DTS在学校培训模式的探索

邹德虎 葛亮亮 王仲达 沈小燕

国电南瑞科技股份有限公司 江苏 南京 211106

0 引言

调度员培训仿真系统（DTS）近年来发展很快，技术进步主要体现在以下几个方面：1）多级调度间联合反事故演习［1-3］，有效提高了复杂故障的演习效果，帮助调度员提高应对复杂故障的综合能力。2）面向调度一体化、调控一体化的新一代DTS系统，模拟智能电网调度技术支持系统生产运行的全过程，并且与变电站仿真、监控仿真交互，全方位的实现仿真培训［4］。 3） 对一次设备［5］、二次设备［6］、操作过程［7］等方面更加精确合理的模拟。

现有的DTS主要应用于各级电网调度中心，属于生产系统。本文所指的学校定义为以电网运行维护的教学培训为目的、不执行生产任务的机构，除了电力培训中心之外，也包括举办电网培训的高等院校电力专业、电力科研单位。传统上，DTS虽然也较多的应用于学校，但并没有针对学校的特殊点进行专门的研究与开发，而是直接将DTS安装到学校，然后从某个调度中心拷贝模型和断面数据，作为学校学员培训的工具。

这种模式有如下弊端：1）现有DTS的参与者培训时互相影响，但是学校常常举办几十人的培训班，要求学员练习或考试时互不干扰。2）现有的DTS有1个教员和2-3个学员，学员充当调度员的角色，教员负责流程控制（教案制作、培训、设置故障、评估等）和厂站值班员操作，但学校可能要求学员有更高的权限，例如在自学的时候可以控制流程。3）学校DTS培训时人数较多，需要一个总体管理工具。4）现有DTS的评估缺少客观性，偏重于定性评估［8］，而学校很多人同时参加培训，有可能利用并行性更加客观的评估学员的成绩。

本文提出了适用于学校的DTS培训模式，该模式继承了现有DTS的绝大部分功能，针对学校特有的情况，进行若干针对性的开发，可以很好的适应学校的培训需求。

1 总体思路分析

在网络分析应用中，采用多研究态的方式可以实现使用者的互不干扰，一个自然的设想是将多研究态引入学校DTS，但这种想法很难实用：网络分析是一次性的分析计算，因此可以在同一台主机上把服务提供给很多不同的使用者。DTS与网络分析不同，DTS是连续性的计算过程，需要不断地计算电网状态，并刷新结果，从而实现电网仿真。即使是对于大型地调来说，DTS服务器的CPU和内存使用都偏高，更不用说网省级调度中心。同一台主机最多只分配给2-3个独立计算过程，难以满足学校的规模需求。

学校模式DTS很大程度是为了扩大和充分利用计算资源。在现有DTS中，除了主服务器以外，一般还有备用服务器，平时备用服务器的计算资源闲置。可以将服务器全部启动、分割独立运行，形成分组培训。现有DTS的工作站只是客户端，不执行后台服务功能，如果充分利用工作站的计算资源，可以将工作站改造成服务器单独运行，形成单机培训。

在此基础上，再开发综合性的管理评估工具，就可适应学校DTS的需求，实现大量学员同时参与的DTS培训，提高培训效率。

2 实现方法

2.1 分组培训

分组培训模式是充分利用服务器计算资源的DTS配置方式，具体为：以每台服务器为核心构成一个分组，工作站可以选择属于哪个分组。培训时，组与组之间互不影响，各自独立运行。由管理主机监视各组的培训过程，也可实现工作站切换分组。

分组培训的硬件配置如图1所示。

图1 分组培训的硬件配置

需要说明的是，管理主机不进行电力系统仿真计算，不需要太高的性能，普通的微机就可以胜任。

如果采用国内主流的电网调度自动化系统，设置不同的分组非常容易。只要保证服务器之间domain配置文件的ID号不同，就可以互相之间不通消息，实现隔离。工作站切换到哪个分组，只要使工作站domain配置文件与相应的服务器相同即可。建议工作站的切换在管理主机完成，通过远程修改配置文件即可完成。

2.2 单机培训

单机培训模式是充分利用工作站计算资源的DTS配置方式，具体为：让工作站转成服务功能，每个工作站为一个分组。由管理主机监视各组的培训过程。单机培训的硬件配置如图2所示。

