【技术实现步骤摘要】
本专利技术培训仿真，具体涉及一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统。
技术介绍
1、近年来，国网公司大力推进运维模式优化，推进建设新一代变电站集控监控系统，有效解决设备监控细度不足、信息化手段不足、数字化支撑能力不足等关键问题，极大提高监控运维效率。随着500kv变电站属地化工作开展及系统实用化的要求，迫切需要运行人员熟练掌握系统使用。但目前集控系统为在线实时运行系统，缺乏对值班运行人员的日常监视、倒闸操作、缺陷发现、故障处置等业务系统的培训演练手段，缺乏对变电运维人员的巡视检查、异常处理、安措设置等业务的练习环境，尤其在当前运监融合的背景下，缺乏运维和监控专业的全流程协同演练方法。传统集控系统培训仿真领域，一般以变电站仿真为主，与集控主站、自动化系统运维等方面的联合仿真涉及较少。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，融合集控主站仿真、变电站仿真、和自动化运维培训等内容，解决现有技术存在的问题。
2、技术方案：本专利技术所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，包括：监控业务仿真单元、变电运维仿真单元、自动化运维培训单元；监控业务仿真单元用于基于图模数一体化仿真技术、容器化场景创建技术，实现区域电网运行方式调整、故障点设置、培训教案制作，开展对电网运行特性认知、故障及异常运行工况处理培训；包括：仿真模型参数同步模块、仿真场景创建模块、电力系统仿真模块、一体化培训评估模
3、进一步的，仿真模型参数同步模块用于通过模型映射方式维护参数，集控系统侧建立调度侧设备id和集控设备id映射关系，调度侧定期同步一次设备的计算参数；仿真场景创建模块用于通过自定义培训事件序列，在教案制作过程中预设事件序列的触发方式，分别设定对应的执行人员、触发时间和前置事件。
4、进一步的，电力系统仿真模块用于对电力系统稳态进行仿真、继电保护及系仿真、数据采集进行仿真，提供对电力系统的全面的仿真功能，包括：对一次系统的仿真和二次系统的仿真；一体化培训评估模块用于基于操作记录痕迹记录，与培训考试参考答案进行比对；其中，操作痕迹包含监控业务仿真、变电运维仿真和自动化运维培训的全业务痕迹记录。
5、进一步的，一次设备仿真模块用于对一次设备进行仿真，包括：变压器、断路器、母线、母联、分段、隔离开关、接地刀闸、避雷器、电抗器、电容器、电压互感器、电流互感器、杆塔；二次设备仿真模块用于对二次设备进行仿真；包括：保护装置、测控装置、中间继电器、空开、压板、转换开关、按钮、led显示、自动装置、中央信号，信号灯。
6、进一步的，仿真逻辑运算模块由保护、潮流模型构成，用于通过解析保护装置的原理，用数字化方式对保护装置进行建模，实现保护装置内部元件输入输出的数学模型，并构建模型参数之间的关联关系，从而模拟保护装置的动作特性；三维人机交互模块由三维引擎提供渲染功能，渲染数据由静态三维模型和动态三维模型组成。
7、进一步的，静态基础模型满足国网公司规范的设计院bim成果，通过点云和图纸进行搭建：首先通过点云数据形成变电站场景和一、二次设备的空间坐标参考，然后通过设计图纸进行修正，结合现场照片使用标准化类库模型的进行装置的组装。
8、进一步的，演示培训模块包含视频演示培训和实操模拟培训，视频演示培训以网络视频流或视频文件的方式展示系统常用维护工具的使用及系统异常处置；实操模培训功能通过让学员完成题库中实际操作题来提高学员对某项操作功能的掌握能力。
9、进一步的，模型管理模块用于管理集控系统和培训系统的数据库模型、图形文件以及配置文档运行所必需的数据；从生产运行环境抽取典型变电站图模数据，创建多个培训变电站图模数据，通过系统责任区将不同学员操作的变电站数据隔离并在实时考试前将考试系统模型数据恢复到初始状态。
10、进一步的，教案维护模块用于对培训视频、考试试题数据进行维护，包括录制视频、题库维护；实时考试模块包含笔试考试和实际操作考试，用于实现多个学员工作站同时在线考试，包括一个教员端和多个学员端。
11、进一步的，教员端用于创建和启动新考试，并对考试进行实时监控；学员端用于负责提示考试学员实时考题、上送当前考试进度状态和采集并上送答案。
12、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：同时为满足运监一体联合演练，提供监控业务和变电运维业务的联合仿真，实现设备监控、业务联系、现场故障查找及处置、汇报闭环各环节全流程一体化深度演练。通过设置监控、运维一体化联合演习教案，实现运监一体操作场景联动，包括界面联动、操作联动、信号联动等，实现二维监控、三维巡视业务场景融合，为运监人员提供更直观、更形象的观摩故障发生和故障处置全过程，提升仿真培训工作质效。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，包括：监控业务仿真单元、变电运维仿真单元、自动化运维培训单元；监控业务仿真单元用于基于图模数一体化仿真技术、容器化场景创建技术，实现区域电网运行方式调整、故障点设置、培训教案制作，开展对电网运行特性认知、故障及异常运行工况处理培训，包括：仿真模型参数同步模块、仿真场景创建模块、电力系统仿真模块、一体化培训评估模块；变电运维仿真单元用于基于虚拟现实3D技术、图形化建模技术、潮流计算技术，实现对一次设备、二次设备及监控系统进行模拟；实现变电站的高精度逼真虚拟再现，开展设备运行认知、巡视、倒闸操作和事故处理培训，包括：一次设备仿真模块、二次设备仿真模块、仿真逻辑运算模块、三维人机交互模块；自动化运维培训单元用于从实际生产运行系统中抽取典型变电站的数据，真实模拟地区变电设备自动化运维场景，根据学员机的个数将典型变电站数据复制成多个变电站数据并分配不同的责任区，根据学员的责任区只允许学员操作责任区下的变电站数据，包括：演示培训模块、仿真模型管理模块、教案维护模块、实时考试模块。
2.根据权利要求1所述的一种适
