子課程的教學(xué)平臺(tái)。平臺(tái)的每一組成部分都具有多功能的應(yīng)用意義。

3、與當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展接軌。本平臺(tái)的各個(gè)組成部分均采用當(dāng)前zui為先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)成，并兼容電氣專業(yè)的技術(shù)發(fā)展方向，如可兼容風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)等。

第五節(jié) 建設(shè)周期

1、建設(shè)周期

根據(jù)用戶要求。