智能电网综合展示系统研究

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摘要：针对智能电网建设应用技术复杂、覆盖面广的特点，相关人员需要快速提高智能电网建设和管理水平，智能电网综合展示系统的研究和应用对此将起到积极的引领和助推作用。通过采用目前最为先进的软、硬件技术建设的智能电网综合展示系统可以展示智能电网的所有环节和运行流程，实现一站式全面解读和培训相关智能电网知识之功能。

关键词：智能电网；方案研究；功能展示；概念解读；培训考核

作者简介：焦日升（1963-），男，吉林长春人，吉林省电力有限公司培训中心，高级工程师，高级技师。（吉林 长春 130062）乔焕伟（1981-），男，北京人，国网电科院科东公司，工程师。（北京 100192）

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0202-03

智能电网是将先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术相结合，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网。“十二五”期间，随着特高压骨干网架总体形成和智能电网全面建设，国家电网的生产力水平将实现质的提升，对提高大电网驾驭能力、加强专业化和精益化管理提出了更高要求。为了加深对智能电网知识的理解，快速提高智能电网建设和管理水平，通过对智能电网综合展示手段，实现对电力系统各级生产、营销、管理等岗位人员在智能电网建设方面起到技术引领、示范体验、概念解读、知识明晰和技术培训的作用，还可以起到对广大学生群体和社会民众认知智能电网的科普宣传作用。

一、原则和标准

1.原则

（1）实用性原则：系统实现以电力系统专业管理和技术人员为应用对象，形象、准确、深入地解读和展示智能电网的关键技术、实用技能，为服务对象提供多层次、多范畴、多角度的培训内容。

（2）生动性原则：系统采用先进的展示技术、智能交互等手段，如交互动画系统、仿真技术、多媒体视频与影片制作、数字沙盘、动态展板、实物体验等，体现虚实结合、动静兼备，加强互动学习与体验环节，促进学员对知识、技能和理念的深度掌握、理解。

（3）一体化原则：系统实现厂网、调控运维、主配微网的一体化仿真，体现智能电网各个环节的有机联系。将仿真培训和媒体展示有机结合，保障培训素材的准确一致和风格一致。

2.标准

智能电网综合展示系统遵循开放式国际标准，主要包括：操作系统接口符合POSIX及OSF标准；数据库接口符合SQL结构化查询语言标准；人机界面基于Windows 2000和Windows XP；计算机通信支持ISO/OSI、TCP/IP协议。

二、展示方案

1.整体平面展示

智能电网综合展示系统在展示设计上将包含入口、序厅、宏观展示区、电网展示区、智能发电展示区、智能输电展示区、智能变电站展示区、智能配电展示区、智能调度展示区、微电网展示区、智能用电展示区、智能用电体验区、实训培训区、设备间区、出口等主体模块。通过从第一个展示区来引导、展示，让培训来宾（学员）按智能电网的智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电、智能调度等六大环节进入每一个展示区，并且能进行完好的过渡。

宏观展示区展示主题：智能电网建设目标、战略规划和指导思想、智能电网主要特征、技术内涵等以及对社会、环境和民众生活的影响、六大环节建设内容。

电网展示区展示主题：某区域电网过去、现在和未来在电力经济、电网结构发展的变化。

智能发电展示区展示主题：智能电网发电部分从总体上把握智能电网环境下所接纳的各种电源的特点，形象地表现智能电网的接纳能力。

智能输电展示区展示主题：智能输电基础知识、组成、特点及发展。

讨论区展示主题：供参观人员停留下来休息和讨论智能电网的内容。

智能变电站展示区展示主题：智能变电的基础知识、组成、特点、在智能电网中的角色及发展。

智能配电展示主题：智能配电基础知识、组成、特点及发展。

智能调度展示区展示主题：智能调度电网基础介绍、电网潮流、调度员调控、智能电网自愈展示以及智能调度的发展。

微电网展示区展示主题：展示微电网的背景、组成结构、微型电源、储能装置、微网结构、转换控制系统等内容。

智能用电展示区展示主题：电动汽车充电设备展示、电动汽车换电系统展示、清洁能源家庭接入方式展示、用电信息采集系统展示、智能营业厅内容。

智能用电体验区展示主题：真实体验家居智能电体过程。

实训培训区主题：本培训区接待培训来宾（学员）对智能电网教学培训，建立面向智能电网运营的职业技术和技能培训软硬件条件，为智能电网建设和发展提供人力资源保障；具备完善而灵活的网络培训组织模式。培训模式可分为独立培训、分组培训。

2.硬件架构

智能电网综合展示系统的每一个模块展示区采用基础装修、液晶电视设备展示、动态展板、数字沙盘、多媒体交互式展示、视频与影片制作、数字沙盘、设备模型等手段进行安装和展示，展示区之间根据需要可以进行互联。硬件系统采用1台数据库服务器、若干台液晶电视、落地触控一体机等硬件设备进行连接。硬件系统架构示意图如图2所示。

三、软件方案

1.软件架构

软件系统架构是由视频展示系统、交互式培训系统一体化设计构成智能电网综合展示软件系统。交互式仿真软件支撑平台解决了分布式仿真培训系统互操作性、分布性、异构性、时空一致性和开放性问题，具有良好的规模可伸缩性，能够满足各模块区域的展示和仿真互动培训的需要。软件系统架构示意图如图3所示。

