仿真技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用

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1、仿真技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用科技信息.科教視野oSCIENCEINFORMATION2007年第6期仿真技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用夏小平【三峽大學(xué)電氣信息學(xué)院湖北宜昌443000)摘要:數(shù)字化電廠生產(chǎn)過程中,生產(chǎn)的安全性極為重要.人為的疏忽或誤操作都可能引起電力中斷并造成嚴重后果.隨著電廠規(guī)模的擴大,單元機組正朝著大容量,高參數(shù)和高自動化方向發(fā)展.為了保證機組安全發(fā)電,對單元機組運行人員現(xiàn)有專業(yè)知識,操作技能和排除故障應(yīng)變能力的要求越來越高,這就更要求仿真技術(shù)在數(shù)字化電廠中的應(yīng)用更成熟.本文從仿真技術(shù)

2、的內(nèi)涵著手,研究了電廠仿真技術(shù)的研究動態(tài),設(shè)計了仿真技術(shù)在電廠氣力輸送系統(tǒng)中的方案,運用于仿真技術(shù)在電廠氣力出灰系統(tǒng)設(shè)計實例.關(guān)鍵詞:仿真技術(shù):數(shù)字化電廠:氣力輸送系統(tǒng)一,仿真技術(shù)的內(nèi)涵目前,熟悉控制裝置,決定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),靜態(tài)參數(shù)的匹配計算及調(diào)節(jié)器參數(shù)整定等工作.都必須在現(xiàn)場反復(fù)摸索和試驗,需要花大量時間和精力.并且由于受現(xiàn)場條件限制.控制方案和控制參數(shù)往往不太理想.仿真技術(shù)是指如果能開發(fā)一個控制仿真系統(tǒng),則上述工作都可在實驗室完成.一方面可大大節(jié)省時間和精力,預(yù)先確定控制方案和參數(shù).大大減少現(xiàn)場

3、調(diào)試次數(shù);另一方面.由于DCS在電廠的普及,今后數(shù)字化電廠的工作重點將轉(zhuǎn)移到爺能增效上來.這就要求必須對目前數(shù)字化電廠控制系統(tǒng)進行優(yōu)化.優(yōu)化不是簡單地對現(xiàn)有控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)進行凋整,而主要是研究采用新型控制結(jié)構(gòu)和新型控制算法的控制系統(tǒng).成功應(yīng)用新型控制系統(tǒng)的關(guān)鍵之一是在實際投運前對其進行詳細的仿真試驗.以便使調(diào)試人員掌握新型控制系統(tǒng)的運行特征及控制器參數(shù)的工程整定規(guī)則.二,電廠仿真技術(shù)的研究動態(tài)電廠仿真技術(shù)的應(yīng)用始于60年代,但受到當(dāng)時計算機水平的限制.僅是用模擬計算機對電廠某個局部的動態(tài)特性進

4、行仿真.70年代以后.隨著大容量,高參數(shù)機組的投運以及新技術(shù)在火電機組中的應(yīng)用.電廠日趨復(fù)雜.人們對機組的安全性和經(jīng)濟性也越來越鶯視.加之1979年美國二里島核電站事故的發(fā)生,大大促進了人們對電,仿真系統(tǒng)的需求.推動了電廠仿真技術(shù)的迅速發(fā)展(一)電廠仿真技術(shù)在硬件方面的應(yīng)用在硬件方面,80年代初.電廠'仿真機所用的計算機主機以超級小型機為主[美國Gould公司的SEI32系列及以后的ENCORGE公司的Concept32系列.DEC公司VAX系列.Concurrent計算機公司的32o0系列等).9

5、0年代初,隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,采用UNIX操作系統(tǒng)的工作站,服務(wù)器的性能己達到甚至超過以前的小型機水平.而成為電廠仿真機主機的主流機型(SGI公司的INDIGO工作站,CHALLENGE服務(wù)器.DEC公司的Alpha系列,SUN工作站等1.如今.高檔微機(Pentium4系列1的一些性能指標(biāo)已經(jīng)超過了過去工作站的水平.它將在仿真機主機機型中廣泛應(yīng)用.(二)電廠仿真技術(shù)在軟件方面的應(yīng)用軟件方面,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的,開放的操作系統(tǒng)為仿真軟件的維護,升級,移植提供了方便.各著名的仿真機生產(chǎn)廠家都研究開發(fā)了仿

6、真機開發(fā),調(diào)試,運行的支撐系統(tǒng)軟件.以提高仿真機開發(fā)效率.保證仿真機的質(zhì)量.其功能主要有:數(shù)據(jù)庫,模塊庫管理.實時任務(wù)管理,I/0通信,模塊在線修改,調(diào)試,變量在線監(jiān)視,參數(shù)監(jiān)視,設(shè)置.教練員臺功能(包括;仿真機運行工況控制,參數(shù)監(jiān)視,故障沒置,學(xué)員評分等),建模環(huán)境等.其中比較著名的支撐軟件有:美國原SingerLink公司的S3.ABB公司的CETRAN,GP公司的READS.EPRI的MMS.ESSCOR公司的ASCEND,GSE公司的SimSuitePower,TRAX公司的ProTRAX.

7、加拿大CAE公司的ROSE,芬蘭FORTUM公司的APROS等.過去的仿真模型軟件一般都基于FORTRAN語言,現(xiàn)在隨著面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計'方法以及對應(yīng)的C,C+十等語言的應(yīng)用,程序中類,對象,繼承,成員,結(jié)構(gòu),封裝等機制的引人為進一步改進模塊的結(jié)構(gòu)及其管理.以及模塊間的信息傳遞提供了很大的方便.現(xiàn)在的一些支撐軟件系統(tǒng)(如ASCEND,APROS,MMS等)都己增加了支持基于C++或C語言的功能.(三)電廠仿真技術(shù)在我國的應(yīng)用幾年來,我國的電廠仿真機事業(yè)有了迅猛的發(fā)展.國內(nèi)第一套火電廠仿真裝置由清華

8、大學(xué)于20世紀70年代研制并用于對200MW機組運行人員培訓(xùn)的原理型仿真機.1988年東南大學(xué)與原華東電管局合作開發(fā)了我國第一臺125MW全范圍仿真機.從引進國外產(chǎn)品,到我ilJ日行研制開發(fā)的第一臺200MW,300MW和500MW全仿真裝置的投入使用.仿真機的整體性能已達到甚至超過了國外同類型的產(chǎn)品.華北電力大學(xué)STAR一90仿真技術(shù),具有功能強大的支持系統(tǒng)和高精度全物理過程模塊化模型.為用戶進行各種電廠系統(tǒng)的分析,研究提供優(yōu)良的環(huán)境.該仿真機系統(tǒng)為用戶選用了高檔超