电力系统图形程序开发及故障仿真培训专家系统

传统的图形系统设计中，图形编辑模块按面向过程的设计方法针对每个元件单独编程，可扩展性不佳且维护工作量大；网络拓扑模块未能充分利用图形数据进行分析，需要单独准备拓扑数据。随着图形化用户界面(Graphic User Interface)的发展，在电力系统应用软件中，出现了大量的图形系统，它们较好地满足了特定的要求，取得了应用效果。但由于每个应用软件的要求不同，图形系统往往需要重新设计。因此，如何构建一个图形支撑平台以满足不同应用的需要，很有必要。电力系统中应用软件种类繁多，它们的数据结构和模型复杂，要求显示画面丰富多样，在数据分析处理上要求实时性，还需要给用户提供快速、灵活、丰富的显示和操作手段，所有这些都使用户图形界面开发工作量增加，有时界面开发的工作量甚至超过了核心算法的工作量。因此，针对这些特点，开发适合于电力系统高级应用软件的专用图形支撑平台，实现图形系统的共享是非常重要的工作。随着电网规模的扩大，无人值班变电站的增多，地区电网集控中心的运行人员的工作日趋繁重。当电网发生故障时，要求他们迅速做出正确的判断，并给出相应的处理措施，及时恢复系统的正常运行。这就要求他们应有足够的理论知识和丰富的实践经验。然而，由于现代电网运行水平的提高，运行人员处理大事故的机会很少，很难积累起丰富的实践经验，所以，当事故来临时，可能会出现判断和处理错误，造成事故扩大。为帮助他们提高判断和处理故障的速度和准确性，积累实践经验，开发仿真培训系统是非常行之有效的方法。基于上述问题，本文完成的研究工作为： 利用面向对象技术和可视化技术来实现既适合智能推理又适合分析计算的电力系统网络图形系统。通过对可视化的电力系统结构图进行拓扑形成、拓扑分析及系统设备状态分析完成图形知识到计算推理所用知识的转化，从而得到既适合数值计算又适合智能推理的通用网络模型。使一套数据库服务于多套应用分析程序，从而克服了以往图形和数据库联系不紧密、各程序模块间的通信困难的缺点。 应用面向对象的编程技术，开发研制了电网拓扑图形与后台数据库相结合的110KV城市电网故障仿真培训专家系统。系统由图形界面、参数和定值管理、可视化短路电流计算、城市电网故障仿真与专家系统等几部分组成。全部功能都可以通过对图形界面的操作完成，系统可以直接设置故障点、故障类型并根据相应的保护配置、数据库中的定值调用、模拟故障后自动装置、继电保护动作情况和 —-一一一一一一一一一一一一一一止恻生结担进迹匡盆么一一一一一一 开关状态。在电网故障仿真培训系统中，采用了模拟实时数据(由潮流计算与短路 计算提供)采集与保护仿真的故障仿真方法，当教员设置故障后，短路计算结果立即 会被采集并与保护定值比较，实时仿真了故障与保护的动作情况。而且采用模仿实 际电力系统发生故障时的系统报警信息，效果逼真，具有实用价值。