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一座220kV变电站要投资近10亿人民币,一台600MW超临界火电机组要投资近30亿人民币。而在一座220kV变电站值班的运行人员每8个小时内不到4个,在一台600MW超临界火电机组值班的运行人员每8个小时内不到10个。在他们手里掌控着几十亿的设备,承担着巨大的社会责任,他们的技能水平关系着设备的安全、经济运行。运行值班员必须能够分析设备运行状态,及时处理异常情况,在设备发生事故的情况下,能迅速把影响降低到最小。他们技能水平的提高,依赖于完整的理论培训和严格的操作训练。理论培训可以在高校、研究院完成,但是操作训练我们不能在运行的设备上进行,也不可能投资几十亿去做一套电站用来进行训练,而利用计算机虚拟技术来模拟现场实际运行的仿真培训系统却能满足操作训练的需要。怎样利用仿真培训系统进行运行值班员的操作训练,仿真培训系统与现场实际相似度是一个基本要求,教练员的理论水平和现场操作经验是关键。教练员不仅要告诉学员怎样操作,更重要的是要告诉学员为什么这样操作的理论知识。为了在培训过程中更好地管理,培训完成后更好地评价学员技能水平,武汉电力职业技术学院在近20年的仿真培训与开发中探索了具有自身特色的校企合作开发仿真培训装置的协作开发模式,与电力企业建立了互补合作的联合培训方式,得到了企业的认可。
一、校企合作开发仿真培训装置的协作开发模式
1.作为生产单位,参与开发单位的仿真培训系统开发
1988年,原武汉电力学校在校内抽调了8名电力类、热动、计算机类教师,成立了“湖北电力仿真培训中心筹建办”,并作为湖北省电力局的企业人员,介入了湖北省第一套仿汉川电厂 300MW火电机组的仿真培训系统开发工作。在与清华大学合作的3年中,派出一半人在现场跟班实习了1年半的时间,积累了丰富的实际工作经验,为仿真机的测试做好了准备,为仿真机的开发质量提供了保障。另一半人在清华大学跟着专家学习仿真开发技术和配合开发工作,初步掌握了仿真开发过程和技术,为以后的自主开发奠定了基础。
在这个项目中,作为企业人员,不断地向开发单位提出仿真培训系统要满足培训的要求;在测试中,不断地提出仿真培训系统与实际设备的运行参数及操作上的差异。1992年,该项目在原武汉电力学校完成安装后,学校成立了“湖北电力仿真培训中心”,配置专职指导教师,开始利用仿真培训系统进行培训。在培训中,仿真培训系统的精度得到了培训单位的认可。从这个项目的开发中,企业参与仿真系统的开发,不仅有效地解决了开发人员对现场操作不熟、对资料理解偏差的问题,更有力地保证了开发质量。参与开发的企业单位人员在培训中转变为教练员,经过参与仿真培训系统的开发,了解了仿真培训系统的功能,能够熟练地应用仿真培训系统,对仿真不到的设备和过程可以有效地从讲述中表达,保证了操作培训过程的完整性。
2.作为开发单位,邀请生产单位协作开发仿真培训系统
从1994年开始,湖北电力仿真培训中心着手开始研发自己的仿真培训系统,起初的原因是与清华大学合作开发的300MW火电机组仿真培训系统在培训中发现的差异、现场设备技术更新后,自己无法修改仿真培训系统的数学模型。另外,随着培训需求的增大,一套仿真培训系统无法满足需求,购置或再开发的成本巨大且无法做到新技术应用后的仿真培训系统更新。为从被动变为主动,有自主的开发能力是保证培训持续开展、扩大培训力量的有效手段,湖北电力仿真培训中心开始寻找能切入电力建设的项目。
1993年后,300MW火电机组的控制方式发生了巨大变化,从盘台控制转为计算机控制,运行值班员从单一岗位运行转变为多岗位的集控运行,为仿真培训系统的开发提供了更大的空间。为紧跟电力建设的步伐,1994年,湖北电力仿真培训中心向湖北省电力公司提出开发 300MW DCS分散控制系统火电机组仿真机的设想,并提供了翔实的可行性报告。这一设想得到了上级主管部门的高度重视,因为当时湖北青山电厂上马了一台300MW DCS分散控制系统火电机组,为能配合机组投产后的运行人员的操作技能培训,必须配套仿真培训系统。这个紧跟企业需要的设想和可行性报告,在企业的信任和配合下转变成了项目,也使学校转变成了开发单位。