图2 单机培训的硬件配置

一般来说，DTS服务进程必须运行在Unix/Linux系统，如果工作站配置的是Windows操作系统，就无法实现单机培训模式，这是主要局限的地方。单机模式可以实现每人一台机器，互相独立运行不干扰。如果采用国内主流的电网调度自动化系统，单机培训的具体实现非常简单，保证工作站domain配置文件互不相同，同时修改其它的一些配置文件使其具有服务功能即可。

2.3 分组培训与单机培训的结合

分组培训与单机培训并不是互相排斥的，而是有各自的优缺点。分组培训比较适合于复杂故障的培训仿真，这时候常常需要多位调度员的配合。单机培训比较适合于学员的自学，也适用于学校的统一考试，可以保证考试的同步性，每人1台机器，互相不会干扰。

分组培训与单机培训可以混合到同一个系统中，充分发挥各自的优势，如图3所示。

2.4 综合性的管理评估工具

传统的DTS只有教员、学员两种角色。学校培训模式DTS增加了管理员角色，具有最高的权限。管理员使用的管理评估工具运行在管理机上，实现对所有机器的管理、监控、评估功能。

图3 混合培训的硬件配置

管理机与其余机器的联络采用tcp网络报文的形式，只要网络通畅，就可以执行管理评估功能。首先以权限管理为例说明信息交互的过程。首先学员在工作站登陆后启动时，发送用户名和机器名给管理机，管理机根据预先配置好的权限表，发送回工作站，从而限制学员的行为，学员所有操作都由网络报文发回管理机，便于管理员监视。

下面介绍考试时的评估过程，管理员事先准备好题目（即断面加上故障），在考试开始时发送给所有学员机，所有参考人员都是同时进行故障处理，直到交卷。考试过程的信息都同时发回管理机，并可以自动评分。自动评分时根据操作的正确性、规范性、用时；以及电网的停电负荷及其时间、运行风险、经济性等因素，按照一定的权重得到量化分数。

由于所有学员都在相同时间和环境下考试，所得到的分数和名次具有一定的客观性。

3 应用情况

本文成果首先在2013年应用于国网技术学院泰山校区。国网技术学院承担国网系统内大批量新员工的教学培训工作，培训任务十分繁重。本系统的投运，使得一个培训班内可以实现大量学员的同时独立训练、教学和考试，大幅度提高了新员工调控运行专业培训的效率和培养质量，获得广泛好评。近期本文成果开始向其它学校推广，例如国网技术学院成都分院。

值得说明的是，学校模式DTS是对DTS的增量式改进，DTS的所有功能在学校模式DTS中都具备。如果调度中心的计算资源较为冗余（例如有较多的备用服务器和工作站），本文成果也可应用于调度中心。本文成果目前应用于中山、惠州、无锡等地区的电网调度中心，这些地区调度监控培训的形式也因此更加灵活。

［1］郑延海，杨胜春，姚建国，等.区域电网联合反事故演习的实现方案［J］.电力系统自动化，2005，29（11）：77-81.

［2］董昱，庄伟，陶洪铸，等.电力系统大规模联合反事故演习的组织实施［J］.电网技术，2007，31（2）：1-4.

［3］吴文传，张伯明，成海彦，等.省、地广域互联的分布式DTS 系统［J］.电力系统自动化，2008，32（22）：6-11.

［4］刘健，谢旭，牛四清，等.电网调控仿真培训系统设计与实现［J］.电力系统自动化，2013，37（13）：127-131.

［5］霍思敏，邱家驹，杨胜春，等.DTS动态仿真中的用户自定义建模［J］.电力系统自动化，2007，31（17）：69-72.

［6］柴京慧，何桦，顾全，等.基于DTS扩展的集控站二次设备仿真［J］.电力系统自动化，2008，32（1）：81-84.

［7］ 黄凯，顾全，陆咏.DTS 中刀闸误操作的统一判据［J］.电力自动化设备，2005，25（3）：22-24.

［8］常鲜戎，邢金峰，张洁.基于多级模糊综合评价法的电网调度员培训评估［J］.电网技术，2005，29（17）：30-34.