变电仿真系统技术规范书

1、变电仿真系统技术规范书广州供电局有限公司培训与评价中心 2011年7月16日目 录1 总则61.1 总的要求61.2 总体目标61.3技术应答要求71.4 投标范围81.5 卖方/买方责任92 仿真系统概述92.1 仿真对象92.2 电网结构及运行方式102.3 仿真范围及仿真程度112.4 仿真系统功能142.5仿真培训模式173 仿真培训系统硬件需求183.1 基本要求183.2 硬件系统基本需求194 仿真培训系统软件需求214.1 系统软件214.2 仿真支撑系统软件214.3 系统模型软件234.4 变电站仿真软件254.5 培训指导评价软件264.6 培训系统软件264.7 诊断测

2、试软件294.8 教员站功能294.9 学员站功能315 系统指标315.1 稳态运行指标315.2 暂态运行指标315.3 实时性指标325.4 系统资源充裕度指标325.5 系统可靠性指标326测试及验收336.1 测试验收基本要求336.2 测试验收内容336.3 测试验收步骤347 资料357.1 基本要求357.2 总体资料367.3 软件资料367.4 验收资料378 工作安排378.1 工作安排378.2 工程及设计联络会议379 培训399.1 对工程师/教练员的培训399.2 培训效果3910 质量保证及服务4010.1 保证期内的技术服务4010.2 保证期后的技术服务40

3、1 总则1.1 总的要求 1.1.1 本技术规范书专为建设变电站仿真系统而提出，内容包括技术功能规范、性能要求、验收试验及其它必备事项。 1.1.2 本技术规范书中提出的技术要求为最低限度的技术要求。卖方应仔细阅读技术规范书的全部条款，并提供能完全满足要求的完整的软、硬件方案及技术服务方案。 1.1.3 本技术规范书的解释权属于买方，未经买方同意，任何个人和单位不得做出任何修改。在未经双方商定作为订货合同技术附件之前，买方保留修改技术规范书的权利。买卖双方签订合同之后，买方有权提出因规范标准和规程发生变化及与相关系统接口要求改变所产生的一些补充要求，卖方有责任接受这些补充要求。 1.1.4 技

4、术规范书经买卖双方确认后，作为合同的附件，与合同正文具有同等的法律效力。1.2 总体目标1.2.1 本课件针对广州供电局培训中心变电仿真培训课件进行升级，变电站一次设备及现场环境以3D仿真为主，完成现场设备的倒闸操作、运行监视、设备巡视、异常与事故处理、工作许可终结验收和智能教员学员管理课件等，同时变电站仿真系统还具有模拟PMS界面的业务流程记录功能。图像、声音与仿真过程同步，仿真效果逼真。 1.2.2 仿真课件建成基于物理机理的实时仿真系统，采用纯软件模式，建立全物理过程的电力系统数学模型及继电保护系统数学模型，能进行机电暂态计算、实时故障计算，能处理各种复杂故障。 1.2.3 开发培训教员

5、学员指导评价课件，满足变电站值班员、变电运行相关技术和管理人员的理论和技能考核、比赛、鉴定要求。 1.2.4 仿真课件具备良好的鲁棒性，在培训过程中能保证系统的稳定运行，正确反映被仿电力系统的动态过程。 1.2.5变电站测控屏、保护屏等采用虚拟屏方式，系统具备模块化的继电保护装置库，将各种保护装置做成可替换的软件模块，而且替换过程灵活方便。1.2.6分站除设置本地教员站、本地学员站以外，还可设置远程教员站、远程学员站，其中远程教员站可根据授权对站内学员站实施控制。 1.2.9 系统提供完整的权限管理，对教员站、学员站可设置不同的使用权限，具有灵活多样的运行模式（如独立、分组、联合等），能满足不

6、同培训方式需要。 1.2.10 系统的设计和开发严格遵循开放式的原则，采用国际标准的软硬件平台、模块化程序设计方法，易于扩展、移植和升级。1.3技术应答要求 1.3.1本项目中课件的设计、制造、测试及安装，应采用适合于该项目的相应质量标准、技术标准、试验规程以及在技术规格书中规定的任何其他标准。应参照标准和规范的最新版本（含修改部分）的要求执行。如果几种规范和标准适用于同一种情况，则应遵循最为严格的规范。1.3.2 卖方必须为买方提供一个整体的技术方案。所提供技术方案应遵循下列标准规范，但不限于此，并应使用各标准的新版本：l DL/T1023-2006 变电站仿真机规范l DL5003-91

7、电力系统调度自动化设计技术规程l DLJ107-2000 220kV500kV变电所计算机监控系统设计技术规定l GB2887-89 计算机场地技术条件l GB/T8566-95 信息技术软件生存期过程l GB8567-88 计算机软件产品开发文件编制指南l GB9386-88 计算机软件测试文件编制规范l GB/T 12504-90 计算机软件质量保证计划规范l 电力系统继电保护及安全自动装置运行管理规程l 年度继电保护整定方案说明l 变电运行规程l 电力系统调度管理规程 1.3.3 方案必须针对本技术规范书逐项回答。 1.3.4 针对买方提出的技术要求，卖方应说明所涉及的功能描述是已在实际

