《培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計開題報告文獻綜述（4200字）》

變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計開題報告文獻綜述1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1國外研究現(xiàn)狀在國外，如美國、德國、英國、日本等發(fā)達(dá)國家，較早出現(xiàn)了對變電站仿真培訓(xùn)的研究。在變電站中加入了大量自動化控制技術(shù)，這樣一來，他們的變電站仿真技術(shù)加大了人機交流面、提高了智能化、增加了培訓(xùn)過程中的真實立體感。Abdullah（2016）介紹了培訓(xùn)系統(tǒng)中人機交涉方面的研究，這個研究主體是由日本Kansai電力學(xué)院開展。在oper層面，該交互系統(tǒng)提供的方法簡單有效，在培訓(xùn)時，如果電氣運行操作員出現(xiàn)了誤操作，它能及時給予評價并且指正問題所在。Abomailek（2019）介紹了一種電氣倒閘操作仿真培訓(xùn)器，名字是ESOPE—VR。這種培訓(xùn)器對新參加到變電運行崗位員工的培訓(xùn)起到了較好的效果。對變電站各種電氣倒閘操作的學(xué)習(xí)，直觀、生動、安全。該仿真器特有語音識別能力，如果oper在培訓(xùn)過程中失誤，可以通過expert系統(tǒng)利用voice進行引導(dǎo)和糾錯，可糾正錯誤的操作順序。在變電運行崗位員工進行電氣倒閘操作的同時，系統(tǒng)可以通過靜態(tài)潮流仿真器跟隨操作狀態(tài)和操作步驟的變化對系統(tǒng)電壓、電流進行準(zhǔn)確計算。員工也可以通過該仿真器中還設(shè)置的許多三維立體的變電站模型實現(xiàn)同時對多個變電站進行電氣倒閘操作。Khodaparastan（2020）主要介紹PDA操作培訓(xùn)應(yīng)用程序的設(shè)計和實現(xiàn)。它主要是彌補了人機交涉方面的缺憾及存在問題，針對的是IBERDROLASGI。其主要依據(jù)人工整個培訓(xùn)過程監(jiān)督，缺乏科技性。該程序主要的使用對象是邊遠(yuǎn)集控站。1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國研究變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)已經(jīng)有十多年的歷史了。隨著，電力工業(yè)迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模壯大、變電容量增大、各級電壓提升、綜合自動化的變電站逐步建成，為了確保電網(wǎng)安全，防止大面積停電，對變電運行人員要求的操作要更加嚴(yán)格規(guī)范。從90年代開始，在全國電力系統(tǒng)出現(xiàn)了220kV和500kV站的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。近幾年，隨著計算機技術(shù)日新月異的變化，全國各地研發(fā)出了基于計算機和網(wǎng)絡(luò)的變電站仿真系統(tǒng)，系統(tǒng)是純軟件性的，運行人員通過計算機就能完成變電站一次操作培訓(xùn)。陳巖（2016）介紹了三明電業(yè)局無人值班變電站及控制中心仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)仿真的是110kV變電站，囊括了在電力系統(tǒng)不同接線方式下具有代表性的變電站（約8種）。系統(tǒng)主要組成部分有：仿真機、學(xué)員臺、教練員臺、開發(fā)工作站和物理模擬操作室共五個部分。通過互聯(lián)網(wǎng)連接到I/O設(shè)備上。該系統(tǒng)使用的軟件是ASCA，有數(shù)據(jù)庫管理、源程序生成、實時調(diào)試等功能。通過教員臺可以編制各種類型和各種形式的培訓(xùn)教案，教案編制完成后，生成調(diào)度指令文件和程序，將具體的培訓(xùn)要求發(fā)送至學(xué)員臺。在學(xué)員臺，能進行各種類型的培訓(xùn)，例如：電力相關(guān)知識選擇題、填寫一次操作票、“五防”操作和開展各事故演習(xí)等方面培訓(xùn)。并可以根據(jù)培訓(xùn)學(xué)員的實際操作情況進行記錄和評分。高源（2017）介紹了變電站仿真系統(tǒng)在設(shè)計和實現(xiàn)、使用過程中需要注意事項及要解決的技術(shù)課題，包含了數(shù)字仿真與真實的二次設(shè)備、二次結(jié)線、遠(yuǎn)動裝置和監(jiān)控裝置相結(jié)合等方面問題。解決了上述電網(wǎng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)問題，變電站仿真系統(tǒng)就可大面積推廣應(yīng)用到220kV變電站和500kV變電站及其它各類仿真培訓(xùn)對象上，可對電氣人員的運行值班、無人值班運行方式的巡檢、繼電保護維護調(diào)試、二次回路檢修、遠(yuǎn)動自動化人員的素質(zhì)提升開展崗位培訓(xùn)，使的仿真系統(tǒng)的使用范圍擴大，系統(tǒng)利用率也得到提高。黃文龍（2019）介紹了供電公司使用的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，以500kV站和220kV站兩個電壓等級的典型變電站做為模擬對象。變電站內(nèi)電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備都能在計算機屏幕顯示，其中，電氣一次設(shè)備的正常巡視工作通過的是多媒體技術(shù)來實現(xiàn)。該系統(tǒng)實現(xiàn)電網(wǎng)仿真和變電站仿真相結(jié)合，采用一體化的軟件。系統(tǒng)內(nèi)置了一個實時數(shù)據(jù)庫和一個離線數(shù)據(jù)庫，但是主要缺點是對評估培訓(xùn)結(jié)果的功能不能實現(xiàn)。史雪婷（2019）介紹了四川供電公司超高壓500kV變電站的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)只有桌面計算機等設(shè)備硬件、仿真軟件和網(wǎng)絡(luò)組成。