基于DTS仿真系统的虚拟电网仿真模型建立

基于DTS仿真系统的虚拟电网仿真模型建立

徐大勇徐宝琦

徐大勇徐宝琦

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516000）

摘要：DTS仿真系统培训能够为调度员提供一个逼真的培训环境，以达到既不影响实际电力系统的运行而又使调度员得到身临其境的实战演练的目的，进而训练他们的正常调度能力和事故时的快速决策能力，提高调度员的运行水平和分析处理故障的技能。本文通过以调度竞赛桌面推演试题为原型，浅谈如何在DTS系统上建立虚拟实操站模型。

关键词：仿真系统；虚拟电网；模型

目前地级电网DTS仿真系统模型主要为实时电网模型（由一区同步模型），电网内的厂站接线类型不够丰富、接线种类不够齐全，部分片区因负荷和接线限制导致方式无法灵活调整，不能满足培训、考试以及竞赛需求。

本文以EMS系统的Oracle数据库作为模型数据源，通过在DTS系统中构建虚拟网络的方法，合理设置电源点及均匀分配负荷，并对网络进行优化设计，结合在重要枢纽厂站点设置非典型母线接线等方法，设置一个运行方式灵活多变、处置方法丰富多选的虚拟电网，通过在关键站点设置故障来进行故障模拟处理，以提升调度员在事故处置操作、方式调整转移、风险识别管控等方面的技能。

一、虚拟电网厂站、接线的选取

根据调度日常培训、技术比武、技能竞赛的需要，设计包含典型及特殊接线的厂站及线路接线方式，主要包括但不仅限于双母线接线（含旁路）、单母线接线（含旁路）、双母线分段接线（含旁路），单母线分段接线（含旁路）、线变组接线等接线方式。

以下以某省调度技能竞赛桌面推演试题，本次设计的A、B、C、D站为220kV变电站，规模为两台主变，每台容量为240MW，220kV部分为双母线带旁路接线，110kV部分为双母线接线；E、G、I、J、K、M、N、O、P、R、S、T站为110kV变电站，规模为两台主变，每台容量40MW，110kV部分为单母线带旁路接线，10kV部分为单母线分段接线。H、L、Q站为110kV变电站，规模为两台主变，每台容量40MW，110kV部分为单母线分段带旁路接线，10kV部分为单母线分段接线。如图1所示。

图1DTS电网潮流图

二、构建设备模型，设置元件参数

电力系统由各种电力设备构成，如主变、线路、母线、刀闸、负荷、电容、电抗等，在DTS系统中通过Oracle图元数据库功能进行一次设备建模。同时根据设备实际运行情况及结合培训、考试要求灵活设置相关元件的设备参数，构建合理可行的仿真环境。

以虚拟A站的的220kV#1主变变高绕组参数作为说明，其变高侧额定容量为240MW，额定电压220kV，额定电流1000A。通过DTS系统的“数据库操作”功能，选中“数据库类型”内的“变压器绕组表”，从列表中找到“虚拟A站”、“#1主变-高”，对设备参数进行置数操作。置数后的电气设备元件具有真实电气功能，可参与到系统的潮流计算，能够真实地反映出系统潮流分布情况。如图2所示。

图2

三、负荷潮流配置，构建虚拟网络系统接入模型

根据主变、线路等设备题设的额定运行参数，合理设置每个厂站的负荷分配情况，考察培训、考试人员在充分发挥设备供电能力的情况下快速准确处置电网事故的能力。

四、虚拟电网继电保护逻辑设置

根据电网实际运行情况，通过DTS仿真系统的“保护维护”选项进入“继电保护及自动装置信息管理系统”，通过保护模板配置功能，可对各个电气元件保护进行差异化设置，可通过“保护初始化”操作，可对同一类型设备进行批量化保护配置操作。如图3所示。

图3

五、虚拟电网稳控逻辑设置

将惠州电网等效成无穷大系统，增加虚拟连接线路，将惠州电网与虚拟电网通过虚拟连接线路进行连接，将不同频率的两个电气岛变成一个电气岛，实现频率统一，实现稳控装置中频率仿真的要求。

为提高仿真真实度，通过在DTS系统中保护维护功能内安全稳控装置功能设置稳控动作逻辑，设置稳控装置的触发条件及动作结果，满足低频低压动作、潮流越限动作、开关跳闸动作等触发稳控装置动作，实现切机切负荷等动作结果。如图4所示。

图4

六、仿真校验

对已建立的虚拟电网模型进行电网故障仿真，A站220kV母联2012开关发生爆炸，通过在DTS系统中设置故障后，检查保护、重合闸、备自投、稳控装置动作情况，校验继电保护和稳控动作设置准确性。理论上分析，以上故障的动作逻辑为：①A站母差保护动作，跳开220kV母线上所有开关（即AB甲线、AB乙线、系统甲线、系统乙线开关）。②A站母差保护停信发远跳信号导致B站AB甲线、AB乙线开关跳闸；③A站故障后，导致I、E站失去供电电源，I、E站备自投装置动作，即：断开进线电源开关，合上备用电源开关。④由于满足稳控动作逻辑，B站、C站分别切除BM线和CO线开关，当切除这两条线开关后，所切负荷量满足稳控整定策略要求，而不再继续切其他线路。以下为DTS仿真系统仿真结果：⑴图5①中显示A站母差保护动作。⑵图5②A站母差保护停信发远跳信号导致B站AB甲线、AB乙线开关跳闸；I、E站备自投装置动作，即：断开进线电源开关，合上备用电源开关。⑶图5③B站、C站分别稳控装置动作切除BM线和CO线开关。

图5故障仿真信号示意图

从DTS告警窗可以看出，保护及设备动作情况与实际电网运行分析一致，验证了保护和稳控逻辑设置的正确性。进一步论证虚拟厂站模型能够有效支撑调度仿真培训，具有里程碑的意义。

参考文献：

[1]朱凌，2008年惠州电网黑启动（剑潭电源）试验方案（惠州供电局，2008．7）

[2]林华城，惠州地区黑启动方案研究（惠州供电局，2008．8）

作者简介：

徐大勇（1981-），男，惠州供电局调控中心，高级工程师，高级技师，技能专家，从事电力调度工作。