8、投运的系统中实现，还是需要在本项目中合作开发。 1.3.5 对规范书中的技术指标要求，应说明能否满足、满足的程度或能够达到的指标值。 1.3.6 所有不能满足本规范书要求的项目必须以“偏差表”的形式列出。1.4 投标范围 1.4.1 产品范围 产品包括： 具体仿真范围。 1.4.2工作范围 卖方根据合同提供必要的产品服务工作，这些工作包括：l 系统设计、研发；l 系统集成；l 培训；l 现场安装、调试、集成、试运行；l 现场最终验收。1.5 卖方/买方责任1.5.1 卖方责任a.提供完整的硬件/软件系统详细清单和报价；b.按合同范围提供完整的系统设计、配置、研发、集成；c.按合同范围提供产品说

9、明书、使用手册和连接安装图；d.负责调试及指导现场安装、试运行、检测和验收； e.负责买方人员的培训；f.负责所有供货产品的包装、运输、交货；g.负责保修期间系统的维护、版本升级；h.为买方对商业化软件升级提供信息；i.按合同范围提供新增硬件及其集成；1.5.2 买方责任a.为卖方收集变电站原始参数资料等提供协助；b.按照卖方提出的安装运行条件要求提供系统安装场地；c.负责配合硬件设备的现场布置；d.参加卖方指导下的现场软件系统安装、调试和试运行；e.负责现场检测和验收；f.为卖方人员在买方所在地工作期间提供支持与方便；g.指派技术人员协助系统开发，但指派的技术人员不对合同履行情况承担责任。2

10、 仿真课件概述2.1 仿真对象 基于广州供电局培训中心原有仿真课件，仿真范围在原有培训课件的基础上完成升级开发，仿真变电站的电气主接线、现场一次设备、电气二次系统及计算机监控后台系统。2.2 电网结构及运行方式将被仿变电站与其所在电网作为一个整体进行统一仿真。与被仿变电站各电压等级直接相联的局部电网模型，要求从变电站向各电源至少外推两层节点（包括外部环网和主要电源），外网的其它部分采用等值模型。对于直馈线路和变电站的低压侧电网可以只仿真到线路对侧的节点。仿真结果要符合实际电网运行情况。2.3 仿真范围及仿真程度需要详细仿真的部分包括电气主设备、间隔层和变电站层全部设备。2.3.1 一次设备仿真

11、仿真内容包括一次系统进出线（包括最后一基进线杆塔或电缆头）、母线及其附属设备、变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、操作机构、电容器、电抗器、电压互感器、电流互感器、端子箱、避雷器、高压电缆、直流系统及其附属设备等。对于母线、变压器、断路器、隔离开关和操作机构等主要电气设备的动作过程，有动画画面监视，并能进行相应的动画演示或视频演示。能完整仿真操作过程中与防误闭锁系统相关的所有步骤。（1）主变压器系统仿真范围：主变压器、中性点接地刀闸、中性点小电抗、调压装置及冷却系统，包括所属的二次控制、保护、信号、测量回路。仿真程度：模型按机理建立，变压器绕组的电势平衡方程式和各绕组之间的磁势平衡方程式都应包

12、含在模型中，模型应能正确反映：变压器分接开关对变比和潮流的影响；变压器在正常、异常和事故情况下，变压器原副边电流与电压的关系和变压器各部分（油、绕组、铁芯）的相应温升；变压器作为电力系统中的一个元件，变压器的操作、内部故障或外部故障在整个系统暂态过程的行为能够得到充分的体现；具有温升计算模型，可以正确地仿真冷却器的投入或退出对变压器各部分温升的影响。（2）配电装置仿真范围：35kV500kV母线、断路器、隔离开关（包括接地刀闸）、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、避雷器、阻波器、结合滤波器、电容器、电抗器、进出线等及其相关的二次控制、保护、信号及测量回路。仿真程度：能正确反映正常和事故情况下

13、上述各电气设备的状态，也能正确反映由于运行人员误操作所引起的相应响应；模型在机理上与原型一致，在效果上（如灯光、表计等）与现场一致。在异常或事故情况下各设备的动作情况、动作时间、顺序等应符合设计要求和现场实际。（3）直流系统和UPS仿真范围：蓄电池、直流母线、充电及浮充电设备、绝缘监察系统和UPS系统。仿真程度：可控硅高频充电、浮充设备和UPS设备的动态特性符合设计要求，蓄电池组充电及浮充电动态过程与现场相符，能正确反映直流系统正常运行和事故工况（直流系统接地等）；能正确模拟UPS系统的各类操作。（4）站用电系统仿真范围：站用电变压器、站用电高压母线、低压（400V）母线以及站用负荷。仿真程度

14、：能正确反映正常和异常情况各变压器原、副边的电流、电压关系。静态误差符合要求。变压器并列运行时的动态过程符合现场实际，能正确反映大功率电动机启动时对所在母线电压的影响。能正确反映站用电系统所有断路器的操作、母线切换（自动、手动）操作、所用高压母线失电、备用变压器投入等。（5）安全用具仿真各种常用的标示牌，安全帽，绝缘手套，绝缘靴，接地线，验电器，围栏等。 2.3.2 计算机监控后台仿真原厂家的监控后台系统，其界面和操作方法与实际系统一致。可以对综自站的监控系统界面进行二次更改。2.3.3 测控及保护装置测控屏、直流屏等各类屏的屏面均按实际配置情况进行仿真，对屏面及屏后的所有电气元件作全范围的仿

