发电仿真机总体介绍

发电仿真机总体介绍

河北省电力公司仿真中心经过十多年的发展，已形成了规模化、系列化的发电仿真系统。现已建成125MW、200MW 、300MW 、 330MW 、660MW不同容量十一台火电仿真机。控制系统包括：美国西屋WDPFII型、WDPFII+型、日本横河CENTUM、德国SIEMENS TELEPERM XP 、上海新华XDPS-400、中国电科院OVATION等。

仿真中心已成功开发国内首台660MW全仿真机和125MW循环流化床仿真机，其中660MW全仿真机荣获2001年河北省电力科技进步一等奖。保定/石家庄循环流化床仿真机荣获2004年河北省电力科技进步一等奖。2005年11月定为国家发电仿真培训基地。

每套仿真机都真实的反映了仿真对象的运行工况，为培训人员提供了一个连续的实时运行环境，它们具有以下特点：

∙可以实现在多种工况下的机组启动、停机、和正常运行的监视及操作；

∙全部操作结果（无论是正确操作还是错误操作）都与实际电厂的反映一致；

∙正常或异常状态下的参数在相应的仪表、CRT及纪录仪表等设备上显示和记录；

∙当参数达到或超过极限时，与实际电厂一样，提供报警或逻辑连锁保护动作；

∙可以提供机组在不同运行条件下，分析和改进操作方式并进行优化的试验条件；

∙可以对机组的控制系统进行仿真试验和控制系统的参数整定；

∙可以提供正确的故障、事故现象仿真，以提高机组运行人员正确判断、处理各种事故的应急能力，并为进一步改进操作方式和制定反事故措施提供手段。

#1仿真机：自1993年投产以来，西柏坡电厂、邹县电厂均在此仿真机上进行了生产准备培训，特别是西柏坡电厂1号机试运前培训，老师们倾注了大量的精力，夜以继日地进行备课和培训指导，为河北南网第一台300MW机组顺利投产培训出了合格的运行人员，得到了省公司领导的充分肯定和电厂的衷心赞誉。

#2仿真机：衡水、石横、十里泉等电厂的生产准备培训为他们机组的顺利投产和全能值班员培训做出了很大贡献。

#3仿真机：西柏坡电厂3、4号机、山东威海电厂在此仿真机上进行了生产准备培训，得到电厂的高度赞扬。目前的全能值班员培训又为许多电厂

培训出了合格的集控值班员。

#4仿真机：为邯郸热电厂、邢台电厂、马头电厂等200MW、100MW机组技改工程做出了重大贡献，自投产以来一直满负荷运转,将一批批的小机组运行人员培训成合格的DCS控制运行人员，得到电厂的一致好评。2005年为邯郸电厂进行了跨专业全能培训。

#5仿真机：河北省第一台660MW机组，邯峰电厂运行人员经过半年的生产准备培训，在实际机组投运中一次点火成功，在这个自动化程度相当高的合资电厂上，仿真机功不可没、得到了省公司领导和电厂的高度赞扬。另外德州电厂、宁夏石嘴山电厂、定州电厂、上海外高桥电厂、广东台山电厂、湖南金竹山电厂、重庆珞璜电厂等均在此仿真机上进行过生产准备培训，均取得良好的培训效果。

#6仿真机：全国第一台450t/h循环流化床仿真机，提前六个多月的时间在电厂开机前完成调试。保定电厂全部运行人员经过近半年的仿真机培训，回厂上岗点火烘炉，整机启动顺利投产，得到了省公司领导的表扬和电厂的衷心赞誉。另河南新乡电厂、开封电厂、山东济宁电厂、广东东糖电厂、四川分宜电厂、内蒙古包头热电厂、厦门电厂等电厂都是在该仿真机上进行生产准备培训。2003年末，为土耳其电厂进行了生产培训。

#7仿真机：石家庄热电厂200MW流化床机组仿真机。以石家庄热电厂技改#2 200MW循环流化床机组为仿真对象，两炉一机，锅炉为410t/h循环流化床锅炉。机组包含热网及工业抽汽。2005年成功为石家庄热电厂进行了全能集控运行培训。