這種方式更加簡巧，更加靈便，可以直接安裝在現(xiàn)場，能夠在各集控站使用，滿足所有集控站的仿培需求。1.3研究述評綜上所述，分析國內(nèi)變電站仿真系統(tǒng)各有其特點，但主要的仿真功能和模式都相差無幾，一般都包括幾大功能：監(jiān)控功能、系統(tǒng)的正常運行和操作仿真、系統(tǒng)異常與故障仿真、繼電保護與自動裝置仿真、培訓(xùn)與評估等。同時，伴隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，培訓(xùn)需求的日益增大，純軟件模式優(yōu)勢日益凸顯，現(xiàn)有的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)研究基本以純軟件模式為主。2課題研究意義及目的2.1研究目的當(dāng)前各電力企業(yè)的變電員工實際操作水平和解決安全事故的能力是非常重要的，特別是在日常的設(shè)備巡視中的巡視質(zhì)量水平，決定著電力系統(tǒng)的電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定。而且，在電力企業(yè)中的各類操作都有著嚴(yán)格的規(guī)章制度限制，如果發(fā)生任何誤操作，都有可能引發(fā)電力安全事故。所以，所有變電員工都要經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)才能持證上崗，特別是針對正常操作和事故處理方面的培訓(xùn)。因此，擁有一套符合現(xiàn)場實際的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，對電力各級管理部門和運行人員本身都是非常有必要的。目前變電站的運行人員的培訓(xùn)方式基本有兩種形式：一種是在變電站開展日常的技術(shù)問答、事故預(yù)想和擬寫操作票，都是以書寫的方式進行；另外一種是將人員分期、分批次送到電力公司的培訓(xùn)中心去參加培訓(xùn)班，培訓(xùn)班在學(xué)員結(jié)業(yè)后會頒發(fā)結(jié)業(yè)證或上崗證。采用綜上兩種培訓(xùn)方式，雖然起到了積極的作用，但也存在著諸多問題：理論培訓(xùn)雖然是基礎(chǔ)，但是單純的理論學(xué)習(xí)往往不能與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，不利于運行人員的實際操作水平的提高；實訓(xùn)室設(shè)備有限，投資大；現(xiàn)場實踐操作也是提高運行人員素質(zhì)的重要手段，但是由于運行中的事故和異常出現(xiàn)的周期長，運行人員可以實踐操作的機會并不多，無法積累處理事故的經(jīng)驗，對事故的處理也無法反復(fù)進行以達(dá)到熟練的程度。2.2研究意義隨著數(shù)值計算方法和硬件技術(shù)的提升，計算機仿真因其能夠考慮多種因素、真實重現(xiàn)實際工況、節(jié)約資源等優(yōu)點已經(jīng)在多種場合有了廣泛應(yīng)用。如在電力系統(tǒng)中，用來計算電磁場的ANSYS、MAXWELL、COMSOL；用來計算電磁暫態(tài)的PSCAD、EMTP等商業(yè)軟件，其在電力系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)度、運行、維護中起著重要作用。若能將計算機仿真的思路應(yīng)用到變電站員工的培訓(xùn)中，通過計算機、多媒體設(shè)備、VR、三維圖像刻畫等近年來發(fā)展的新技術(shù)等，將實際變電站的設(shè)備、工況、操作、考核等通過代碼的形式在計算機上實現(xiàn)，開發(fā)出一套能夠用于模擬實際變電站的各種操作、進而提高員工的理論知識和運行技能的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是解決上述矛盾的一個重要手段，同時也極大節(jié)約了電力公司在學(xué)員培訓(xùn)方面的資源成本。變電仿真系統(tǒng)是一種高效、針對性強的培訓(xùn)手段，它真實還原變電站的值班環(huán)境，包括綜合自動化系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置以及戶外配電裝置的操作、指示，模擬變電站的各種運行方式和潮流分布讓學(xué)員進行監(jiān)視和操作，設(shè)置各種異常和故障讓學(xué)員進行判斷和處理。它在培訓(xùn)學(xué)員熟悉現(xiàn)場設(shè)備性能、控制和保護邏輯，提高正常操作水平和反事故能力，培養(yǎng)鎮(zhèn)定應(yīng)對突發(fā)事件素質(zhì)等方面具有顯著作用?；谏鲜龇治?，結(jié)合變電站的實際情況，設(shè)計變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)具有十分重要的意義。該培訓(xùn)系統(tǒng)是以變電站實際情況為基本對象，能夠正確真實模擬變電站的正常操作，反事故演習(xí)，使得運行人員熟悉變電設(shè)備的性能、控制和保護邏輯，熟悉各種操作的流程，培養(yǎng)實際運行中全局觀念和系統(tǒng)觀念，提高事故分析水平和協(xié)調(diào)處理能力，保障電網(wǎng)安全可靠穩(wěn)定運行。3進度安排1、2020年8月1日--8月15日：開始選題，在實踐中與指導(dǎo)老師商討，確定畢業(yè)論文題目及寫作方向。2、2020年8月16日--9月10日：通過查詢資料并結(jié)合寫作方向，完成論文開題報告。3、2020年9月11日--9月30日：完成論文初稿，期間在圖書館及網(wǎng)上查閱并參考了大量相關(guān)資料。4、2020年10月1日--10月15日：完成論文初稿第一次修改。根據(jù)指導(dǎo)老師針對文章論點、論據(jù)的闡述以及論文邏輯性等方面問題提出的修改意見進行修改。5、2020年10月16日--10月30日：完成論文第二次修改。根據(jù)指導(dǎo)老師針對論文表述不清晰，論點闡述不夠深入等問題提出的修改意見進行修改。6、2020年11月1日--11月15日：完成論文第三次修改。指導(dǎo)老師對論文格式，電子排版做了指導(dǎo)。7、2020年11月16日--11月30日：最后一次修改并定稿。