15、真。逼真地反映变电站控制系统、保护系统及自动装置等的各种运行工况、各种功能和操作切换。（1）继电保护和自动装置仿真范围：按被仿变电站的系统保护配置进行仿真。二次部分完全实现图形建模，要求可在系统运行中观察保护动作过程。仿真程度：继电保护和自动装置要仿真保护的总体特性（或称外部特性），包括其启动特性、复归特性和时间特性。每套继电保护或自动装置的操作熔丝、压板、小开关的状态，可分别仿真，用户可对其进行操作；每套保护具有其整定值；在正常或事故的情况下动作信号、表计变化、掉牌情况及动作结果符合设计要求或与现场一致。测控、微机保护装置按实际装置仿真，其面板上的液晶屏幕显示内容与实际相同，按键功能也与实际

16、设备相同，功能选择小开关与实际设备相对应并具有相同功能。对微机保护液晶装置可以显示跳闸报告、采样值、开关报告，修改保护定值 、控制字等内容。（2）故障录波仿真系统能进行各种典型故障的波形显示和数据分析。能根据所设置的故障提供相应的录波报告，并与变电站的录波报告的格式一致，用于培训运行人员借助波形图定性分析判断故障的能力。2.4 仿真系统功能2.4.1监视功能实现变电运行人员的监盘工作，包括一、二次系统的运行监视以及站用电系统的运行监视。2.4.2操作培训功能能进行各种运行方式下的倒闸操作、操作检查、做安全措施（挂地线、验电、设置围栏、挂标示牌等）、事故处理、故障查找、异常工况及设备巡视等，且能

17、显示现场操作票。操作范围包括全部一次设备及保护和自动装置、站用电、直流系统等设备的各种操作；二次小开关、熔断器的分合、电流端子，保护自动装置的投切、方式切换及其液晶面板的操作，保护定值修改，验电、挂接地线操作，以及五防电磁锁的使用。各种操作的信号指示及位置指示器应实时响应。2.4.3 巡视检查培训功能按照部颁与现场制定的运行规程，对站内外设备和回路进行巡视，对设备运行的正常、异常、缺陷进行判别和处理，包括巡视所用的所有专用工具。有多媒体画面的一次设备安装布置图及相应的一次设备巡视路线图。具备不同气候条件、巡视时间、巡视种类的巡视检查功能。巡视检查的主要内容应包括变电站正常、异常、事故工况下的现

18、象和声音等现场所有场景，在时间、空间上应能逼真地仿真设备的正常与异常状态，达到身临其境的效果。如变压器、电抗器的油温、油位、油色、吸潮颜色、高低压引线接头是否发热、冷却系统运行情况，电容器的外壳有无变形，熔丝、接头、套管是否完好，瓷瓶的破碎与闪络等。 （1）异常情况的反映当系统出现异常或发生事故时，音响、灯光变化与现场一致，相应画面及监视仪表、简报信息等与现场一致。 变电站能及时将异常情况的数据信号传输到调控仿真系统。 （2）缺陷处理培训在培训过程中，教员可适时插入设备缺陷，以培训学员在设备巡视过程中及时发现并作相应的处理的能力。2.4.4 事故处理培训功能故障与事故具体包括以下内容，但不仅限

19、于此，具体情况根据现场和培训要求设置。各种故障异常情况可任意组合构成复合故障。（1）开关本体及其相关的故障包括：开关拒动，开关误动，开关动作时间延长，非全相，开关操作机构故障，控制直流回路断路、短路、接地，控制回路继电器、切换开关粘连、接触不良，SF6开关轻微、严重泄漏。开关合在有故障的线路或母线上等。（2）刀闸本体及其相关的故障包括：带负荷拉、合刀闸。带电合接地刀闸及其造成弧光短路，用刀闸拉空载变压器励磁电流，用刀闸拉高压长线空载电容电流，在系统接地时拉合变压器的中性点刀闸，在系统接地时拉合电压互感器和避雷器，带地线合刀闸，刀闸操作机构故障，刀闸分、合不到位，三相不一致，刀闸和开关联锁失灵等

20、。（3）变压器本体及其相关故障包括：变压器油箱内故障，包括相间短路、接地短路、匝间短路；变压器油箱外故障，包括套管和引出线上相间短路，接地短路(中性点直接接地电网一侧)；变压器套管、引线发热；变压器漏油，变压器着火、爆炸，变压器过负荷，变压器受潮，变压器油温过高，强油、风冷部分或全停等。（4）母线故障包括：母线短路、母线接地等。（5）线路故障包括：三相出口短路，任意点短路、接地、断线，线路过流熔断等。（6）电容器、电抗器故障包括：内部故障和外部故障。（7）继电保护及自动装置故障包括：保护、自动装置拒动、误动，装置异常，自动重合闸不成功，低周减载拒动、误动、动作延时，高频切机拒动、误动等。（8）

