组建技术在电网调控一体化仿真中的应用

2022-11-02 版权声明 我要投稿

电网调控一体化的仿真就是对专业人才的技能和知识水平进行培养提升的培训系统。随着电子计算机硬件技术的不断发展,电力系统的数字仿真技术也在不断完善,在电网调控一体化的仿真系统中融合组建技术,能有效帮助用户根据自己的需求进行仿真设备的模型搭建,利用统一的模型算法,能有效避免模型计算中各个环节之间的数据交接误差的传递。基于组建技术的建模方法已经逐渐成为电力仿真领域未来发展的新趋势。

一、电力仿真建模技术的新发展

从PSASP、PSCAD等电力系统的仿真软件中可以看出,目前电力仿真建模技术已经日渐成熟。从20世纪90年代开始,电力培训仿真系统的主流方式一直都是模块化的建模方法,在设计中会面向建模的全过程,并利用过程化的函数关系对模型进行描述,所以无法满足较大规模的仿真需求。之后面向对象建模的技术出现,大大提升了模型的可扩充程度和重用性,不仅能满足大型复杂系统的综合开发,也能适用于图形化环境下的建模需求。到了新时代,随着计算机技术的更新换代,组建技术下的电力仿真建模已经成为目前主流的建模方式,拓展提升了系统的扩展性和重用性,不仅实现了软件的复用功能,还全面降低了系统的管理、使用、升级和维护难度,提升了开发效率,节约了人力成本。总的来说,组建技术是在模块化、结构化和面向对象建模技术之后的又一新型的软件开发方法。因为计算机硬件的技术发展远远超过了软件开发的生产率,无法满足市场发展的需求,软件的开发人员和技术人员不断尝试通过元件组装来实现软件生产的元件化,这种技术提升了面向对象技术的实用性和成熟性。

二、组建建模技术的应用

按照建模过程划分,组建技术的应用原理是:利用软件框架对复杂软件进行应用分解,并转变为便于开发调整和理解实现的软件单元组建,并对每个组件进行单独的功能编码和设计,通过标准化的应用接口,根据自身的需求来进行参数和属性的调整设置。将多个不同来源的组件进行有机的整合,从而形成一个复杂的应用程序。所以,基于组建技术的电网调控一体化仿真系统,具有开发率高、投资少、复用能力强、维护成本低、升级简单等明显优势,在面向特定领域时,能综合呈现出较好的共性特点,比如电力调控仿真系统中常见的管理混乱、重用性差、搭建困难等问题都能通过组建技术解决。基于此,要利用组建建模完成电力仿真系统的搭建,必须要依据如下步骤[1]:

首先,根据用户的时机需要,建立一个完备的电力仿真软件框架,在体现领域共性的同时,兼具可扩展性和可复用性。所以,电力调控一体化的仿真系统框架最少需要包含一系列的可变点及其行为调整机制、组件之间的关系和交互机制等等。

其次,需要对电网的二次模型进行组件化的设计封装,例如:线路保护RCS-931装置的封装内容主要包括部件模型和逻辑模型两种。部件模型的封装简要包括装置上的信号、按钮、切换把手、压板等部件模型;逻辑模型的封装需要将装置中执行功能不同的多个保护插件定义为不同的表达式,利用这些逻辑表达式构建内部的逻辑模型。

此外,需要为仿真组件建立一个标准化的数据接口。比如在RCS-931装置中,需要根据XML设计准则,将组件的模型和接口进行分离,并对两个层次结构进行独立扩扩充。

最后,需要利用图形化的建模工具完成仿真系统的搭建和组件管理,以实现电网的二次系统建模。图形化组件建模工具能提供组件组装和管理,能对用户的仿真系统搭建工作进行方法指导,组件库中的详细描述和多样化的组件为电力仿真系统的搭建提供了便捷。

三、组件化程序的设计和实现

在仿真系统的各个领域中,组建技术都呈现出了明显的优越性,在电力仿真系统中利用组建技术的主要目标是实现组件的复用。所以,对控制系统中各控制环节进行总结,并将其参数和功能进行封装、注册之后形成的环节组件就能成为一个组件库。一般情况下,组成控制系统数学模型的控制环节包括动态和静态两种,在完成环节封装后,用户只需要选择合适的组件并利用对外接口完成连接关系,就能保证所有组件都能独立实现自身功能;在明确组件物理边界和物理意义的同时,也能保持功能的数学独立性。一般情况下,组件之间的信号传递不会受到其他参量的影响,组件只会对外提供数据端口、参数和组件名称设置,利用接口,能有效实现组件自定义的设备模型建立。

目前已有不少供电机构开始引用电网调控一体化仿真系统对相关人员的工作进行指导、监管和技能培训,并取得良好效果。比如目前世界上使用最广泛的PSCAD仿真软件,具有较强的可操作性,用户能在完备的图形环境中快速建立一个电路模型,在仿真分析的同时也可以通过改变参数来收集测量结果和参数曲线,提升了仿真工作效率[2]。

四、结论

总而言之,电网调控一体化仿真系统的实现需要依赖于调控范围内厂站的二次设备详细模型的建立,是一种二次系统运行机理下的全景、全维度仿真,能在事故状况下保证调控系统数据信息的真实性和完整性。利用组建技术实行控制系统建模,就必须要建立一个完善的组件库,组件库的完备程度直接决定了模型的适用范围,如果控制环节的增加,组件库的组件也应该不断增加。随着电力新技术的不断发展,电网调控一体化仿真技术也在不断更新完善,组建技术的应用,能有效提升仿真技术的可操作性,大大减少了人力成本和投资成本,增强了仿真培训工作的有效性和真实性,这也必将成为未来几年电网调控一体化仿真建模技术的主流趋势。

摘要:电力系统中联系发电和用电的设施设备统称为电网。随着经济水平和科学技术的不断提升,电网得到了快速的发展,在此趋势下,调控一体化的高效运行管理模式也在不断推进深入,这就对相关的管理人员和生产运行人员提出了更高的知识技术和技能方面的能力要求。传统的电网调度仿真和培训系统无法自动保证发电和供电的平衡,在工作时需要较多人力物力,且因为其内部缺陷无法适用于“过程式”的详细仿真,在实际工作中存在很多的缺陷,本文基于电网调控一体化技术的优势和应用原理,简要探索了组件技术在电网调控一体化仿真系统中的重要作用。

关键词:组建技术,电网调控,一体化仿真

参考文献

[1] 金水华.金水华谈多王群之一:意蜂多王群的组建技术[J].中国蜂业, 2018, 69 (06) :31.

[2] 刘丰瑞, 付智宇, 冯婉婷, 闫琦, 袁源艺.电网调控一体化中组建技术的仿真[J].电工技术, 2018 (20) :31-32.

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