作为曾参与过仿真培训系统开发的企业,深知企业在开发过程中的作用。企业人员丰富的现场经验,有助于保证开发的质量,和企业人员合作探讨,可以丰富仿真培训系统的功能作用和培训重点,邀请企业参与项目,可以得到企业领导的重视和积极配合,可以得到第一手现场技术资料和开发人员下现场学习的便利。所以,在项目组成员中,测试人员大部分来自企业。经过1年半的开发,1997年4月,湖北电力仿真培训中心自主开发的第一套300MW DCS分散控制系统火电机组仿真培训系统通过了由清华大学教授、仿真界专家、企业生产专家组成的验收组验收,获得了湖北省电力公司“科技进步一等奖”、华中电网有限公司“科技进步二等奖”。
作为开发单位,寻找课题是关键。在以后的10多年间,湖北电力仿真培训中心准确地判断出了科学技术的发展对生产企业的影响,找到了企业需求的切入点。1998年,变电站综合自动化系统开始在电网企业应用,湖北电力仿真培训中心适时向企业和上级领导提出开发“500kV综合自动化变电站仿真培训系统”项目;2003年,电厂与电网分家,了解到各发电集团开始跑马圈地,600MW超临界火电机组开始国产化,湖北电力仿真培训中心提出开发“600MW超临界火电机组仿真培训系统”项目;2007年,国家电网公司启动1000kV特高压输变电示范工程的建设,湖北电力仿真培训中心向国家电网公司提出开发“1000kV特高压变电运行仿真培训系统”项目;2009年,国家鼓励生物质发电,湖北电力仿真培训中心提出为凯迪电力开发“12MW生物质火电机组仿真培训系统”项目。这些项目在开发中,均聘请了现场生产人员参与。这些项目完成后,为企业提供了良好的实训平台,同时锻炼了开发人员即培训指导教师,取得了可观的社会效益和经济效益。
截至2011年,湖北电力仿真培训中心已自主开发了110kV、220kV、500kV变电站仿真机,200MW、300MV火电机组仿真机等共9套仿真培训系统。多次荣获湖北省电力公司、华中电网公司科技进步一、二等奖,中电联优秀教育成果一等奖。
二、校企合作建立的互补合作的联合培训方式
1.电网运行培训工作,建立1+N培训协作组
湖北省电力公司在变电站工作的运行值班员约有4000人,按照国家电网公司有关员工培训的规定,每位员工每年要有10天的脱产培训。由于采用的是24小时轮班制,其工学矛盾突出。在充分调研的基础上,湖北电力仿真培训中心向湖北省电力公司人资部提出了变电站值班员轮训规划,开展分层培训。
2007年,国家电网公司下发了有关实训基地建设精神文件。湖北电力仿真培训中心利用此契机,向湖北省电力公司人资部建议,充分利用各地市供电公司培训资源,利用自主开发的变电站仿真机,积极协助各地市供电公司建设变电运行仿真实训室,建立1+N(1就是湖北电力仿真培训中心,N就是湖北省15家地市供电公司)培训协作组,依照培训规范开展培训和技能鉴定工作。
1+N培训协作组是由湖北电力仿真培训中心牵头的一个有关电网运行培训的协作组织,各地市供电公司的变电运行部、人力资源部有关培训专责和负责人为组员。其目的就是规范管理地市供电公司中级工以下运行人员的培训,统一培训管理,统一考核指标,相互利用地市供电公司的专家人才,实施就地培训,解决工学矛盾,满足培训需求。
在培训内容有必培和选培,由地市供电公司变电运行部和人资部制定培训内容和要求,湖北电力仿真培训中心与变电运行部制定培训计划,按照培训内容,双方选派理论和实训指导教师到单位进行培训,由地市供电公司运行部或市公司培训中心按照规范要求进行培训管理,湖北电力仿真培训中心组织进行中期检查和考核,并向地市公司运行部、人资部反馈检查和考核情况。最后由湖北电力仿真培训中心核发培训合格证。