21、智能装置故障包括：小电流接地选线装置各种故障，消弧线圈自动跟踪补偿装置故障等。（9）交、直流系统故障包括：整流装置故障，UPS系统故障，直流系统监察装置故障，蓄电池故障，直流系统正负极接地故障，直流系统绝缘降低，交流系统短路、接地故障，交、直流失电等。（10）二次回路故障包括：二次回路熔丝熔断，二次回路小开关误跳，TA断线、短路、二次回路开路，TV断线、短路、二次回路短路，继电器触点粘连、拒动、接触不良，二次回路接地、断线等。（11）其它故障及异常：由各种原因引起的系统振荡，保护死区发生的故障，保护重叠区发生的故障，一次设备发生的各种异常，二次设备发生的各种异常，各类金具类故障，遥测系统故障，

22、遥信系统故障，遥调系统故障，遥控系统故障，全所失电等。事故仿真分两种情况，一种是教员设置事故进行各种事故演练、重演，提高学员对事故处理的能力，如线路故障、母线故障、变压器故障等，可设置开关和保护拒动、误动来扩大事故范围；另一种是误操作事故，这种故障在模型中自然引发。仿真系统应是基于原型系统原理进行仿真，对能仿真的故障个数没有限制。（1）人为设置的事故。要求仿真系统的动态行为与实际一致。运行人员若能正确处理，可缓和故障的影响或恢复系统正常运行；若处理不当，则将造成故障扩大。对于某些故障（如：操作机构、直流系统、二次回路等故障）能在仿真系统上，逐步进行某一具体故障的查找。仿真系统具备反映连锁故障的

23、功能。如：变电站由于直流充电设备故障，由蓄电池带全站直流负荷。此时，该变电站某一线路故障，直流电压已不能满足跳闸最低电压的要求等诸如此类的连锁故障。（2）误操作事故。误操作事故仿真是随机的、实时的，若一旦发生误操作，系统则立即响应，不需要事先设置。要求发生故障的机理和现象、仿真系统的动态行为、设备状态、参数变化、表计显示、事故处理过程中的恢复正常运行等与现场实际情况一致。事故仿真主要由故障计算和继电保护仿真两个模块组成。教员设置的故障一经启动，就把故障信息送入故障计算程序，以最快的速度计算出各支路的短路电流及各结点的短路残压。与此同时继电保护模块也同时启动，各保护单元把故障计算的结果与保护整定

24、值相比较，若发现大于保护值，就启动该保护及延时元件。当最快的元件延时到后，则再次判别该保护段出口压板是否投入运行，如在投入状态，则启动保护，并再次判断开关是否失灵，若没有，则出口跳开关，这时人机界面上断路器跳闸，绿色指示灯发出闪光以引起注意。当判别出保护不能出口，表示该保护拒动，则系统再次全面巡检己起动的各设备保护有无延时到的保护段，若没有则继续巡检，若发现有，则仍按上述方法处理，保护动作后，应推出该保护动作的监控机报警信息，并发出声音报警。一次设备的多媒体显示也随之变化。2.4.4 实现多种运行管理模式本仿真系统与调控仿真系统联合，能实现三种运行管理模式，分别为单站模式、集控站模式、调控一体

25、化模式。可根据需要将调控仿真系统和变电站仿真系统任意组合实现不同的运行管理模式。 （1）单站模式能对典型变电站中的任一变电站进行单独运行、操作。 （2）集控站模式监控仿真系统与变电站仿真系统组合，实现集控站运行管理模式。 （3）调控一体化模式电网调控仿真系统与变电站仿真系统组合，实现调控一体化运行管理模式。2.5仿真培训模式本系统的仿真培训方式包括集中培训、远程培训、联合反演等。2.5.1集中培训与联合反演 在培训中心及各地市局均可进行集中培训，在已经建立的计算机教室，可以进行课堂式教学、上机考试、学员自学等。 集中培训与联合反演在形式上可以包括：l 面向变电运维人员的集中培训；l 监控、运维

26、联合仿真培训和联合反事故演习；l 调度、监控、运维联合仿真培训和联合反事故演习。在各种仿真培训模式下，调度、监控、运维参与培训时，根据权限设置，仅能浏览和操作各自管辖范围内的电网设备，仅能看到各自管辖范围内的报警事件。2.5.2远程仿真培训 远程仿真培训是在远方进行的独立的培训。远方运维人员所在地，可以自行建立仿真室环境，配置教员台和学员台，教员台和学员台通过MIS网连接到地市局的服务器上，实现远程仿真和培训。要求远程培训时不需要本地教员参与，各个远程用户自行登录系统服务器，选择教案，启动培训。要求远程培训采用的远程教员终端和远程学员终端具有与本地教员/学员台软件完全相同的功能，要求一般的In

27、ternet互联网或电力MIS网能满足远程培训数据通信的要求。在远程仿真培训模式下，运维人员参与培训时，根据权限设置，仅能浏览和操作各自管辖范围内的有关设备。3 仿真培训课件硬件需求3.1 基本要求为保证仿真培训课件具有一个可靠、灵活的运行环境。仿真机硬件系统应满足下述基本要求：l 在实现所要求功能前提下，系统硬件配置应尽量简单。l 有足够的系统资源以满足设计要求。l 充分满足仿真机运行的实时性要求。l 硬件系统所选用的设备，其性能指标要相匹配，例如：计算速度、传输速度等。l 硬件设备要考虑留有适当的冗余量，以备扩充。l 尽量采用同一系列的产品，以减少备品备件数量。l 系统要便于安装、维修、扩

