本实用新型涉及一种电力培训系统，具体涉及电网调度自动化一体化培训系统。
背景技术：
目前现有的调度员培训系统与变电站培训系统不能满足培训的需求，表现为：(1)变电培训系统与调度培训系统相对独立，不能模拟自动化的系统运行环境；(2)调度培训系统仿真子站规模较小，仿真子站不够精细，无法有效的开展AVC、状态估计等电网高级应用仿真； (3)很多的仿真培训系与实际调控一体化系统相比，整个系统的结构、数据流向、人机界面、操作方式等各个方面均与实际系统存在很大的差别，无法为运行维护人员提供一个真实的培训环境，运行维护人员的技术能力水平提升十分有限。(4)现有仿真系统无法真实模拟远传通道异常对系统影响，而远动数据的实时传输是保证电力系统设备正常运行的前提条件。(5) 传统的仿真系统侧重在电网的运行监控培训上，忽略了变电站设备的运维培训。现有的调控一体化仿真培训系统在电网高级应用软件培训方面不足，无法有效地培训学员PAS、AVC等高级应用功能；也无法实现从变电站到远动通道再到调度主站的联合调试培训；无法真实呈现电网仿真数据通过远动通道接入真实调度主站系统的动态联合仿真；(6)采用循环发送录制好的历史断面潮流数据的方式，只能实现监视功能，无法实现遥控。通过集中建模方式，构建区域电网模型，使电网仿真子系统通过远动通道与调度主站系统联合仿真，实现对PAS、 AVC仿真的模式。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是变电培训系统与调度培训系统相对独立，不能模拟自动化的系统运行环境，目的在于提供电网调度自动化一体化培训系统，是由调度主站培训系统、变电站培训系统建立起来的联合培训系统，可为受训人员提供最真实的培训环境，有效提高培训质量。
本实用新型通过下述技术方案实现：
电网调度自动化一体化培训系统，其特征在于，包括调度主站培训系统和变电站培训系统，所述调度主站培训系统和变电站培训系统均包括教员机和学员机，调度主站培训系统和变电站培训系统通过远动系统连接进行数据交互。
通过远动系统实现变电站培训系统与调度主站培训系统的联合仿真功能，满足调控一体化模式下受训人员技能的培训需要。
优选地，所述调度主站培训系统还包括FES前置仿真服务器、SCADA仿真服务器、数据服务器、WAMS服务器、PAS仿真服务器、AVC/AGC仿真服务器和DTS仿真培训子系统，调度主站培训系统采用以太网结构和TCP/IP网络协议构成完整网络通讯系统：
FES前置仿真服务器，用于接收变电站培训系统通过远动服务器传送的信息，并将实时数据送至调度主站培训系统的SCADA仿真服务器；
SCADA仿真服务器，用于数据采集和监视控制，并将处理后的实时数据分布至各服务器和子系统工作站，使各节点获得一致的实时数据；
数据库服务器，包括实时数据库和历史数据库，用于存储数据库模型、网络结构和历史数据；
WAMS服务器，WAMS服务器为广域实时动态监测系统，基于GPS技术的同步向量测量及现代通信技术、对地域广阔的电网运行状态进行实时动态监测和分析；
PAS仿真服务器，用于网络建模、拓扑分析、状体估计、调度员潮流计算、负荷预测、无功电压优化；
AVC/AGC仿真服务器，用于仿真AVC自动电压无功控制、AGC自动发电控制；
所述变电站培训系统还包括变电站仿真服务器：
所述变电站仿真服务器，用于采集信息和执行调度主站培训系统控制命令，还用于存储数据库模型、网络结构和历史数据；
DTS为调度员培训仿真系统，根据EMS的历史断面或实时断面所形成的初始教案供调度员分析和研究；
所述远动系统包括远动服务器和调度通道，变电站培训系统信息由远动服务器经调度通道传送至调度主站仿真培训系统调度控制和管理。
本实用新型提供的一体化培训系统是由调度主站培训系统、变电站培训系统建立起来的联合仿真培训系统。调度主站培训系统的主要功能有FES前置仿真、SCADA平台仿真、AGC 仿真、AVC仿真、PAS仿真、DTS等，均采用现有的仿真软件。变电站培训系统的主要功能有：变电站SCADA仿真、稳态仿真(潮流计算)、闭锁逻辑仿真、保护仿真、教案设计、考核与评估等现有手段。
优选地，所述调度主站培训系统和变电站培训系统通过远动系统连接，支持以太网、模拟通道和数字通道的通讯方式，每一台远动服务器最大支持16路模拟通道或数字通道，8路以太网通道。