建立1+N培训协作组,得利于自主开发的成果,加强了与企业的联系,了解了企业的培训需求,为企业提供了服务,得到了上级领导和企业的认可。
2.发电运行培训工作,建立规范管理流程和考核体系
湖北电力仿真培训中心紧密联系发电企业,积极开展培训需求调研和回访,根据企业要求,开发培训项目,开展火电厂、水电厂运行人员培训和技能鉴定工作。
首先建立了规范的管理流程,每一步都是为培训质量把关。在培训内容上,我们与厂方运行部门共同讨论,共同制定培训计划,并明文规定双方不得在对方不同意下更改,并明确在合同中。每期培训班开班前,都要组织教练员分析由厂方提供的学员基本情况,按照每个教练员的业务特长制定培训方案。培训期间,分阶段召开学员与教练员的座谈会,解决培训期间出现的问题和要求,同时通知厂方对下阶段的培训计划中内容、时间的调整。充分的协商,保证了培训的顺利进行,同时保证了需求方对培训要求。
其次,建立了系统的考核体系,对学员采用与实际工作考核指标基本一致的考核内容,综合评价学员技能水平。对一个集控运行值班员的培训,要经过炉、机、电的单岗位操作考核,单人启停、事故处理的综合操作考核以及配套的三个专业的操作补充笔试考核。考核成绩从在规定时间内的发电量、燃料量、厂用电量、参数越限次数、主要参数波动次数、升温升压趋势、操作规范性等多方面进行评定。
规范的管理,合理严格的考核,使得最终的培训质量得到了培训需求方的认可。从2005年研制完成第一套600MW超临界火电机组仿真机至今,湖北电力仿真培训中心先后对18个电厂的600MW超临界火电机组集控运行人员进行了培训。
现在很多电厂都有了自己的仿真机,湖北电力仿真培训中心的开发人员或指导教师时常被邀请参加他们的系统测试和培训。在相互交流中建立了信任,成为了长期合作伙伴。目前针对变电站、火电机组、超临界火电机组、生物质火电机组和水电站等运行值班员开展的培训项目达十项。
三、根植行业,为企业提供优质服务
通过十多年仿真培训和开发工作的锻炼,积极下厂学习,湖北电力仿真培训中心的专业人员既是教练员又是开发人员,将培训需求与仿真机开发紧密结合,已成为电力行业仿真培训领域造诣较深的专业技术人员和优秀的教练员。
湖北电力仿真培训中心在不断的项目开发中,自主开发支撑平台功能在不断地加强,支撑平台的类型也不断增加,有网络版、单机版、单机组合版;拥有的仿真机类型不断的增加。通过和企业合作,获得研发经费外,加强了与企业的联系,为培训项目开发提供了设施支持。
一、校企合作开发仿真培训装置的协作开发模式
1.作为生产单位,参与开发单位的仿真培训系统开发
1988年,原武汉电力学校在校内抽调了8名电力类、热动、计算机类教师,成立了“湖北电力仿真培训中心筹建办”,并作为湖北省电力局的企业人员,介入了湖北省第一套仿汉川电厂 300MW火电机组的仿真培训系统开发工作。在与清华大学合作的3年中,派出一半人在现场跟班实习了1年半的时间,积累了丰富的实际工作经验,为仿真机的测试做好了准备,为仿真机的开发质量提供了保障。另一半人在清华大学跟着专家学习仿真开发技术和配合开发工作,初步掌握了仿真开发过程和技术,为以后的自主开发奠定了基础。
在这个项目中,作为企业人员,不断地向开发单位提出仿真培训系统要满足培训的要求;在测试中,不断地提出仿真培训系统与实际设备的运行参数及操作上的差异。1992年,该项目在原武汉电力学校完成安装后,学校成立了“湖北电力仿真培训中心”,配置专职指导教师,开始利用仿真培训系统进行培训。在培训中,仿真培训系统的精度得到了培训单位的认可。从这个项目的开发中,企业参与仿真系统的开发,不仅有效地解决了开发人员对现场操作不熟、对资料理解偏差的问题,更有力地保证了开发质量。参与开发的企业单位人员在培训中转变为教练员,经过参与仿真培训系统的开发,了解了仿真培训系统的功能,能够熟练地应用仿真培训系统,对仿真不到的设备和过程可以有效地从讲述中表达,保证了操作培训过程的完整性。