#8仿真机：采用了虚拟盘台技术的450t/h循环流化床仿真机，2004年至2005年中先后为河南豫源电厂、山西阳煤电厂、河南瑞平煤电等电厂进行生产准备培训。

#9仿真机：采用了虚拟盘台技术的200MW机组仿真机。为河北马头电厂、邢台电厂进行了为期一年多的跨专业全能培训。

#10仿真机：采用虚拟盘台技术的300MW机组仿真机。2004年为内蒙古海渤湾电厂进行了生产准备培训。

#11仿真机：采用虚拟盘台技术的330MW机组仿真机。先后为沙岭子电厂、邢台电厂等电厂进行了专业培训。

与DCS控制系统相结合的新型火电厂培训用仿真机

摘要：针对DCS采用新华公司XDPS系统的火电机组提出了一种新型培训仿真机的概念。阐述了这种新型培训仿真机的结构和优点，分析了这种新型仿真机在满足电厂用户的培训要求和控制系统开发厂商的验证要求上的适应性。

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，但作为一种高科技产业而言并没有真正发展起来，其原因既有技术方面的因素，也有体制方面的因素。

技术方面的因素是：火电厂控制系统技术的迅速发展（从常规仪表控制向DCS控制转变），使得传统培训用仿真机的生命周期迅速缩短，而作为传统培训用仿真机的生存基础的开发周期和功能适应性并没有多大的改变。

体制方面的因素是：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完全是被动地适应电厂控制系统的改变，这进一步加剧了传统培训用仿真机与电厂培训需求的脱节。

在当前的新形势下，要想使电厂仿真机产业真正发展起来，唯一可走的路线是将仿真机的开发与电厂DCS系统的开发真正结合起来。

1电厂用户对仿真机的需求

在电厂采用DCS控制的情况下，电厂对仿真机的主要需求仍然是培训。与传统控制机组不同的是，仿真机不仅要支持运行人员培训，同时还要支持热工人员培训。而且，在仿真机的应用时效上，仿真机应能做到机组投产前培训。如果能将传统培训用仿真机的开发技术与DCS控制系统的开发技术有机地结合起来，无疑将提供一种满足电厂需求的最佳解决方案。

2控制系统开发厂商对仿真机的需求

控制系统开发厂商对仿真机的需求主要是希望仿真机能提供一种关于对象的闭环环境，使得某些新型控制策略能在仿真机上先行验证后再用于实际系统。显然，最合适的方法是仿真机上能直接采用实际机组的控制策略组态。

3技术因素——支撑系统

不管是仿真机的开发、应用还是DCS系统的工程开发、应用，都需要有专门的支撑系统，就像所有计算机都要有操作系统一样。

图1是以新华公司的XDPS系统（DCS的支撑系统）［1］为基础开发的面向DCS的仿真支撑系统和某专业仿真公司的微机化仿真支撑系统实现有效衔接的一种解决方案。

本方案中，XDPS系统是新华公司在Windows 系统上开发的具有自主知识产权的DCS系统的支撑软件，具有优良的DCS工程软件（控制策略和人机界面）组态工具，且具有虚拟DPU（VDPU）功能；某专业仿真公司开发的微机化仿真支撑系统，是基于架构实现的分布式仿真支撑环境，这两个支撑系统具有相互衔接的技术基础。

在两个支撑系统良好衔接的基础上，我们可以利用专业仿真支撑系统优越的支持对象仿真模型的开发功能和整体仿真模型的运行控制功能，构造实际机组的对象侧的仿真模型和进行整个仿真机的运行控制；利用XDPS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全功能、高逼真度仿真机。

4新型仿真机的优点

这种新型培训仿真机以新华公司XDPS-400分散式控制系统软件和国内开发出的基于Windows平台的微机化仿真支撑系统软件为基础。它具有以下几方面的优点：

(1) 功能全。新型仿真机不仅具有和实际机组完全一致的操作员界面，而且具有和实际机组完全一致的工程师界面，控制策略和人机界面的组态方式与实际机组基本相同。因此，新型仿真机不仅能够培训电厂运行人员，还能够培训电厂热工人员；同时还能用于控制策略的组态验证，辅助DCS系统的调试和维护。

(2) 开发周期短。由于完全不必重新仿真控制策略和人机界面，新型仿真机的软件开发、调试完全可以紧跟实际机组DCS系统的组态和调试，使仿真机真正做到在实际机组投产前投入培训。

(3) 逼真度高。在新型仿真机中，除了用一台服务器通过软件计算产生实际机组的监视参数外，在软件结构与网络结构上与实际机组具有高度对应关系。

(4) 功能分散机制。新型仿真机软件可在普通PC机上运行，这使我们能够采用“分散式”的仿真软件开发结构［2］，锅炉、汽机、电气仿真应用软件独立成篇，开发、使用灵活方便。

5结论