火電廠仿真培訓系統電氣部分的建模與實現

楊尤平,王曉波（江蘇徐州華潤電力有限公司,江蘇徐州221000）

火電廠仿真培訓系統電氣部分的建模與實現

楊尤平,王曉波
（江蘇徐州華潤電力有限公司,江蘇徐州221000）

在當前，系統仿真是一項綜合技術學科，它主要對系統進行設計，研究和決策提供了一個科學的手段，在科學技術應用中，縮短了設計的周期，降低了成本費用。仿真技術在現代應用的領域更加廣泛，并且經濟效益和社會效益都十分顯著。本文主要將其應用與火電廠電氣部分，為發展電能技術提供了強有力的保障。

火電廠；仿真；電氣；建模與實現

隨著經濟在快速發展，電力事業中，大力推廣仿真系統，先進技術的應用下，進一步增強了電廠的數量，改善了電廠設備的可靠性以及自動化水平。電力系統在火電廠和核電廠開展了培訓仿真系統研究，并取得了良好的效果。

1　電力系統仿真培訓

隨著電力系統數字仿真的實施，它主要基于計算機運行狀態中，提高了電氣生產，然而電力系統數字仿真主要分為研究仿真和培訓仿真兩種。其中研究仿真包含各種電力系統電磁暫態和暫態穩定仿真軟件，它主要是電力科研為了工作而實施。在具體應用中，具體做了系統規劃、設計以及運行方式，并且將其作為一種工具對事故進行分析和開發自動裝置等。培訓仿真系統高含屬于EMS的調度員培訓仿真器DTS、變電站運行人員培訓仿真器以及發電廠機組運行人員培訓仿真器。在火電廠仿真系統培訓過程中主要針對發電廠和變電站的各項設備以及運行特點具體實施培訓，最終達到使運行人員在正常和事故狀態下可以及時作出判斷，完成應急工作，更熟悉操作。

電廠仿真培訓系統主要由硬件和軟件部分組成，其中硬件部分主要包含計算機系統，將其作為仿真的核心和基礎，主要的目的是提高性能。在現代電廠仿真技術中，使用最多的是具有服務器性能的雙核CPU作為主機；網絡連接硬件部分，用語數據的傳輸以及交換等，仿真設備有音響、燈光以及投影儀等設備。

2　仿真培訓系統在電氣部分中的重要作用

采用仿真培訓系統，主要的目的是為電站運行人員提供有效的培訓方法以及真實的環境操作。應用過程中該系統能夠提高了遠程監控以及對異常事故的處理，提高了整個機組在運行過程中的安全經濟性。在對工作人員進行專門的培訓之后，它可用來驗證真實電站中出現的故障及其原因，以便制定科學的對策，促使電廠工作順利進行。

3　火電廠電氣系統的建模

仿真模型的建立主要分為靜態模型和動態模型兩種。其中靜態模型就是整個系統在平衡狀態下各個輸入變量與輸出變量之間建立數學模型。動態模型是指用來描述系統或者不穩定狀態下各種參量隨著時間變化的數學關系式。在電廠電氣部分中，整個范圍采用的是動態仿真系統。具體的建模方法是：理論分析、經驗歸納以及二者之間相結合的方法。在解析法建模中，在整個電氣部分仿真培訓系統中基本上采用統一的數學模型，它對于適用不同類型的機組有著重要作用。經驗歸納法建模，由于建模過程中存在局限性，因此在實際中應用比較少。然而在理論分析和經驗歸納相結合中，該模型在建立起來總體結構具有明確的物理意義，保留了解析模型的優勢，并且之間存在較多的公式。本文在建模中采用數學模型，根據微分方程以及差分方程，最終得到：y(（n+1）T)-(-T/Tc)y(Nt)=T/ Tcku(nT),其中Tc為時間常數，nT代替時間t的函數。

變壓器中的數學模型，通常三相變壓器的繞組結成的是三角形或者星形（Y）。其實際計算中常用等值圖如下：

變壓器的冷卻系統模型建立，由于變壓器的發熱是，設備在運行過程中，各種電阻上產生熱量造成的，這就需要子啊冷卻系統調節冷熱狀態，使得變壓器運行中產生的熱量與帶走的熱量處于一個動態平衡過程。

4仿真培訓系統電氣部分的實現

由于電氣部分仿真培訓系統是由上層DCS組態系統、中層OPC通訊軟件以及下層仿真模型組合而成，具體運行過程中，由操作員通過上層的DCS操作員站下達命令之后，OPC通訊軟件將DCS下達的領命傳遞到具體的仿真平臺中，建立模型，最終將仿真模型計算之后，輸出新的變量，再傳遞到DCS畫面上去。

除此之外，電廠還有一個專用仿真支撐平臺ECAM，其結構是由內核，完成模型的數據庫，以及具體算法；另外ECAM它能夠提供各種手段輔助模型的開發和調試。在實訓過程中，將提供各種手段來控制仿真進程，提高對工作人員仿真培訓的效果，在通訊系統運行過程中，通過建立并控制欲盤臺等其他界面，使得模型中的數據呈雙向性轉換，以達到測試目的。該平臺的支持下，最終以一個工程模塊化來實現具體的建模，促使整個電廠的仿真任務更加有效的完成。

5總結

通過分析火電廠仿真培訓系統電氣部分的建模與具體實現過程，采用數學模型以及計算機平臺，最終實現了上層DCS系統、OPC通訊軟件以及ECAM仿真支撐平臺的構架過程，在建模和實現過程中，為工程減少成本、組態方便，還能通過修改內部程序來滿足電廠使用的特殊要求，其靈活性比較高，因此該模型的建立進一步電廠設備以及系統的開發，保證電網穩定的運行狀態，在科學技術的應用下，提升電廠生產力水平，為改善經濟效益和社會效益不斷努力。

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