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1000MW火電機組仿真系統
1000MW火電機組仿真系統
本仿真系統采用某電廠1000MW超超臨界火電機組作為仿真對象,通過建立整個電廠的主機、輔助系統和控制系統的數字孿生模型,并對主控室的操作員站、現場的就地操作等進行逼真的模擬,不但可以用于正常工況操作、變工況操作、故障處理操作等過程的培訓和考核,而且還能用于系統動態特性的研究以及控制策略的優化。
通過采用多分組仿真功能,可以在一套硬件系統上滿足多達數十人的同時操作運行(僅取決于計算機的性能和數目),各分組之間相互獨立,操作不受影響。
系統擁有先進的自動評分功能,支持理論和實操考核,可以對學員的操作給出科學化的考評結果,可作為合格上崗的依據。
一、 系統構成
仿真系統構成如下圖所示:
系統構成
各部分說明如下:
1)仿真服務器:運行大型科學計算與仿真引擎SimuEngine,以及鍋爐、汽機、電氣和控制系統的數學模型;
2)教練員站:運行智能教控系統SimuTeacher,用于執行仿真系統的管理、分組和各種培訓功能;
3)操作員站/就地操作站:運行操作員站或就地操作站軟件,其中前者用于模擬主控室的操作員站,后者用于模擬現場的就地操作;
4)工程師站:運行通用圖形化自動建模系統SimuBuilder,用于修改模型組態,包括工藝流程、控制策略、系統參數等;
5)虛擬DPU站:為可選設備,可用于替換控制系統部分控制環節的數學模型,執行實際DCS的功能;
6)大屏幕投影系統:為可選設備,可運行和顯示教練員站、操作員站、就地操作站和工程師站的界面,用于展示和教學。
二、 數學模型
該仿真系統數學模型涵蓋了電站各主要設備和相關輔助設備,包括鍋爐系統、汽機系統、電氣系統和控制系統。數學模型使用SimuBuilder,采用圖形化組態建模的方法開發完成,如下圖所示為閉式循環冷卻水系統的組態圖:
給水系統組態圖
三、 教練員站
智能教控系統SimuTeacher除了提供常規的教練員功能外,還可以實現仿真系統的管理、分組、遠程啟停、自動評分等功能。運行于仿真服務器的SimuEngine,也可以提供主要的教練員功能。教練員功能主要包括如下內容:
1)初始工況選擇
2)工況快速保存
3)凍結與解凍
4)重演
5)追憶
6)加速與減速
7)故障設置
8)參數修改
9)操作監視、記錄和自動評分
四、操作員站
操作員站軟件用于模擬主控室的操作員站,操作界面采用仿真實時圖形系統SimuMMI組態而成,下圖為機組協調控制中心的界面:
操作員界面
五、就地操作站
就地操作站軟件用于模擬現場的就地操作,也是采用SimuMMI組態而成,下圖為公用UPS接線圖的界面:
就地操作界面