3.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，电力系统仿真模块用于对电力系统稳态进行仿真、继电保护及系仿真、数据采集进行仿真，提供对电力系统的全面的仿真功能，包括：对一次系统的仿真和二次系统的仿真；一体化培训评估模块用于基于操作记录痕迹记录，与培训考试参考答案进行比对；其中，操作痕迹包含监控业务仿真、变电运维仿真和自动化运维培训的全业务痕迹记录。
4.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，一次设备仿真模块用于对一次设备进行仿真，包括：变压器、断路器、母线、母联、分段、隔离开关、接地刀闸、避雷器、电抗器、电容器、电压互感器、电流互感器、杆塔；二次设备仿真模块用于对二次设备进行仿真；包括：保护装置、测控装置、中间继电器、空开、压板、转换开关、按钮、LED显示、自动装置、中央信号，信号灯。
5.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，仿真逻辑运算模块由保护、潮流模型构成，用于通过解析保护装置的原理，用数字化方式对保护装置进行建模，实现保护装置内部元件输入输出的数学模型，并构建模型参数之间的关联关系，从而模拟保护装置的动作特性；三维人机交互模块由三维引擎提供渲染功能，渲染数据由静态三维模型和动态三维模型组成。
6.根据权利要求5所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，静态基础模型满足国网公司规范的设计院BIM成果，通过点云和图纸进行搭建：首先通过点云数据形成变电站场景和一、二次设备的空间坐标参考，然后通过设计图纸进行修正，结合现场照片使用标准化类库模型的进行装置的组装。
7.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，演示培训模块包含视频演示培训和实操模拟培训，视频演示培训以网络视频流或视频文件的方式展示系统常用维护工具的使用及系统异常处置；实操模培训功能通过让学员完成题库中实际操作题来提高学员对某项操作功能的掌握能力。
8.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，模型管理模块用于管理集控系统和培训系统的数据库模型、图形文件以及配置文档运行所必需的数据；从生产运行环境抽取典型变电站图模数据，创建多个培训变电站图模数据，通过系统责任区将不同学员操作的变电站数据隔离并在实时考试前将考试系统模型数据恢复到初始状态。
9.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，教案维护模块用于对培训视频、考试试题数据进行维护，包括录制视频、题库维护；实时考试模块包含笔试考试和实际操作考试，用于实现多个学员工作站同时在线考试，包括一个教员端和多个学员端。
10.根据权利要求9所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，教员端用于创建和启动新考试，并对考试进行实时监控；学员端用于负责提示考试学员实时考题、上送当前考试进度状态和采集并上送答案。...
【技术特征摘要】
1.一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，包括：监控业务仿真单元、变电运维仿真单元、自动化运维培训单元；监控业务仿真单元用于基于图模数一体化仿真技术、容器化场景创建技术，实现区域电网运行方式调整、故障点设置、培训教案制作，开展对电网运行特性认知、故障及异常运行工况处理培训，包括：仿真模型参数同步模块、仿真场景创建模块、电力系统仿真模块、一体化培训评估模块；变电运维仿真单元用于基于虚拟现实3d技术、图形化建模技术、潮流计算技术，实现对一次设备、二次设备及监控系统进行模拟；实现变电站的高精度逼真虚拟再现，开展设备运行认知、巡视、倒闸操作和事故处理培训，包括：一次设备仿真模块、二次设备仿真模块、仿真逻辑运算模块、三维人机交互模块；自动化运维培训单元用于从实际生产运行系统中抽取典型变电站的数据，真实模拟地区变电设备自动化运维场景，根据学员机的个数将典型变电站数据复制成多个变电站数据并分配不同的责任区，根据学员的责任区只允许学员操作责任区下的变电站数据，包括：演示培训模块、仿真模型管理模块、教案维护模块、实时考试模块。
2.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，仿真模型参数同步模块用于通过模型映射方式维护参数，集控系统侧建立调度侧设备id和集控设备id映射关系，调度侧定期同步一次设备的计算参数；仿真场景创建模块用于通过自定义培训事件序列，在教案制作过程中预设事件序列的触发方式，分别设定对应的执行人员、触发时间和前置事件。
3.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，电力系统仿真模块用于对电力系统稳态进行仿真、继电保护及系仿真、数据采集进行仿真，提供对电力系统的全面的仿真功能，包括：对一次系统的仿真和二次系统的仿真；一体化培训评估模块用于基于操作记录痕迹记录，与培训考试参考答案进行比对；其中，操作痕迹包含监控业务仿真、变电运维仿真和自动化运维培训的全业务痕迹记录。
4.根据权利要求1所述的一种适用于集控系统主站和变电站一体的云端仿真培训系统，其特征在于，一次设备仿真模块用于对一次设备进行仿真，包括：变压器、断路器、母线、母联、分段、隔离开关、接地刀闸、避雷器、电抗器、电容器、电压互感器、电流互感器、杆塔；二次设备仿真模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：许会广，钱江峰，黄胜，张思源，李放，李雷，盛振明，刘超，周立秋，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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