交互式可视化仿真支撑平台由可视化视频展示、组件化三维建模，数据库管理、人机交互界面等子系统以及模型库构成，为上层各应用提供公共的展示和培训基础服务。

同时软件系统还具有培训管理系统的功能，包括培训业务管理、培训过程管理、系统辅助管理。

2.软件系统组成

软件系统由计算机系统软件、智能电网交互式培训系统、培训管理系统。

3.系统软件

（1）操作系统：Windows 2003 Server简体中文标准版及Windows XP简体中文专业版。

（2）开发工具：Visual Studio 6.0 及Compaq Visual Fortran 6.1。

4.应用软件

（1）智能电网交互式培训系统。智能电网综合培训室软件系统采用展示和培训一体化设计，建立交互式动画培训支撑平台。系统采用高层体系结构规范（IEEE1516标准）和IEC61970标准。结合智能电网培训的特点形成视频展示和软件培训平台，包括展示支撑环境、培训环境、数据库管理及功能模块，为智能电网综合培训室的培训提供支撑。

互动化培训系统是以Intranet网络为硬件平台；软件支撑系统采用先进的基于三层结构客户/服务器模型的开放式、交互式仿真培训软件开发平台。系统不但实现视频互动展示，还可以实现对培训人员专业的全面培训和管理。

1）智能电网视频展示系统。系统采用多媒体技术、丰富多彩的二维、三维动画及技术、配合文字及声音制作视频，内容包括智能电网展示、电网规划展示、智能发电展示、智能输电展示、智能变电站展示、智能配电展示、智能用电展示、智能调度展示、微电网展示。通过智能电网视频展示系统对上述展示内容进行整体介绍，同时介绍各自在智能电网中的角色及所包含的内容和特点、功能、与传统的区别、意义等，快速了解智能电网的内涵。

2）智能电网交互式动画培训系统。智能电网交互式动画培训系统主要包括交互式智能发电、交互式智能输电、交互式智能变电、交互式智能配电、交互式微电网、交互式智能用电、交互式智能调度等动画培训系统。当参观者（培训人员）来到每个模块中，首先通过动画整体视频展示每个模块的总体情况、功能定位、与传统的区别、在智能电网中所处的角色和意义；然后根据自己的认知程度可以通过触摸一体机互动培训系统进一步更深层、更详细地了解本模块内容。在触摸一体机中，可以根据自己的认知程度和学习需要，通过鼠标点击触摸屏上不同按钮的方式学习本环节的全部内容。

5.培训管理系统软件

培训管理系统是一套提供培训综合管理的软件系统，包括培训业务管理、培训过程管理、系统辅助管理三方面内容，可实现电力培训全过程的数据配置、跟踪监控、管理、统计以及培训组织工作的信息化管理、培训流程的规范化管理等功能，能够有效地统一、协同仿真子系统的培训方式，使培训的整体管理方式更加清晰、有效，使培训效率进一步得到提高。

四、系统功能

智能电网综合展示系统由展示系统、交互式培训系统、教员管理系统三部分组成。通过构建智能电网综合培训室整体架构平台，实现展示参观、展示体验、互动培训、智能电网运营的教学培训、技能培训等功能。

1.展示参观/体验

通过智能电网综合展示系统的构建可以接待各行各业的领导、专家、其他培训来宾（学员）参观和体验智能电网，理解国家电网智能电网的建设意义、当前态势、我国智能电网的建设目标、战略规划和指导思想、智能电网主要特征、技术内涵等以及对社会、环境和民众生活的影响。智能电网的主要建设内容应涵盖智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能用电和智能调度等有机环节。

其目标是宣传智能电网的建设目标、理念和路线，展示智能电网的基本知识、技术体系和应用功能，体验智能电网对社会经济、生态环境、民众生活带来的变革和影响，增强国家电网公司员工在智能电网建设中的责任感、使命感和紧迫感。

2.教学培训

智能电网综合展示系统可对培训来宾（学员）进行智能电网教学培训，建立面向智能电网运营的职业技术和技能培训软硬件条件，为智能电网建设和发展提供人力资源保障。

具备完善而灵活的网络培训组织模式，培训模式可分为独立培训、分组培训。并可由培训机构根据培训对象的要求进行适当调整管理。

可实现自我互动学习培训、老师教学培训、六大环节相关专业培训、考核与鉴定功能，满足不同层次人员的培训的需求。

五、结论

采用最先进的仿真技术、3D多媒体交互式培训技术、视频与影片制作、动态展板、数字沙盘、设备模型等技术手段，形成集仿真培训、动画展示、互动交流、示范体验等多功能于一体的智能电网综合展示系统。“展示系统”的视觉效果实现了高度表现时代感、高科技性和智能性，受训人员在其培训系统中通过智能电网的智能发电、智能输电、智能变电、智能配电、智能调度、智能用电六大环节的展示和培训不但可熟悉、解读智能电网关键技术、倡导清洁能源、体验智能用电、掌握运维关键，还可对不同专业和不同层次人员进行全面深入的培训和考核。