一种基于模型共享的多级调度一体化的仿真系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统自动化调度领域，具体涉及一种基于模型共享的多级调度一体化的仿真系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，国家电网公司各省(地)调均开展了调度一体化体系的建设，目的是进一步增强上下级调度之间的业务协同水平，同时上下级调度系统的告警互推以及发电控制的协调技术日趋完善，从而实现了多级调度间核心业务的一体化。因此，为提升调度人员适应调度一体化运行模式的生产能力，需要提供新运行管理模式的培训仿真系统。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种可有效提高多级调度一体化的培训及管理水平的基于模型共享的多级调度一体化的仿真系统及方法。
[0004]为达到上述目的所采用的技术方案如下:
一种基于模型共享的多级调度一体化的仿真系统，包括:调度一体化仿真中心，上级调度培训中心，下级调度培训中心，调度一体化教员管控中心和多级调度通讯管理中心，所述调度一体化仿真中心，上级调度培训中心，下级调度培训中心，调度一体化教员管控中心均通过消息总线和多级调度通讯管理中心进行通讯，其中:
调度一体化仿真中心配置有调度一体化操作仿真引擎和调度一体化数据仿真引擎，其中调度一体化操作仿真引擎配置学员操作仿真引擎和全业务指令操作仿真引擎，调度一体化数据仿真引擎配置继电保护仿真引擎，潮流仿真引擎，自动装置仿真引擎，频率计算仿真引擎；所述全业务是指各级调度培训中心配置的自动电压控制培训业务、自动发电控制培训业务、日内调度计划培训业务、综合智能告警培训业务、网络分析培训业务以及继电保护在线监视培训业务；
上级调度培训中心和下级调度培训中心为学员提供培训环境，包括培训系统核心业务和学员台，其中，培训系统核心业务配置有自动电压控制，综合智能告警，网络分析，调度计划，自动发电控制和继电保护在线监视与分析培训业务，学员台配置调度学员台和监控学员台；
调度一体化教员管控中心负责一体化教案的制作、培训时钟的仿真以及培训进度的控制；所述培训进度的控制指的是对培训退出状态、暂停状态、评估状态、恢复培训状态的控制;
多级调度通讯管理中心在整个仿真系统中建立数据通讯协议，使上下级调度培训中心、调度一体化仿真中心以及调度一体化教员管控中心实现通讯链接。
[0005]前述的上级调度培训中心和下级调度培训中心之间基于边界定义方式的模型拼接技术实现模型共享。
[0006]前述的模型共享的实现包括以下步骤: a)各级调度培训中心导出本中心的电网模型，并以E格式文件的方式进行保存；
b)将电网模型文件发送至多级调度通讯管理中心，再由调度一体化仿真中心接收保存；
c)定义上级调度培训中心中电网模型与下级调度培训中心中电网模型的边界设备，并将边界设备信息存储在培训系统实时库；
d)一体化仿真中心读取各级调度中心的电网模型文件，在内存中分别形成各自的模型层次结构；
e)采用模糊匹配的方法形成上、下级调度中心边界设备的对应关系；
f)上、下级调度中心电网模型分别切除边界联络线以外的模型，各级只留下本级责任区范围内的电网模型，边界联络线模型属于上级调度中心电网模型；
g)根据边界联络线，将下级电网模型依次拼接到上级电网模型内，从而形成拼接之后的全模型；
h)对全模型进行拓扑分析，检查是否存在节点空挂、线路两端连接是否同一电压等级的错误，如果无误，将全模型写入实时库；
i)将实时库全模型转化为用于潮流计算的计算模型。
[0007]前述的仿真系统配置有各种设备类型、各种电压等级的继电保护模板，将各种继电保护模板配置到一体化全模型设备上，用于继电保护仿真计算。
[0008]前述的多级调度通讯管理中心采用自定义数据协议的方式，利用TCP/IP网络服务端、客户端的数据交互模式，以客户端数据订阅的方式实现数据的获取，其中，定义多级调度通讯管理中心为信息服务的通信服务端，定义上、下级调度培训中心为学员台通信客户端，定义调度一体化仿真中心为仿真通信客户端。
[0009]前述的通信服务端，学员台通信客户端，仿真通信客户端之间实现数据的传输包括以下步骤:
11)学员台在系统厂站图上进行操作，系统会根据学员的设置信息自动生成相应操作类型的操作报文，并将报文发送至通讯服务端；
12)通信服务端接收到学员台通讯客户端发送的报文后，首先进行报文解析并判断消息类型，确定消息类型后将报文转发至仿真通信客户端；
13)仿真通信客户端接收消息进行解析，生成相应的指令，进行操作并进行潮流、保护、频率仿真计算，仿真计算完成后分别将变化遥信、变化遥测、继电保护信号信息进行组包，最后将各种类型的报文逐一发送至通讯服务端；
14)通讯服务端接收到仿真通信客户端发送的全部消息报文并进行解析，判断消息类型后发送至学员台通信客户端；
15)学员台通信客户端接收全部报文后，将遥信变位和继电保护信号发送至告警窗，并将变化遥信和变化遥测写入实时库。
[0010]前述的调度一体化教员管控中心实现一体化教案的制作、培训时钟的仿真以及培训进度的控制包括以下步骤:
21)人工读取初始断面，教员根据培训需要进行断面调整并保存为文件，人工选择教案发送至多级调度通讯管理中心；
22)调度一体化仿真中心从多级调度通讯管理中心接收到教员教案信息后进行教案装载，将教案信息装载到潮流计算模型内，启动调度一体化仿真中心的各类仿真引擎；同时上、下级调度培训中心从多级调度通讯管理中心接收到教员教案信息后，读取本级管辖范围内设备的潮流信息及事件信息，进行教案装载，将教案信息装载到培训系统的实时库内，并启动学员台的培训业务应用程序；
23)在调度一体化教员管控中心内人工设置培训系统进入培训阶段，启动培训时钟计算器，根据设置的仿真步长进行培训时钟计算并发送；
24)调度一体化仿真中心接收到时钟消息后，更新仿真计算模型的时钟变量，上、下级调度培训中心接收到培训时钟消息后，更新学员台的系统时钟；
25)在调度一体化教员管控中心内人工设置培训系统运行状态为退出培训，并将运行状态信息发送至多级调度通讯管理中心；
26)调度一体化仿真中心接收到运行状态信息后，释放当前培训的教案，退出所有仿真引擎；上、下级调度培训中心接收到运行状态信息后，退出学员台的培训业务应用程序。
[0011]前述的初始断面为实时断面、历史断面或者历史保存的教案。
[0012]基于仿真系统进行仿真处理的方法，包括以下步骤:
1)调度一体化教员管控中心制作教案，设置培训初始时钟，并将教案及初始时钟发送至多级调度通讯管理中心；
2)上、下级调度培训中心通过多级调度通讯管理中心接收教案，根据责任区进行教案装载，并根据培训时钟进行自动对时；同时调度一体化仿真中心通过多级调度通讯管理中心接收教案，装载到潮流计算模型并周期启动潮流、继电保护、安自以及频率计算的仿真引擎；
3)调度一体化仿真中心的调度一体化操作仿真引擎监听多级通讯管理中心内的通道消息，检测电网设备运行状态信息，如果电网设备存在故障或异常情况，解析故障信息并在计算模型内设置对应设备的故障标志；
4)调度一体化仿真中心的继电保护仿真引擎周期检测电网计算