变电站中仿真系统的运行探析

王媖 邬俊靓

摘 要：在变电站自动化系统的功能逐渐强大的当今社会，运行人员必须熟练掌握其使用与操作技巧，温组主要以变电站中仿真系统的运行为研究对象，首先介绍了变电站仿真系统的相关原理，其次对其运行加以分析，最后做出总结，旨在为变电站中仿真系统的相关研究提供参考。

关键词：变电站；仿真系统；运行

对于电力运行人员而言，变电站仿真系统不仅可以还原一个逼真的操作环境，而且能够增强系统分析的准确性，促进继电保护校验，增强系统动态特征性研究等。

1 相关原理

变电站仿真系统的建立目标在于再现一个逼真的变电站系统，其大致阶段包括数学模型的建立、数字仿真模型的建立和仿真实验分析等。借助于多媒体软件，变电站仿真系统可以多角度地再现其室外设备，每种设备都与实际现场一致。除此之外，系统还能够模拟刀闸的分合等相关操作，甚至对变电站主控室也可以进行模拟，主要包含保护盘、控制盘、一次接线图等。在这些模拟项目中，线路电流与功率对应的电压等级由控制盘显示；线路保护动作情况由保护盘显示；线路上不同设备的故障情况可以由一次接线图设置。

一般情况下，变电站仿真系统包含两种形式，一种形式是远程网络型，另一种是多机网络型。比如：某两所高校合作的一套变电站仿真系统就是多机网络型的，它的硬件组成如图1所示。

图1 变电站仿真系统的组成

系统由四台计算机组成，计算机之间的通信采用10M网线，1号计算机是教师专用机，对设备存在的多种潜在故障可以进行设置。此外，对变电站中控制控制盘、一次接线图、保护盘及直流系统图等的变化状态可以進行观察。2号计算机是多媒体操作台，能够实现对变电室以外的设备运行状态显示。3、4号计算机是学员机，通过它们可以对全部变电站的运行情况进行显示，还能够进行相关操作。

2 系统运行分析

2.1 通信通道构成

变电站仿真系统由于类型不同，其通信渠道是不一样的。多机网络仿真系统由两个以上的微机构成局域网，通信通道如图2所示。

图2 网络型仿真系统的通信通道

图2中，四台工作台对10Mbit/s的高速局域网络进行共享，在该局域网内，四台工作台通过通信网传输的速度较快，2号计算机媒体工作台将操作快速传递给其它三台机。四台机通过控制器将信息传输到显示器及投影屏中进行显示，然后再通过控制器控制四台机内的信息。

培训中心是远程网络仿真系统内的一个重要组成部分，将教员台安置在培训中心，并由专人负责，在各变电站内装置多内体操作台及学员台，这样学员在工作岗位上就可以接受培训。其通信通道如图3所示。图3中，培训教师负责操作中心站教员台，通过光纤通道或微波通道将信息传输到各个分站，微波接口采用V.35或G.703方式。

2.2 通信通道分析

通信通道在变电站仿真系统中的应用比较普遍，通信通道的形式也是多种多样，一般主要包含三种方式：

（1）同轴电缆。采用该方式作为通信通道，电缆内传输码型为双极性码，主要的特征是用两个极性相反、幅度相等的脉冲表示数字消息，具有抗噪性强的特征，适用于无接地传输线传输。该传输的方式的不足之处在于传输过程中的损耗比较大，所以适合于短距离传输，和光纤传输相比，其误码率及造价都比较大。（2）微波通道。采用微波通道进行远程传输，其码型为HDB3或AMI码。HDB3最大的缺点是编译码电路较为复杂，在编码过程中的难度加大，其优势在于提取同步信号方面比较简单，频带较窄，低频成分所占比例非常少；AMI码的不足之处在与没有直流成分，优势是能够正确判别码元极性。采用微波通信方式，优势较为明显，微波通信的主要特点是传输的信息量较大，微波波长较短，微波频段以直线视距方式传播电磁波，容易生成高增益天线。如果通信距离比较长，则需要设置中继站来辅助长距离通信，通信距离越长，需要的中继站数就越多，这样才能保证通信的质量，在地形复杂地区进行长距离通信时，需要建造大量的中继站。和有线通信相比，微波通信具有建站快、成本低等优势。该通信方式的不足之处在于，微波受气象因素影响较大，与光纤通信相比，其通信通道的误码率及抗干扰性都比较差。（3）光纤通信。采用光纤作为通信通道，其线路码型主要包含扰码加插入码、扰码加mBnB码、扰码加mBnB码加插入码。这些码型能够对传输过程中的误码进行监测。采用光纤通信，主要是因为该通信方式的通信容量非常大、传输频带较宽、传输过程中的损耗非常小、中继距离较长；光纤为非金属材料，其抗酸碱性、腐蚀性等较强，具有较强的抗磁场干扰能力。所以，在敷设光缆时，对敷设场地的磁场环境或自然条件没有特殊要求，几乎在任何环境中或场地下都可以进行敷设，并且通信的质量不会因外部环境的影响而降低，这是光纤通信最大的优势。采用光纤通信时，信号在光缆内部传输，光缆表层将信号与外界隔离，信号只是在光缆内部传输，传输途中不会受到外界因素的影响，只要光缆没有受损，信号就不会出现泄漏情况，因此数据信息在传输过程中的保密性和安全性非常高。由于光纤传输的信号均衡性较好，所以其传输的性能优越。与其它传输方式相比，该传输方式性能最好，且误码率及抗干扰性强的特点。不足之处在于光纤通信的工程造价较高。

3 结束语

对于变电站运行和管理的安全性而言，将电力运行监控系统和仿真系统相结合意义重大，在实际应用中，可以根据具体情况选择不同类型的变电站仿真系统。在选择变电站仿真系统的时候，尤其要对通信通道的建立方式进行重点选择，要综合多种因素，选择最适宜的通信通道，只有这样才能在保证信号传输质量的同时，有效的地降低成本。

参考文献

[1]张炳达，吴鹏.智能变电站培训仿真系统过程层设备研究[J].电源技术，2013，6.

[2]刘君，李博，李庆民，等.武器对抗仿真系统运行可信性评估研究[J].四川兵工学报，2013，3.

作者简介：王 （1987，6-），女，上海人，本科学历，助理工程师，研究方向：变电运行。