28、充，并具有自检及自诊断功能。l 要考虑抗电场、静电及磁场干扰的措施。l 设备可用率=MTBF(MTBF+MTTR)99.5l 系统网络采用百兆或千兆以太网，通过交换机构建星形网络。l 网络通信采用国际标准的TCP/IP网络协议。l 系统具备与外网联网能力。l 系统具备可扩展性，在需要时可增加节点及接口。3.2 硬件系统基本需求 仿真课件可分别布置在广州供电局培训中心和广州供电局各生产单位。采用两级布署方式，广州市供电局培训中心作为主站，各区县局为分站。主站能对分站进行远程管理和维护。3.2.1 其他附带硬件网络设备、投影仪、打印机、扫描仪、刻录机、通讯系统、音响系统等。4 仿真培训系统软件需求

29、要求卖方提供的软件必须是正版的并能完全满足下列功能要求。4.1 系统软件操作系统采用性能稳定、安全性高的软件。4.2 仿真支撑系统软件对仿真支撑系统软件的基本要求：（1）应具备开放的、支持面向对象的体系结构。（2）通过提供通用的、相对独立的支撑服务程序，将仿真应用层同底层支撑环境分离，从而可以使各部分相对独立地进行开发，可以利用各自领域的最新技术来实现标准的功能和服务，适应新技术发展。（3）仿真支撑软件可以实现仿真应用系统的即插即用，易于仿真应用系统的集成和管理。（4）配置接口标准，根据培训需要可以灵活、方便地在主网上配置和拆卸地区区域网、变电站模型等各子模块及相应的监控系统；能方便地修改、增

30、加新的子模型和新类型的系统界面。（5）支撑多个仿真应用并行无干扰运行。（6）提供灵活的图形编辑手段和功能强大的图模库一体化建模方法。（7）支持一机多模的实时运行。（8）不用直接修改程序，即可进行模块的选择组合和参数改变等工作。（9）支持对模型软件的离线和在线调试、修改、扩充，包括对参数和模型的修改。（10）支持和管理数据库，仿真程序与数据库自动结合和统一。（11）支持实时同步控制，实现全部模型软件的实时运行，并具有参数在线实时监视功能。（12）具有强大的图形支持能力。（13）具有资料文档自动生成能力。（14）具有友好的用户界面，易于移植、方便使用、容易掌握。（15）具有完善的帮助系统和数据备份

31、能力。 4.2.1 网络通信系统采用分布式体系结构，网络通信模块负责局域网上各节点工作站之间实时数据的传输和信息共享。它的开发基于目前国际上应用最为广泛的事实上的标准：TCP/IP协议，提供了高速、可靠、双向的通讯机制。既可以实现成组广播，又可以实现点到点通讯。系统通信模式采用面向连接的客户/服务器模式。能实现整个仿真培训系统的网络驱动，实时接收学员在学员站的所有活动信息，保证仿真模型的实时运行；实时从服务器向学员站进行数据分发和接收。 4.2.2 图形管理系统要求采用多平面、多层次系统，具有漫游、变焦、导游等功能。良好的人机接口，使用鼠标即可完成所有的操作。具有较强的汉字支持功能，能支持多种

32、字体。系统提供功能强大的图形编辑（包括图元编辑）器，用于生成和编辑各种所需的画面。人机界面设有权限等级，权限等级由系统管理员定义，赋予不同的使用范围和权限。 4.2.3 数据库管理系统数据库管理系统管理历史数据库和实时数据库，能支持多种类型的访问；支持在线数据保存为离线的文件和离线文件转化为在线数据库，支持从实际运行的SCADA数据库导入数据并进行格式转换；具有数据库安全管理功能。 4.2.4 多媒体网络支持系统支持当地存储的或通过MIS网调用的多媒体文件插入播放和剪辑。 4.2.5 图形建模软件采用最新的基于电网计算和算法的图形建模工具，支持在线和离线建模方式。 4.2.6开放式的通讯接口支

33、撑软件采用网络方式与其他外部设备进行通讯，要求速度快、实时性强。4.3 系统模型软件模型软件实现对被仿真对象的静态和动态仿真，包括对就地设备操作的仿真，其基本内容是：（1）反映网络的真实拓扑结构，能描述复杂的联合电力系统，包括电气相联的外部网络，以保证模拟现象的真实性。（2）能够模拟电力系统异常、故障情况下电压、频率的变化，电力系统故障往往导致局部电网电压与频率不正常，所以电力系统模型应能用于相当宽的电压与频率范围。（3）模拟变电站在正常、事故及恢复过程中的所有操作。所有电力系统元件如发电机、变压器、线路、开关、刀闸、接地刀闸、电容器等元器件都是可操作的，并且所有正常或误操作所产生的响应正确。

34、（4）有足够的实时响应速度，使仿真系统的响应有较好的实时性。（5）电力系统模型正确反映电力系统各元件的特性。（6）模拟电力系统暂态、中期、长期过程。（7）模型与算法有良好的收敛性。（8）数学模型满足本方案所规定的仿真范围、程度和性能指标要求。（9）所有数学模型符合实际变电站全工况全物理过程的机理性模型，遵守能量、质量和动量守恒定律。（10）在建模中所作的全部假设和简化是必要的和合理的，不影响仿真机的整体性能。（11）全部控制操作、逻辑保护的控制机理与逻辑关系与实际仿真对象完全相同。（12）仿真培训系统中区域电网模型、变电站模型等各子模块具有相对独立性，可以根据培训需要灵活、方便地添加和拆卸子模

