仿真系统的火电站锅炉侧的仿真

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目录
摘要......................................................................... I Abstract.................................................................... II 目 录........................................................................ I 第一章 绪论.................................................................. 1 1.1 选题背景............................................................. 1 1.2 火电站仿真技术的重要性 .............................................. 1 1.3 火电站仿真技术发展过程 .............................................. 3 1.3.1 系统硬件 ..................................................... 3 1.3.2 仿真软件 ..................................................... 3 1.3.3 建模原理 ..................................................... 4 1.4 火电站仿真研究现况................................................... 5 1.5 本文的主要研究工作................................................... 6 第二章 新型组态软件 PineCAD .................................................. 8 2.1 概述 ................................................................ 8 2.2 数据引擎技术......................................................... 8 2.3 PineCAD 原理......................................................... 9 2.4 PineCAD 特点........................................................ 11 2.5 元件算法说明 ....................................................... 12 第三章 新型火电站仿真系统 ................................................... 15 3.1 概述 ............................................................... 15 3.2 基于 PineCAD 仿真技术 ................................................ 16 3.2.1 隐式高阶代数方程的求解 ....................................... 17 3.2.2 微分方程的求解 ............................................... 18 3.2.3 微分方程组的求解 ............................................. 18 3.3 硬件结构............................................................ 20 3.4 软件结构............................................................ 21 3.4.1 组态软件 PineCAD ............................................. 21 3.4.2 虚拟控制站 EmulateControl .................................... 22 3.4.3 数据驱动软件 SIMComm.......................................... 23 3.4.4 人机界面软件 iFIX ............................................ 24 3.5 仿真系统的功能...................................................... 26 3.5.1 工况保存和恢复............................................... 26 3.5.2 冻结与解冻 .................................................. 26 3.5.3 加速与减速 .................................................. 26 3.5.4 回退与重演 .................................................. 27 3.5.5 故障模拟 .................................................... 27 3.5.6 结合专家系统的培训功能....................................... 27 3.5.7 性能计算 ..................................................... 28 3.5.8 运行分析 .................................................... 28 3.5.9 机组控制策略研究............................................. 28 3.6 新型仿真系统特点.................................................... 28
基于新型仿真系统的火电站锅炉侧的仿真研究
摘要
随着分散控制系统 DCS 在火电站中的广泛应用，其自动化程度大幅度提高， 为此对机组运行人员也提出了更高的要求，伴随着这个要求，火电站仿真取得了 很大的发展。但是传统仿真建模大多是基于高级语言建模，而且在人机界面组态 方面，很多都是自行进行界面的组态，与电厂实际使用的操作界面差异较大；另 外，由于分散控制系统（DCS）的控制策略仿真厂家往往无从获得，这也就造成 仿真厂家和 DCS 厂家之间的相互独立， 所以传统仿真机组较难满足仿真机组透明 化和高逼真度的要求。 本文以华能福州电厂 1＃机组 1150t/h 锅炉为研究对象，在对目前国内外火 电站仿真技术发展研究的基础上， 针对传统仿真机的缺点及火电站对仿真系统的 高透明度、高逼真度、便捷调试的要求，提出了基于组态软件 PineCAD 的火电站 仿真思想。基于对 PineCAD 软件的分析，特别是在大型数学方程组求解方面的应 用研究， 有效地解决了组态软件进行火电站仿真建模的应用颈项即求解各类复杂 代数及微分方程组的不足，从而，为利用组态软件进行仿真建模打下了基础。基 于组态软件的新型仿真系统最出色的设计就在于逻辑控制站和和仿真模型一体 化的设计思想，采用组态软件完成设备模型的组态。 根据对火电站设备的建模原理分析， 深入研究了对分布参数系统进行集中参 数建模的方法和流体网络建模方法， 同时针对一些具有相似特性的设备进行统一 建模的研究来实现系统模块化模型的建立。 通过对电厂运行人员所关心的运行参 量结合控制策略进行了全冷态启动仿真分析， 研究了在正常工况下仿真系统的逼 真度和控制效果。此外，在稳态运行情况下对输入加入阶跃扰动，研究输入扰动 对系统输出的影响。最后，通过对故障的仿真研究，证明了新型仿真系统在火电 站某些极端情况和故障状态下也具有很好的仿真控制效果， 可以利用本仿真系统 对火电站实际故障进行重演分析。 仿真研究表明该新型仿真系统具有很大的实用 价值。 综上所述，由于本仿真系统应用组态软件进行火电站各设备建模，成功地解 决了传统仿真机由于使用高级语言带来的模型“黑匣子”和调试不便等缺点，不 仅大大减少了开发人员的劳动强度和开发周期， 而且电厂运行人员还可根据自己 的实际运行经验对系统进行不断地完善，因而本仿真系统具有重大的意义。本仿 真系统的建立也为进一步进行火电站单元机组先进控制策略的研究奠定了基础。 关键词：火电站，锅炉，组态软件，PineCAD，仿真技术
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taken place. And the result indicates that the system has very good effect. In conclusion, the system has great value for application. In a word, the system can break through the disfigurement successfully, which is taken place by the traditional simulation system on account of the fact that the traditional simulation systems are based on advanced language. As a result, the system can not only reduce labor intensity of the researchers and shorten the development cycle greatly, but also the operators can perfect the system according to their own experience. What’s more, the simulation system makes the research of advanced control strategy for power plants be possible. Key words: Power Plants, Boiler, Configuration Software, PineCAD, Simulation Technology