调度主站培训系统与变电站培训系统通过远动系统连接，支持各种常见的调度通讯规约 (如CDT、IEC101、IEC104等)，支持以太网、模拟通道和数字通道的通讯方式。每一台远动服务器最大支持16路模拟通道或数字通道，8路以太网通道。模拟通道或数字通道可根据需求加装各种类型的防雷设备和安防设备，以太网通道可根据需求加装路由器、加密网关、防火墙等网络安全设备。
优选地，所述模拟通道或数字通道加装防雷设备和安防设备，所述以太网通道加装网络安全设备。
优选地，所述变电站培训系统采用集中建模对区域电网内变电站一次设备和二次设备统一建模为变电站仿真模型，构建依次设备站内、站间的电气连接关系以及二次设备的站内、站间逻辑连接关系；所述变电站仿真服务器设有商用数据库，所述变电站仿真模型存储于所述商用数据库内。一般商业数据库采用如Oracle、Sybase、DB2、SQL Server等
变电站培训系统采用集中建模构建大量变电站仿真模型，充分考虑变电站间的线路连接关系，在变电站培训系统仿真服务器上，通过预设或设备状态预测计算一次设备和二次设备的初始状态量，逻辑计算模块和控制模块完成运行设备的状态量实时计算。当一次设备状态变化或负荷发生变化后，潮流计算程序进行实时动态的潮流计算，并通过远动系统实时上送至调度主站培训系统的SCADA服务器，变电站能够快速的响应调度主站的控制命令，实时反馈调度主站所需的数据，该技术准确模拟实际调度自动化系统数据传输过程，可以模拟远传通道异常对调度自动化系统的影响，可为受训人员提供最真实的培训环境，有效提高培训质量。
变电站集中建模方式是在变电站培训系统中对区域电网内变电站一、二次设备统一建模，在一个商用数据库内构建一次设备站内、站间的电气连接关系以及二次设备的站内、站间逻辑连接关系。
单一的变电站培训系统侧重于考虑站内设备间的关系，传统的调度仿真系统又不能完整的仿真出站内的设备，基于变电站集中建模方式的调控一体化仿真技术弥补以上两点不足，它的优点在于在同一个商用数据库内，可以方便的通过拓扑关系描述一二次设备间的关联关系。如在拓扑关系描述中通过一次设备的首段和末端来辨识站间的电气连接关系，线路保护装置通过线路间的拓扑关系查找对侧保护装置，实现装置间的联动。
该技术准确模拟实际调控系统环境，可以模拟远传通道异常对调度运维的影响，正确反映电网及各类设备的基本物理规律，准确反映电网和变电站的相互作用、相互影响，仿真效果符合现场实际运行情况，可满足各级调控中心和变电站的联合培训、事故演习等培训需求，为运行、维护人员提供一个逼真的运行及操作环境，使其得到身临其境的操作演练，从而增强培训的互动性、真实性、系统性，提高运行人员的事故处理和协调配合能力，不断适应电网对运行、维护人员越来越高的要求，提高省调、地调、县调、集控中心、变电站运行人员上下联动、协调工作的能力。
优选地，以一次设备为仿真对象，构建一次设备的属性、动作逻辑、设备状态量和量测量模型；
一次设备的属性包括设备类型、遥控使能、据动、故障；动作逻辑指设备的电气闭锁逻辑；设备状态量包括设备的分合位置、弹簧未储能和油压信号；量测量包括设备的电压、电流、档位和温度；设备的属性、状态量通过逻辑计算得到，量测量通过潮流计算得到，设备的动作逻辑由建模时产生，在计算条件发生变化后实时计算并更新依次设备属性的相关信号。
优选地，以二次设备为仿真对象，构建二次设备的属性、关联关系、状态量、控制量和量测量模型；
二次设备的属性包括设备类型、保护装置据动、失电、故障和异常；关联关系包括二次设备之间的相互关系，自动生成信号关联关系；状态量包括电源空开、把手、压板、开入量进而信号量；量测量包括设备的交流采样和直流采样；控制量与一次设备的控制一一对应；
通过一二次设备精细建模可以仿真模拟一二次设备的各种工作状态，可以通过改变装置的相应属性，改变整个装置的数据上送品质，可以设置据动来仿真设备故障无法遥控的实际运行状况。通过修改设备的不同属性或是设备状态灵活的修改变电站的运行方式和设备的运行状态，受训人员在不同设备异常、不同运行方式下的调度运行能力和设备维护能力。
优选地，所述调度主站培训系统包括EMS状态估计应用模块，通过所述EMS状态估计应用模块和AVC服务器闭环控制模块对变电站培训系统的仿真数据信息校验和闭环控制。