2.作为开发单位,邀请生产单位协作开发仿真培训系统
从1994年开始,湖北电力仿真培训中心着手开始研发自己的仿真培训系统,起初的原因是与清华大学合作开发的300MW火电机组仿真培训系统在培训中发现的差异、现场设备技术更新后,自己无法修改仿真培训系统的数学模型。另外,随着培训需求的增大,一套仿真培训系统无法满足需求,购置或再开发的成本巨大且无法做到新技术应用后的仿真培训系统更新。为从被动变为主动,有自主的开发能力是保证培训持续开展、扩大培训力量的有效手段,湖北电力仿真培训中心开始寻找能切入电力建设的项目。
1993年后,300MW火电机组的控制方式发生了巨大变化,从盘台控制转为计算机控制,运行值班员从单一岗位运行转变为多岗位的集控运行,为仿真培训系统的开发提供了更大的空间。为紧跟电力建设的步伐,1994年,湖北电力仿真培训中心向湖北省电力公司提出开发 300MW DCS分散控制系统火电机组仿真机的设想,并提供了翔实的可行性报告。这一设想得到了上级主管部门的高度重视,因为当时湖北青山电厂上马了一台300MW DCS分散控制系统火电机组,为能配合机组投产后的运行人员的操作技能培训,必须配套仿真培训系统。这个紧跟企业需要的设想和可行性报告,在企业的信任和配合下转变成了项目,也使学校转变成了开发单位。
作为曾参与过仿真培训系统开发的企业,深知企业在开发过程中的作用。企业人员丰富的现场经验,有助于保证开发的质量,和企业人员合作探讨,可以丰富仿真培训系统的功能作用和培训重点,邀请企业参与项目,可以得到企业领导的重视和积极配合,可以得到第一手现场技术资料和开发人员下现场学习的便利。所以,在项目组成员中,测试人员大部分来自企业。经过1年半的开发,1997年4月,湖北电力仿真培训中心自主开发的第一套300MW DCS分散控制系统火电机组仿真培训系统通过了由清华大学教授、仿真界专家、企业生产专家组成的验收组验收,获得了湖北省电力公司“科技进步一等奖”、华中电网有限公司“科技进步二等奖”。
作为开发单位,寻找课题是关键。在以后的10多年间,湖北电力仿真培训中心准确地判断出了科学技术的发展对生产企业的影响,找到了企业需求的切入点。1998年,变电站综合自动化系统开始在电网企业应用,湖北电力仿真培训中心适时向企业和上级领导提出开发“500kV综合自动化变电站仿真培训系统”项目;2003年,电厂与电网分家,了解到各发电集团开始跑马圈地,600MW超临界火电机组开始国产化,湖北电力仿真培训中心提出开发“600MW超临界火电机组仿真培训系统”项目;2007年,国家电网公司启动1000kV特高压输变电示范工程的建设,湖北电力仿真培训中心向国家电网公司提出开发“1000kV特高压变电运行仿真培训系统”项目;2009年,国家鼓励生物质发电,湖北电力仿真培训中心提出为凯迪电力开发“12MW生物质火电机组仿真培训系统”项目。这些项目在开发中,均聘请了现场生产人员参与。这些项目完成后,为企业提供了良好的实训平台,同时锻炼了开发人员即培训指导教师,取得了可观的社会效益和经济效益。
截至2011年,湖北电力仿真培训中心已自主开发了110kV、220kV、500kV变电站仿真机,200MW、300MV火电机组仿真机等共9套仿真培训系统。多次荣获湖北省电力公司、华中电网公司科技进步一、二等奖,中电联优秀教育成果一等奖。
二、校企合作建立的互补合作的联合培训方式
1.电网运行培训工作,建立1+N培训协作组