4論文提綱、研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題、解決方案4.1論文提綱1緒論1.1研究背景及意義1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3研究內(nèi)容2變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)方案設(shè)計2.1總體設(shè)計目標(biāo)2.2系統(tǒng)需求分析2.3系統(tǒng)設(shè)計原則2.4系統(tǒng)開發(fā)工具3變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)3.1系統(tǒng)硬件配置3.2系統(tǒng)軟件組成3.3系統(tǒng)功能實現(xiàn)4變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)調(diào)試4.1斷路器調(diào)試4.2線路保護調(diào)試5結(jié)論4.2研究內(nèi)容結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，同時考慮到變電站對員工的培訓(xùn)需求，本文的研究目的是設(shè)計一套變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，并將其應(yīng)用到實際工程中，按照軟件系統(tǒng)開發(fā)的一般流程，主要內(nèi)容包括以下3個部分:（1）變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)變電站仿真培訓(xùn)的目的，確立變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)全物理過程、畫面與現(xiàn)場契合、配置靈活的總體目標(biāo);詳細(xì)分析了變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)該具備的運行技能培訓(xùn)、巡視培訓(xùn)、異常與缺陷設(shè)置、事故處理訓(xùn)練、操作票生成與培訓(xùn)、教練員和學(xué)員臺等多種功能;提出開發(fā)的培訓(xùn)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。（2）變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)提出變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的硬件配置;介紹了能夠?qū)崿F(xiàn)變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的各項功能的主要界面，簡單說明了所開發(fā)的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的基本操作。（3）變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)調(diào)試對所設(shè)計的變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)從斷路器、保護系統(tǒng)等方面進行調(diào)試，保證變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)能夠應(yīng)用于工程實際中。4.3關(guān)鍵問題（1）構(gòu)建變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)方案，分析系統(tǒng)需求以及設(shè)計原則等。（2）完成變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，選取合適的硬件配置，借助軟件，完成系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。（3）對變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)進行調(diào)試，針對系統(tǒng)的斷路器、保護等方面進行調(diào)試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。4.4解決方案（1）在學(xué)校圖書館中有良好的資料庫，并通過網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)研究需要便捷地搜索和下載與本課題相關(guān)的資料，為課題研究提供了充分詳盡的理論資源。（2）在學(xué)校學(xué)習(xí)了與課題相關(guān)的各項專業(yè)課程，已經(jīng)具備了完成課題研究所需要的相關(guān)專業(yè)知識。（3）在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，運用專業(yè)知識及相關(guān)的科學(xué)研究方法，通過自身努力，嚴(yán)格按照論文寫作階段計劃執(zhí)行，不斷修改和完善文章的內(nèi)容，確保文章的寫作順利地開展和完成。參考文獻[1]AbdullahAG.DesignofvirtualSCADAsimulationsystemforpressurizedwaterreactor[C]//InternationalSeminaronMathematics,Science,&ComputerScienceEducation.AIPPublishingLLC,2016.[2]AbomailekC,RibaJR,Casals-TorrensP.Applicationofreducedscaleteststoimprovethethermalperformanceofhigh-voltagesubstationconnectors[J].ExperimentalHeatTransfer,2019,32(4/6):439-454.[3]KhodaparastanM,MohamedA.ModelingandSimulationofHybridReversibleSubstationandWaysideEnergyStorageSystemforElectricRailTransitSystem[C]//2020IEEETransportationE