发电站仿真分析系统

 

       随着分散控制系统(DCS)的大量应用和电站自动化程度的提高，机组运行人员的操作量显著减小；随着电厂全能值班员的要求和控制系统日趋复杂，因误操作导致停机事故的日益增多。因此电厂机组运行人员迫切需要进行全面系统的技术培训。
      传统问题：传统火电厂培训用仿真机在我国已经有十几年的发展历史，由于国内电厂仿真机的开发单位与电厂控制系统开发单位互不相关，使得传统培训用仿真机的软件开发不能适应电厂控制系统的改变；传统的电厂仿真系统直接面对操作人员的人机界面（MMI）与电厂实际使用的DCS差异较大，即使经过了仿真系统培训，运行人员在实际操作时也感到生疏，在遇到紧急情况时无法迅速地正确处理；分散控制系统（DCS）的控制策略由于各供应商的差异变化较大而难以完全仿真，有些控制策略是技术秘密，仿真厂家无从获得。用这种“黑盒子”式模型仿真机培训不仅实施成本高而且针对性差、效果不佳。
      解决方法：将仿真机的开发与电厂DCS系统真正结合起来,成为仿真机的发展的主方向。在DCS的基础上，结合现代仿真技术，开发一种新型电站仿真系统------基于虚拟DCS技术的火力发电厂仿真系统。利用现代仿真图形技术构造实际机组的对象的仿真模型和进行整个仿真机的运行控制；利用DCS支撑系统的虚拟DPU功能，直接使用DCS系统的控制策略软件和人机界面软件，这样我们就构成了一种新型的与实际DCS和实际机炉对象完全相似的仿真机。这种仿真机不仅功能全而且低成本；不仅可用于运行人员培训而且还可用于热工人员的培训和控制方案的可行性研究。 

　   随着电站自动化程度的提高和DCS的大量应用，机组运行人员的操作量显著减小了。但同时对热控人员在DCS的运行、组态与调试能力的培训方面日益重要起来。虽然传统培训用仿真机大都包含对DCS系统的仿真，但往往比较简单，而且基本都是“黑盒子”模型，与实际系统有着很大的差别。其主要作用是维持机组的正常运行以配合对机组运行人员的培训，而绝不可能用于对热控人员的培训。以下是恒和大风软件设计的仿真方案：

一、硬件系统：

　　由普通pc机及服务器组成。

二、软件系统：
　　1、仿真支撑软件
　　2、图形化建模软件
　　3、图形组态软件
　　4、仿真模型软件
　　综合运用：锅炉系统仿真模型、汽机系统仿真模型、电气系统仿真模型、控制系统仿真模型、搭建系统仿真图
　　过程仿真系统图：


三、技术特点：

　　支撑系统要求使用方便，实时性好，功能强大，能充分满足仿真机的长期可靠运行要求。能提供专用的实时网络数据库、可视化的动态数据显示、在线数据修改、模型调试、图形化的建模环境并具备功能齐全的仿真功能，它创造了一个强有力的，完美的，灵活的实时仿真环境，使得模型的建立、修改、连接、装配、运行易于实现。
　　同时该系统具有界面友好、功能齐全、通用性强和开放度高的特点。

 

   　仿真分析系统可以对某一具体电厂的生产过程进行仿真，满足电厂控制室DCS系统的完整操作画面及相关表盘的虚拟配置，建立的各系统数学模型能够真实再现这个电厂生产过程的各种运行工况，在功能、模拟范围和模型逼真上较高，对电厂设计论证、技术改造、经济评定、节能分析及对实际运行数据的跟踪比较程度水平较高。

　　能够对所仿真电厂的经济运行状态进行分析，例如对各种不同运行工况条件下的锅炉效率、锅炉各部漏风、汽机效率、煤耗率、热耗、汽耗及辅机单耗等指标进行实时分析。该功能主要是利用图形、曲线、图表等方法，分析机组的经济、技术指标。同时具有电厂经济运行小指标计算功能，通过经济分析平台，能够提高机组运行及管理人员对机组节能降耗的充分理解和实际应用。
　　通过仿真运算分析，可以对由于设计缺限、设备老化、结垢积灰、煤质变化、环境温度等客观因素所引起的经济指标变化进行理论推导分析，仿真这些因素并进行演练，从而进一步分析造成损耗的原因。另外，由于电厂运行参数误差及波动较大，使得各项主要参数对煤耗的影响程度较不准确。通过仿真机的实际数据和理论数据比较可以进行定量分析，减少对各项经济性能指标的计算误差。

 

　　从以上方案中可以看出来，图形建模与图形仿真在其中占有很重要的一部份。一个专业的图形平台是开发一套仿真软件的基础。

　　Visual Graph是一套非常完善的图形系统，适合在电力、煤炭、化工、仿真、网络、自动化等各种工业监控软件以及图形建模、图形管理、图形分析、中小型GIS系统、工作流、中文表格、表单、工程绘图等软件项目中应用。由于Visual graph的强大而丰富的功能，使得在图形仿真领域里面应用广泛。