基于MCGS的变电站仿真监视与控制系统设计和应用

1、基于MCGS的变电站仿真监视与控制系统设计和应用关键词：变电站仿真；MCGS；监视系统；仿真模拟摘要本文论述了组态软件MCGS作为一个可以获取变电站监控系统仿真数据且具有监控能力的平台的用途。这个软件包含了设计仿真系统界面、建立数据库、生成操作流程等功能，并且能够实现变电站系统的倒闸操作、故障显示、数据呈现与记录。整个仿真系统使用起来简单便捷，并且可以应用于教学实践和现场培训。介绍随着科学技术的快速发展和人民生活水平的不断改善，电力系统的发展也十分迅速，并且电力供应的可靠性要求也被提到了一个很高的层次。在供电领域，对于可靠性的要求也在提高。有数据表明，电力系统中的各种突发事故，人为因素占到了百

2、分之40以上，例如操作人员的误操作和误判断。所以，在操作过程中保证电力系统的可靠性、稳定性、安全性是非常重要的，并且提高操作人员的专业素养意义也十分重大。本文展示了基于组态软件的仿真系统的应用。由于应用了当今先进的控制技术、计算机技术和通讯技术，这对操作人员的专业素养提出了很高的要求。所以，相关变电站仿真系统的研究和发展的重要性日益凸显。此软件的设计适用于低成本的变电站仿真训练。变电站仿真系统介绍1. 仿真系统的软件和硬件环境在变电站仿真和硬件环境下，主计算机是整个变电站仿真系统的核心，并且其作用是运行仿真支撑软件、建模软件等。变电站仿真软件由四部分组成，分别是计算机系统软件、虚拟仿真系统、仿

3、真支撑软件和误操作锁死软件，如图1所示图1 变电站仿真系统软件框图2. 仿真系统特点（1）可建立一个系统的、真实的电力系统模型，甚至实际电网、变电所的一次回路和二次回路设备也可建立起全动态数字动态模型；（2）图表有一个强大的通用仿真模型库集成的支持系统；（3）使用图形化模型方法建立的二次/继电保护模型；（4）建立继电保护装置的数学模型；（5）领先的3D仿真技术；（6）丰富的教学功能；（7）真正的集成控制系统；仿真系统的整体设计1. 系统架构变电站仿真系统采用硬件与软件相结合的方法。硬件系统包括控制面板、模拟屏、保护柜和设备组件模型；软件系统包括调度模拟、继电保护模拟、故障记录、SCADA系统和

4、故障演示系统。用户可以通过人机交互界面修改电网各部分的参数和结构，也可以灵活地改变系统的连接模式从而来模拟整个变电站的的操作。通过分析各个仿真模拟对象，建立各个变电站系统的初始模型，将包含分析、计算、调试、操作和一系列其他技术工作的逻辑和电气规则连接起来从而建立一个完整的大规模系统模型。变电站仿真系统中的支撑系统结构如图2所示 图2 仿真支撑平台功能结构图2. 组态软件MCGS在变电站仿真系统中的应用现如今，在工业控制领域有许多主流的工业自动化软件。MCGS是一款基于Windows的平台，用来快速构建和形成PC监视系统中的组态软件。MCGS能够为用户提供一个完整的用以解决实际问题的工程设计方案

5、和开发环境，同时，它能够完成现场数据采集、数据处理，具有报警和安全机制、动态显示和控制过程、企业网络监控等一系列功能。（1）系统界面设计变电站集成自动化系统的人机交互界面由两部分组成：一个是用以测量、控制和保护的人机交互界面，另一个是后台机器的交互界面。通过这两个界面，用户可以清晰直观的看到母线、变压器的运行状态，也可以通断电力设备。一些模拟量如电压、电流、功率和功率因数都是实时文本显示，界面的数据也是实时刷新的。（2）实时数据库的建立实时数据库是MCGS的核心。在建立实时数据库的时候，用户必须规定操作对象的数值、性质以及操作方法并将他们压缩在一起来为系统的操作提供服务。实时数据库的实时操作必

6、须建立数据对象之间的联系，从而实现动态显示，进行数据库操作。例如，当仿真图中的操作对象是断路器、隔离开关、负荷开关和其他一些设备时，我们应该将其定义为开关数据；当图中的操作对象是电源的输入与输出，或者是电流、电压、功率、高低压侧的容量时，我们应将其定义为数字数据。（3）仿真结果例1：变电站仿真系统可以进行五防操作，并且可根据要求加载或移除五防系统。变电站的错误防范装置是一个可以锁死的装置，旨在防范变电站系统中的错误操作。它可以打印操作票、关闭一次设备，同时满足五防要求。变电站仿真系统提供了几乎所有的倒闸操作。在五防系统中，首先要确定操作人员，然后选择一个倒闸操作对象。根据操作现场规定，操作人员

7、在模拟屏幕上进行操作练习，在经过操作与修正之后打印操作票，随后在上述步骤的基础上做出准确有序的操作。这将现场操作和电脑仿真结合起来，并且能够达到更好的学习和训练的效果。例2：仿真系统收集了一系列突发事故的典型案例，并且进行真实的模拟，。整个事故现象的仿真程度非常高，并且可以改善和提高操作人员应对处理事故的能力，保证电力系统的安全可靠运行。例如“本溪500KV变电站仿真系统”，该系统可以显示变电站系统的故障特征，指导操作人员如何处理事故故障。假设一相变压器的500KV母线发生爆炸，计算机将显示以下模拟故障现象：1） 首先发出爆炸音响，然后发出报警音响；2） 监视菜单显示爆炸和事故相；3） 面板上显示相关的母线电压、电流、功率数值，且初始值均达到最大值，之后又归零；4） 绿灯闪烁；5） 液晶显示器母线保护那一栏显示“母线错误动作”；操作人员可以核查、记录并找出错误点，然后根据计算机监控屏幕上显示的错误特征来进行仿真分析处理。在反复训练之后，操作人员的能力将得到很大提高。结论变电