35、型；为以后扩充或采用新类型的系统界面保留标准接口。（13）模型保证整体精度和实时性指标。（14）采用常用的、标准的高级语言编写。（15）具有良好的开放性，便于用户的维护、扩充和完善。 4.3.1 电力系统基本元件模型软件（1）机组模型。模拟原动机组的动态行为，采用常规数学模型；励磁系统要求有近似模型；调速系统的作用要详细模拟其作用。（2）负荷模型。考虑负荷曲线，考虑负荷的频率特性和二次电压特性。考虑节点负荷随频率、电压变化的特性，其定值能随系统的变化由用户修改。暂态过程中负荷设置为恒定功率、恒定电流、恒定阻抗三部分组成，可以分区修改各部分所占比例。（3）线路、变压器模型。输电线路考虑仿真范围内

36、各电压等级所有线路，并考虑线路各种参数。变压器模型包括本体及其辅助设备模型，能反映变压器的真实运行特性。（4）开关、刀闸及其控制机构、回路模型。可计算所有开关/刀闸上流动的三相潮流，计算速度快，不存在收敛性问题，且适用于具有任意复杂开关结构的电网，保证继电保护模型、自动装置模型、远动系统模型和控制中心模型的真实性。可设置和模拟开关非全相操作，系统自动转入动态仿真，计算各相电流和电压。（5）测量、通信系统模型。包括二次回路中的TV、TA等通信量测设备和通道模型。（6）五防装置及其他元器件模型。能反映相关装置的真实运行特性。 4.3.2 继电保护和自动装置模型保护按定值起动，逻辑、时间、状态、通信

37、全过程仿真。 4.3.3 故障模型故障点可以选在系统的任一节点，或支路上的某一点（位置可以任意设定）。4.4 变电站仿真课件变电站仿真课件应保证变电站所有仿真功能的实现。4.4.1监控系统（1）1：1仿真变电站监控系统的所有监控画面、菜单、操作及各项功能，画面的调用及刷新时间与实际系统相同。（2）变电站内外所有控制屏、模拟屏、保护和自动装置屏、所用电屏等仿真屏颜色、款式、操作、显示、报警、液晶显示及其操作等与参照对象一致，所有操作、灯光、报警、显示等响应及其响应速度与参照对象一致。（3）监控系统的控制机理、逻辑关系与参照对象一致。（4）采用图模库一体化建模方法，组态方便快捷。（5）不同类型的监

38、控系统间可以方便、快捷地进行切换，并且可以方便地修改、增加新类型的监控系统。（6）采用窗口技术，操作简便，界面友好。（7）具有良好的开放性，维护、扩充方便。 4.4.2 巡视系统 （1）采用多媒体技术展现变电站所有设备，实现变电站运行人员的巡视、就地操作、事故处理等功能。（2）按照部颁与现场制定的运行规程对站内外设备和回路进行巡视，包括巡视所用的所有专用工具。在各种工况下实现详细仿真变电站就地所有设备及各项功能，动作过程、声像和效果与被仿变电站相同。（3）所有巡视设备的颜色、款式、声音、操作、显示、报警、液晶显示及其操作等与被仿变电站一致，所有的操作、灯光、报警、显示等响应及其响应速度与被仿变

39、电站一致。（4）能完全、逼真地模拟各种环境和运行工况下的变电站，动画逼真，操作简单，方便快捷，易于运行人员掌握。4.4.3其他所有变电站能实时将数据信号提供给调控仿真系统，并提供与调控仿真系统的接口，实现与调度、监控的联合仿真培训，实现调控一体化运行管理模式。4.5 培训指导评价软件培训指导评价软件是提升仿真机培训效果的核心软件，将综合运用专家系统及其它人工智能技术，主要完成下列工作：l 操作票、工作票生成与培训；l 对操作、巡视和事故处理的培训指导和考核；l 对常规项目实现自动教员培训；l 调度、监控、运维的联合仿真培训。以操作票专家系统和故障处理专家系统为基础，实现培训进程控制。程序启动后

40、，能够记录学员答题的全部步骤、内容、操作记录等，也包括由教员设置的事件、保护及自动装置动作情况、教员在培训中的各种操作、报警情况、故障处理所用时间等。将记录的信息与专家系统的推理结果进行比较后得出评价结论。所有记录及考核结果能方便地以文本、表格、曲线等形式输出和打印，并能方便地载入学员管理系统，以科学、详细、准确地反映学员的理论和操作水平。4.6 培训系统软件安装在培训服务器上，要求能实现自学、教学和考核功能。 4.6.1 资料查询系统（1）应能提供各种规程、规范、技术通知等的查询。（2）应能提供保护压板等的查询。（3）采用窗口技术、界面友好、操作简便、查询快捷，并能方便输出、打印。4.6.2