通过调度主站培训系统的状态估计遥测遥信预处理功能和AVC闭环控制功能，实现对变电站培训系统遥测遥信数据的校验和闭环控制功能，可以仿真上下两级系统的真实运行情况，对事故反演、预想故障分析均提供了良好的支持。
EMS系统主、子站闭环校验技术核心是调度仿真培训系统和变电站培训系统之间不同算法间的相互验证。EMS系统中状态估计应用模块对变电站培训系统上送的状态预设预测结果和潮流计算结果进行遥测遥信预处理。正常运行状态下状态估计辨识出遥信和遥测均为正确有效的数据，在变电站培训系统中修改设备属性或模拟远动通道故障产生异常数据后，EMS 系统状态估计应用模块通过计算将异常和有疑问的数据辨识出来。可以为培训学员提供一个逼真的状态估计业务流程。
AVC闭环控制功能利用变电站培训系统仿真数据，以电压安全、优质为约束，以电网调度自动化一体化运行经济性为目标，科学决策无功电压调整最佳方案，从而对仿真变电站有载调压变压器分接头和无功补偿设备进行联合控制，实现电网电压无功的自动控制和无功电压优化。该系统能完成控制方案的在线生成、实时下发、自动控制，实现无功电压的整套分析、决策、控制和实时追踪，提高受训人员电压调控的业务能力和掌握电网无功潮流分布方面的知识。
优选地，所述变电站培训系统还用于模拟故障，将模拟出的故障结果和保护动作报告上送调度主站培训系统，用于仿真保护装置动作对AVC控制策略的影响。
变电站培训系统以故障设备为对象，分析故障类型和设备间的逻辑关系，基于自身保护逻辑实现保护原理仿真。能够故障分析模块分析故障设备和故障类型，由网络拓扑分析生成设备间的逻辑关系，从中获取故障设备的树形结构关系，用于实现故障产生后保护动作设备的选择和设备据动情况下故障扩大后的故障传递，该技术依据设备间的电气连接关系适用于各种不同的接线方式，提高了保护仿真建模的灵活性和快速性。
基于线路、主变、容抗器等保护装置的保护原理，以不同装置各功能模块的逻辑框图为基础提出的保护仿真技术，分析故障发生后保护的动作逻辑，充分考虑定值、压板以及保护间配合等因素，完成不同的动作事件动作开出、报文推送，实现保护一系列相关功能的仿真。传统继电保护装置的仿真只能够提供故障后保护大致的动作报文，而受训人员在日常运维过程中不仅需要查看保护报文，还需要完成以保护装置电源空开、压板及相关指示灯的检查，以保护装置为对象基于保护原理的保护仿真实现了功能的全面性和过程的真实性。
变电站培训系统模拟故障，将模拟出的故障结果和保护动作报告上送调度主站培训系统，据此可以仿真保护装置动作对AVC控制策略的影响，进一步提高受训人员在异常故障情况下分析和处理问题的能力。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型电网调度自动化一体化培训系统，培训系统采用集中建模，构建了大量变电站仿真模型，充分考虑变电站间的线路连接关系，在一次设备状态变化后，动态的进行潮流计算并通过远动系统实时上送至调度主站培训系统的SCADA服务器，变电站培训系统能够快速的响应调度系统控制命令，实时反馈其所需的数据，该技术准确模拟实际调控系统环境，可以模拟远传通道异常对调度运维的影响，比传统的仿真培训系统更贴近现场实际，可为受训人员提供最真实的培训环境，有效提高培训质量；
2、本实用新型电网调度自动化一体化培训系统，对变电站一、二次设备精细建模，构建一二次设备的状态和设备相关属性，如一次设备远方就地、设备拒动和二次空开压板状态等，实现对变电站一次设备和二次设备精细建模。该技术可以仿真模拟一二次设备的各种工作状态，可以灵活的修改变电站的运行方式，受训人员在不同设备异常、不同运行方式下的调度运行能力；
3、本实用新型电网调度自动化一体化培训系统，通过调度主站培训系统状态估计遥测遥信预处理功能和AVC闭环控制功能，实现对变电站培训系统遥测遥信数据的校验和闭环控制功能。可以仿真上下两级系统的真实运行情况，对事故反演、预想故障分析均提供了良好的支持。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型电网调度自动化一体化培训系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供了一种电网调度自动化一体化培训系统，包括调度主站培训系统和变电站培训系统，所述调度主站培训系统和变电站培训系统通过远动系统连接；
