火电站仿真实训系统
火电站仿真实训系统
一、系统概述
公司电站仿真技术源于清华大学能源与动力工程系，核心团队成员有着30多年的电站仿真系统开发经验，拥有完全自主知识产权的大型科学计算与仿真支撑平台SimuWorks®，以及机、炉、电、控专业高精度机理数学模型。清华大学是我国最早开展火电机组仿真系统研究的单位，先后获得国家科技进步一等奖和全国十大科技成就奖。公司成立后，独立或与清华大学以及其它合作伙伴合作，开发各种类型的电站仿真机上百套，并获得省部级奖励多项。
电站仿真系统涵盖了从燃料制备到升压站出线，主机设备包括了锅炉、汽轮机（燃气轮机）、发电机和相关辅机系统，热控系统DCS包括DAS、CCS、FSSS、SCS、ECS、DEH、ETS等，故障包括原发故障和组合故障，另外还对主控室的人机操作和现场的就地操作进行了模拟。
根据实际情况，DCS的仿真有如下几种方案：
1. 组态方式：利用逻辑控制组态图，自行组态生成仿真模型，尽量与实际DCS保持一致；
2. 翻译方式：利用逻辑控制组态文件，通过翻译方式生成仿真模型，与实际DCS基本一致；
3. 虚拟DCS方式：使用厂家提供的虚拟DPU，通过OPC接入仿真系统，与实际DCS完全一致。
二、系统软件构成
电站仿真系统软件构成一般如下图所示：
各组成部分说明如下：
1. 仿真支撑系统：采用大型科学计算与仿真引擎SimuEngine。
2. 建模软件：采用通用图形化自动建模系统SimuBuilder。
3. 模块库：包括了能源、动力、电气、控制系统各种设备的数学模型，以及流体网络和电气网络的实时求解算法库。
4. 数学模型：采用SimuBuilder组态而成，包括了机、炉、电、控各个系统，调用模块库中各个设备的模型。
5. 通讯接口：通过API或OPC接口，实现与其它软硬件的连接。
6. 教控台：可以采用SimuEngine提供的基本功能，也可以采用专门的教练员操作站SimuTeacher，它除了包括教练员功能外，还提供了自动评分系统SimuScorer。
7. 人机界面：DCS操作站和就地操作站，分别用于模拟主控室的操作员站和现场的就地操作，如下图所示：
三、系统硬件构成
电站仿真系统硬件构成一般如下图所示：
各部分说明如下：
1. 仿真服务器：运行仿真支撑系统、各系统的仿真模型、OPC通讯软件、教练员站软件以及评分系统。
2. 虚拟DCS站：运行虚拟DPU软件，实现DCS控制逻辑的仿真，并通过OPC通讯软件与模型服务器进行数据通讯。
3. 工程师站：安装仿真模型组态文件及DCS组态文件，用于汽机、锅炉、电气模型及DCS控制逻辑的修改。
4. DCS操作员站：运行实际机组DCS的人机界面软件，通过网络与虚拟DPU站进行数据通讯。
5. 就地操作员站：运行实际机组DCS的人机界面软件，模拟就地操作。通过网络与虚拟DPU站进行数据通讯。
6. 操作盘台：早期的仿真系统大多采用硬件操作盘台，用以模拟现场。目前基本都是全数字仿真系统了，很少或者仅少量配置操作盘台。
7. 辅助设备：投影仪及屏幕、音响、打印机、UPS电源等。
四、教练员站主要功能
教练员站软件主要提供了如下功能：
1. 初始工况选择
2. 工况快速保存
3. 参数修改
4. 故障设置
5. 冻结与解冻
6. 重演与追忆
7. 修改仿真速度
8. 操作监视、记录与评分
五、优势与特点
1. 三十年的工程锤炼，模型稳定、精度高
2. 支持以一机多模，实现多流程仿真
3. 完全图形化建模，开发周期短
4. 丰富的教练员功能，多样化的教学手段
5. 建模工具产品化，用户可自行修改仿真模型
6. 即可用于人员培训，又可用于系统校验
7. 科学的评分系统，合理的考核方法
8. 专业的服务团队，一流的技术支持
六、产品规格
经过多年的开发与积累，公司已经拥有各种类型的上百套仿真系统，规格如下表所示：
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常规电站 600MW 亚临界电站仿真系统
300MW 亚临界电站仿真系统 6MW 电站仿真系统 |
循环流化床电站
600MW CFB电站仿真系统 |
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超临界电站 1000MW 超临界电站仿真系统
600MW 超临界电站仿真系统 |
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垃圾焚烧电站
15MW CFB垃圾焚烧电站仿真系统 |
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联合循环电站 9F级燃气-蒸汽联合循环电站仿真系统 9E级燃气-蒸汽联合循环电站仿真系统 6B级燃气-蒸汽联合循环电站仿真系统 |
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