湖北省电力公司在变电站工作的运行值班员约有4000人,按照国家电网公司有关员工培训的规定,每位员工每年要有10天的脱产培训。由于采用的是24小时轮班制,其工学矛盾突出。在充分调研的基础上,湖北电力仿真培训中心向湖北省电力公司人资部提出了变电站值班员轮训规划,开展分层培训。
2007年,国家电网公司下发了有关实训基地建设精神文件。湖北电力仿真培训中心利用此契机,向湖北省电力公司人资部建议,充分利用各地市供电公司培训资源,利用自主开发的变电站仿真机,积极协助各地市供电公司建设变电运行仿真实训室,建立1+N(1就是湖北电力仿真培训中心,N就是湖北省15家地市供电公司)培训协作组,依照培训规范开展培训和技能鉴定工作。
1+N培训协作组是由湖北电力仿真培训中心牵头的一个有关电网运行培训的协作组织,各地市供电公司的变电运行部、人力资源部有关培训专责和负责人为组员。其目的就是规范管理地市供电公司中级工以下运行人员的培训,统一培训管理,统一考核指标,相互利用地市供电公司的专家人才,实施就地培训,解决工学矛盾,满足培训需求。
在培训内容有必培和选培,由地市供电公司变电运行部和人资部制定培训内容和要求,湖北电力仿真培训中心与变电运行部制定培训计划,按照培训内容,双方选派理论和实训指导教师到单位进行培训,由地市供电公司运行部或市公司培训中心按照规范要求进行培训管理,湖北电力仿真培训中心组织进行中期检查和考核,并向地市公司运行部、人资部反馈检查和考核情况。最后由湖北电力仿真培训中心核发培训合格证。
建立1+N培训协作组,得利于自主开发的成果,加强了与企业的联系,了解了企业的培训需求,为企业提供了服务,得到了上级领导和企业的认可。
2.发电运行培训工作,建立规范管理流程和考核体系
湖北电力仿真培训中心紧密联系发电企业,积极开展培训需求调研和回访,根据企业要求,开发培训项目,开展火电厂、水电厂运行人员培训和技能鉴定工作。
首先建立了规范的管理流程,每一步都是为培训质量把关。在培训内容上,我们与厂方运行部门共同讨论,共同制定培训计划,并明文规定双方不得在对方不同意下更改,并明确在合同中。每期培训班开班前,都要组织教练员分析由厂方提供的学员基本情况,按照每个教练员的业务特长制定培训方案。培训期间,分阶段召开学员与教练员的座谈会,解决培训期间出现的问题和要求,同时通知厂方对下阶段的培训计划中内容、时间的调整。充分的协商,保证了培训的顺利进行,同时保证了需求方对培训要求。
其次,建立了系统的考核体系,对学员采用与实际工作考核指标基本一致的考核内容,综合评价学员技能水平。对一个集控运行值班员的培训,要经过炉、机、电的单岗位操作考核,单人启停、事故处理的综合操作考核以及配套的三个专业的操作补充笔试考核。考核成绩从在规定时间内的发电量、燃料量、厂用电量、参数越限次数、主要参数波动次数、升温升压趋势、操作规范性等多方面进行评定。
规范的管理,合理严格的考核,使得最终的培训质量得到了培训需求方的认可。从2005年研制完成第一套600MW超临界火电机组仿真机至今,湖北电力仿真培训中心先后对18个电厂的600MW超临界火电机组集控运行人员进行了培训。
现在很多电厂都有了自己的仿真机,湖北电力仿真培训中心的开发人员或指导教师时常被邀请参加他们的系统测试和培训。在相互交流中建立了信任,成为了长期合作伙伴。目前针对变电站、火电机组、超临界火电机组、生物质火电机组和水电站等运行值班员开展的培训项目达十项。
三、根植行业,为企业提供优质服务
通过十多年仿真培训和开发工作的锻炼,积极下厂学习,湖北电力仿真培训中心的专业人员既是教练员又是开发人员,将培训需求与仿真机开发紧密结合,已成为电力行业仿真培训领域造诣较深的专业技术人员和优秀的教练员。
湖北电力仿真培训中心在不断的项目开发中,自主开发支撑平台功能在不断地加强,支撑平台的类型也不断增加,有网络版、单机版、单机组合版;拥有的仿真机类型不断的增加。通过和企业合作,获得研发经费外,加强了与企业的联系,为培训项目开发提供了设施支持。