41、教学辅助功能 系统应支持自学、教学、考核三种教学培训模式。 （1）自学 自学是学员自我学习的一种方式，通过学员对系统的了解可以人为的设置系统数据断面。学员可以自行对变电站进行巡视、操作等。可设置故障，来考核自身的异常与事故处理水平。在自学方式下每个学员台PC机均是一个独立的培训平台，实现完整的教员、学员功能。在启动时学员可以自主选择启动不同系统，学员在此平台上完成一切操作，各个学员之间互不干扰。 （2）教学 教学是由教员和学员共同完成的过程。教员设置的故障学员是不知道的。学员必须根据学员台所显示的故障信息和系统状况来判断故障类型，对故障进行处理。教员台的教员担当调度员的角色对学员下达调度命令，

42、并对处理结果进行评估，以实现背对背教学的目的。系统应能满足教学环境下的多教员、多学员的要求，支持的教学模式应包括：l 课堂式教学：为一对多的教学方式。教员的操作能在各个学员工作上同步显示。教员可以通过控制仿真模型的进度，随时进行讲评和仿真重演。l 分组教学：学员组成若干组，模拟为班组。每个学员组起动独立的模型，互不干扰。教员可以随时登录到任意一个组的电力系统模型上，控制和查看仿真系统进度，并可以进行调整和设置。 在教学模式下，教员通过教员功能实现培训进程管理、学员机管理、培训教案制定/存储/发送、超驰控制、故障设置/发送、信息发布、启动/关闭指定或全部学员机、启动/重启/退出指定或全部学员机的

43、仿真应用程序、将指定或全部学员机进行对时、与指定或全部学员机进行对话等功能。具体为：1）远程启动系统 教员可以通过教员机给不同的学员启动不同的系统，启动过程不需要学员进行任何操作。2）发布初始教案、发子教案 教员可以通过教员机给不同的学员发布不同的初始教案和子教案（可以发布多次），学员只需按照给定的人物进行运行巡视、倒闸操作或根据保护动作及跳闸情况进行事故处理。（3）交卷 当考核时间到时，教员可以通过教员机强制所有学员交卷，将所有学员的操作记录以及系统自动评分记录保存到教员机目录下，供教员阅卷使用。（4）远程控制学员机退出系统 当学员操作结束时，教员可以通过该项功能退出所有学员机所启动的系统。

44、（5）远程关机、远程重启 当培训结束后，教员可以通过该项功能关闭或重启所有学员机。（6）对时 对学员进行考核时，可以使所有学员机时间一致。从而使学员的操作记录时间基本一致，判卷时降低作弊可能性。（7）通知 教员可以给所有学员或指定学员下发通知，学员台通过文本框显示通知信息。（8）电子举手 当学员培训过程中遇到问题，可以通过该功能求助教员协助解决。学员使用电子举手功能可随时呼叫教员，教员可以通过文字同学员交互应答。（9）与教员通讯 当学员在培训过程中遇到问题，除了使用电子举手功能，还可以通过与教员通讯，将问题发送给教员，教员再将问题结果通知学员。（10）转播教学 使用转播教学功能，教员可选定一个

45、学员的屏幕及声音转播给其他学员，增加学员对教学的参与感，提高学习的积极性。此功能可以配合重演功能实用。（11）屏幕监视 教员可实时监视每个学员的电脑屏幕，观察学员的学习情况，这样教员可在本机上观看到每个学员的操作情况。（12）遥控辅导 教员可远程接管选定的学员机，控制学员机的键盘和鼠标，对学员远程遥控，辅导学员完成学习操作。教员在遥控辅导教学中可实时监视被遥控学员的电脑屏幕。教员在遥控辅导教学中可与被遥控学员进行双向交谈，遥控辅导同时可使用电子教鞭功能。（13）考核与比武 在教学培训过程结束后，教员应对学员的培训情况进行评估，并对学员的相关能力进行评价，这时，仿真系统可以自动报告培训过程中学员

46、调度操作的记录、监控操作的记录、教员操作的记录、误操作记录、失电记录、自动装置动作记录、继电保护动作记录、电网的潮流/电压/电流/频率的越限记录以及网损情况等，以供教员在评估学员水平时参考。在考核过程结束后，计算机自动提供培训评估打分功能，可预先根据培训教案的难易确定基准分，计算机可根据培训过程中的失误自动分门别类打分，并给出评估报告，自动以量化的形式对学员的有关水平进行评价。4.7 诊断测试软件诊断测试软件用于对仿真培训系统各种硬件、软件故障进行检测诊断：（1）检测计算机及所有外设。（2）检测通讯网络及其有关设备。（3）检测全部指示仪表、指示灯、操作器、调节旋钮及声光报警系统。（4）检测音响

47、、灯光等环境仿真设备。诊断测试软件的检测诊断结果在LCD上显示输出，并指出故障所在的位置及标志符号，以便维修。4.8 教员站功能教员可灵活控制培训的模式、内容和进程，对培训进行控制、监视和管理。可在教员站上根据培训需要生成教案、试题，设置、激发各种单个或复合故障，模拟调度员下达调度命令等。教员站具备下列功能。 4.8.1 仿真时间控制系统能提供不同的时间控制方式以满足学员在培训时段内的培训要求。应包括：（1）用标准时间的实时运行方式。（2）采用加快时间的快速运行方式，使学员在培训的时段内可监视到实际运行一天的电网变化，如实际的负荷变化很慢，24小时实现一个循环，为了便于培训，采用加快时间标尺以