所述调度主站培训系统包括FES前置仿真服务器、SCADA仿真服务器、数据服务器、WAMS服务器、PAS仿真服务器、AVC/AGC仿真服务器和DTS仿真培训子系统，调度主站培训系统采用以太网结构和TCP/IP网络协议构成完整网络通讯系统：
FES前置仿真服务器，用于接收远动服务器传送的信息，并将实时数据送至调度主站培训系统的SCADA仿真服务器；
SCADA仿真服务器，用于数据采集和监视控制，并将处理后的实时数据分布至各服务器和子系统工作站，使各节点获得一致的实时数据；
数据库服务器，包括实时数据库和历史数据库，用于存储数据库模型、网络结构和历史数据；
WAMS服务器，WAMS服务器为广域实时动态监测系统，基于GPS技术的同步向量测量及现代通信技术、对地域广阔的电网运行状态进行实时动态监测和分析；
PAS仿真服务器，用于网络建模、拓扑分析、状体估计、调度员潮流计算、负荷预测、无功电压优化；
AVC/AGC仿真服务器，用于仿真AVC自动电压无功控制、AGC自动发电控制；
DTS仿真培训子系统包括教员机、学员机和打印机，完成调度员培训仿真功能，教员和学员通过图形界面进行直观操作，联网互交进行；
所述变电站培训系统包括变电站仿真服务器、教员机和学员机：
所述变电站仿真服务器，用于采集信息和执行调度主站培训系统控制命令，还用于存储数据库模型、网络结构和历史数据；
DTS为调度员培训仿真系统，根据EMS的历史断面或实时断面所形成的初始教案供调度员分析和研究；
所述远动系统包括远动服务器和调度通道，变电站培训系统信息由远动服务器经调度通道传送至调度主站仿真培训系统调度控制和管理。
所述调度主站培训系统和变电站培训系统通过远动系统连接，支持以太网、模拟通道和数字通道的通讯方式，每一台远动服务器最大支持16路模拟通道或数字通道，8路以太网通道。所述模拟通道或数字通道加装防雷设备和安防设备，所述以太网通道加装网络安全设备。
实施例2
在实施例1的基础上进一步改进，所述变电站培训系统采用集中建模对区域电网内变电站一次设备和二次设备统一建模为变电站仿真模型，构建依次设备站内、站间的电气连接关系以及二次设备的站内、站间逻辑连接关系；所述变电站仿真服务器设有商用数据库，所述变电站仿真模型存储于所述商用数据库内。
以四川省成都电网为目标电网，从中截取含有28个变电站的区域电网。区域电网的选取时尽量减少孤岛数量，保证电网有足够规模，能够满足AVC策略要求和状态估计计算需求。从中选择出1座500kV变电站、1座220kV电厂、6座220kV变电站、16座110kV变电站以 4座用户站。对此28个变电站一次、二次设备进行及集中建模，区域电网边界进行等值处理，实现变电站培训系统的实时潮流计算，以此作为调控一体自动化仿真系统的基础数据源。
以一次设备为仿真对象，构建一次设备的属性、动作逻辑、设备状态量和量测量模型；
一次设备的属性包括设备类型、遥控使能、据动、故障；动作逻辑指设备的电气闭锁逻辑；设备状态量包括设备的分合位置、弹簧未储能和油压信号；量测量包括设备的电压、电流、档位和温度；设备的属性、状态量通过逻辑计算得到，量测量通过潮流计算得到，设备的动作逻辑由建模时产生，在计算条件发生变化后实时计算并更新依次设备属性的相关信号。
以二次设备为仿真对象，构建二次设备的属性、关联关系、状态量、控制量和量测量模型；
二次设备的属性包括设备类型、保护装置据动、失电、故障和异常；关联关系包括二次设备之间的相互关系；状态量包括电源空开、把手、压板、开入量进而信号量；量测量包括设备的交流采样和直流采样；控制量与一次设备的控制一一对应。
实施例3
在实施例2的基础上进一步改进，所述调度主站培训系统包括EMS状态估计应用模块，通过所述EMS状态估计应用模块和AVC服务器闭环控制模块对变电站培训系统的仿真数据信息校验和闭环控制。
实施例4
在实施例4的基础上进一步改进，所述变电站培训系统还用于模拟故障，将模拟故障的结果和保护动作报告上送调度主站培训系统，用于仿真保护装置动作对AVC控制策略的影响。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。