48、便在学员培训时段内可以仿真24小时的变化过程。 4.8.2 仿真培训进程控制功能l 工况选择l 冻结l 回退l 复归l 参数列表显示l 参数曲线、趋势显示l 虚假报警l 超驰控制开关、刀闸、压板等l 故障及复合故障设置l 远方操作功能实现对电力系统、边界参数的修改及动态参数的监视l 事件记录 4.8.3 培训教案生成根据培训对象的具体素质、培训要求、培训目标或考核要求等综合情况自动或手动生成培训计划和培训教案，并可以随意增删内容和修改。能够进行初始状态选择和成组故障设置，可实现培训教案的自动启动。 4.8.4 操作票、工作票生成与培训通过培训来提高变电运行人员填写操作票、工作票的正确性和规范性

49、。具体功能和界面以仿真对象实际操作票、工作票生成系统为准。 4.8.5 培训指导评价采用智能计算机培训指导评价系统实现对学员培训过程的监视和辅导、对教员工作的辅助、常规项目的自动教学及评价等。 4.8.6 学员管理具备完善的学员档案管理功能，建立完善的数据库系统，包括学员的个人信息和培训考核记录等详实信息，具备方便的查询、输出功能，并能够实现通过网络远程查询。4.9 学员站功能按培训需要运行各类仿真软件，接受教员站监控命令和信息，完成并反馈学员的答案和所有活动。培训指导评价系统的终端程序自动运行，并及时将考核数据自动传送到教员站。学员站人机界面和监控功能与变电站实际监控系统相同。学员可以进行变

50、电运行的一切日常活动，包括操作、调整、巡视、事故处理和各种报表、报文的查看、打印、上传，填写工作票和操作票等，一切工作内容和过程与被仿变电站工作内容和过程相同。5 系统指标5.1 稳态运行指标稳态运行时，仿真系统的计算稳定，潮流收敛精度（功率误差）50%；l 备用外存容量100%。5.5 系统可靠性指标l 仿真计算机平均无故障工作时间（MTBF）30000小时；l 仿真课件所有软件无故障工作时间30000小时；l 全系统可用率不小于99.99%；l 系统故障频率不大于1次/年；l 保护和自动装置动作正确率100%。6测试及验收6.1 测试验收基本要求测试和验收是对合同执行情况的全面检查，验收的

51、结果是卖方提供的仿真培训系统能否被买方接受的主要依据。测试和验收要求如下：l 测试项目必须完整，要检查到仿真课件硬件、软件的每个部分及每项功能、资料等，通过测试全面考核本规范书中各项技术要求。l 测试标准依据本技术规范书，结合国标、部标、被仿真变电站的有关技术规程、运行规程、设计资料、设备资料和有关计算资料，同时结合参照对象运行工程师和有关专家的经验制定，必须严格、精确、完整。l 卖方在测试验收开始前一个月提交验收大纲，验收大纲须经买方批准后方能生效，作为测试的依据。l 买方有权提出一些合理的、必要的特殊测试。6.2 测试验收内容 6.2.1 仿真课件软件测试及验收 软件测试的内容如下：l 在

52、试验、检查和演示过程中，如发现任何不符合本规范书要求的软件，卖方都必须及时更换。由此引起的任何费用都应由卖方承担。更换后的软件也必须通过检查、测试及验收。l 测试所有软件的编制、开发是否符合相应标准。l 测试所有软件的运行速度，是否采用了最优化算法设计。l 数据库设计、管理、规划是否合理，是否符合标准、通用性要求。l 所有软件提供给用户的界面是否为图形中文界面。l 所有软件经过反复调试、修改，是否能满足本规范书中提出的功能及性能要求。l 所有软件是否易于移植、扩充、升级。l 所有软件是否具有完整的随机帮助文件。l 所有软件是否根据本规范书中的要求提供了正版的软件及完整、配套的文档资料。l 在正

53、常使用条件下，所有软件必须经过168小时以上的不间断运行，以测试软件的性能，要求软件运行期间不出现任何故障，如死机、数据刷新速度慢、软件运行不稳定、图形显示不正常、系统资源占用过多等。如果软件运行期间出现问题，则在重新对软件进行修改、调试后，再次进行不间断运行测试。如果软件通过了上述测试，则可以进行验收。 6.2.2 模型软件的测试验收内容（1）模型的仿真范围和仿真程度应满足仿真范围及仿真程度、仿真课件功能的要求。（2）模型的精度应满足系统指标的要求。（3）模型的系统自动化投入率100%。（4）保护动作正确率为100%。（5）满足本规范书对模型软件的其它要求。 6.2.3 资料等其他测试验收6.3 测试验收步骤验收步骤包括对初步设计审查、出厂验收、试培训前验收、竣工验收、质量保证期满审查验收等五个阶段。 6.3.1 初步设计审查即对仿真培训系统总体设计的审查。这个阶段卖方提出全部初设文件，并向买方做出完整的说明、回答买方的咨询。买方批准初步设计后，卖方才能进入下一阶段工作。 6.3.2 出厂验收在仿真培训系统全部开发完毕后，按双方在设计联络会上确定的时间进