火电厂仿真技术培训资料(课件)
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火电厂仿真
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一、火电厂仿真技术应用的优越性
1. 减少培训费用，缩短培训周期 仿真装置可模拟现场机组的启停、运行
操作，还可进行现场不能进行的事故演练 和操作实验、分析事故及电厂运行的经济 性，不仅可对新的运行人员进行教育，而 且可对原有人员进行再教育，对提高工作 人员的素质，提高发电站运行水平和管理 水平有重要意义。
1971年，美国Singer公司Link仿真系统分部、EAI
公司和英、日等国几乎同时推出采用数字计算机或数
字—模拟混合机的火电机组全仿真系统。在培训中收
到良好效果。
5
随后，各国一些大的电气或电子公司相继成立了仿真公 司或分部，专门研究和开发仿真系统。例如：
美国： Singer公司（Singer Co·Link Simulation Systems Division） EAI公司（Electronic Associates，Inc） CE公司（Combustion Engineering） EPRI公司（Electric Power Research Institute） Gould公司、 Ominidata公司、 Autodynamics公司
1982年12月，美国颁布新的《核电站操作员培训 仿真机》标准ANSI/ANS3·5
1990年8月，美国颁布《火电厂仿真机功能要求》 ISA-77·20标准。
10
1991年，华北电力学院仿真与控制技术研究所 开发的我国第一台300MW燃煤机组全范围培训仿真机 在银川投入使用。
1993年，我国能源部提出了《大型火电机组仿 真培训装置技术规范》（试用稿）。
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2.节约研究Hale Waihona Puke Baidu发时间和经费 利用仿真装置可不受现场各种条件的约
束，对改造旧的和开发新的动力装置有重 要意义。 3.提高机组的安全性、效率和使用寿命 由于培训和研究开发试验不在现场进行， 可以避免现场的人为失误、减少停机次数、 提高设备的安全性、提高机组使用效率及寿 命。
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二、 火电厂仿真的发展历史
6
1975年，美国制订了全复制型核电站培训仿真器 国家标准（Nuclear power plant simulators for use in
operation training）
1979年3月28日美国三里岛核电站（Three miles Island Ｎpp）由于运转员的失误发生了严重事故。调查 结果表明，在核电站操作员的培训方面存在着严重问题。
行核电站任何操作。
②核电站实时仿真培训系统应尽量是“完全复制 控制室”的全仿真系统。
8
1983年5月，清华大学开发的我国第一台200MW燃 煤机组部分范围仿真机通过鉴定，并投入使用。
1985年，美国经两次修订，公布了新的全复制型 核电站培训仿真器国家标准（ANSI/ANS3·5，1985）
1986年，华北电力学院从美国引进的550MW部分 范围仿真机投入使用。
1988年1月，从美国Singer Link公司引进的第一 台300MW燃煤电厂全范围培训仿真机投入使用。
9
1988年，清华大学开发的我国第一台200MW火电机 组全范围培训仿真机通过验收，并投入使用。南京工学 院开发完成125MW火电厂仿真机。
1989年，华电计算机仿真公司、华北电力学院仿 真与控制技术研究所、西安热工所先后开始开发300MW 火电厂全范围培训仿真机。西安热工所还着手开发 500MW火电厂仿真机。
4
1968年，美国建成的Dresden电站仿真装置，标志 着电厂仿真应用的开始。
在1970年以前，限于数字计算机的水平，当时开 发的仿真装置都是采用的模拟电路，且只能对电厂局 部范围进行仿真。
进入20世纪70年代，水蒸汽状态方程标准的制订、 发电机组数学模型的完善与优化，数字计算机技术的 进步，促进了火电厂仿真的深入。
1993年4月，华电计算机仿真公司开发的300MW 机组全范围仿真机在武汉电力学校投入运行。
1993年6月，美国又通过了《火电厂仿真机功能 要求》ISA-77·20-1993版本标准。
1994年，西安热工所开发的我国第一台500MW火 电机组仿真机在太原电力高等专科学校通过验收。
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1995年8月，由华北电力学院开发的我国第一台 500MW超临界火电机组全范围培训仿真机在华北电管 局盘山电厂投入使用。
1955年，Profon首先将仿真技术应用于锅炉研究， 其研究分为建模理论、燃烧模型、锅炉部件模型三部 分，相继发表了许多有意义的研究成果。——可谓电 站仿真的开端。
1958年，K·L·Chien建立了第一个汽包锅炉模型。 随着电力工业的发展和技术的进步，发电机组的 容量不断扩大、参数不断提高、自动化程度越来越高， 对运行操作人员的技术知识、操作水平、应变能力、 熟练程度提出了更高的要求。为此，从20世纪60年代 中期，研究人员开始探索采用脱离实际发电机组的实 时仿真装置，对运行人员进行培训。
1980年3月美国NRC(Nuclear Regulatory Commission) 发布了一套考核和鉴定反应堆操作员的新标准，它规定 了反应堆操作员的起码资格。
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1981年8月7日美国NRC规定：从即日起将把仿真 器作为发放运行许可证审批的一个组成部分。
同时美国能源局规定： ①未取得仿真培训合格证的任何人员不许上岗进
加拿大: CAE公司（Canadian Aviation Electronics） 英国： CEGB公司（Central Electricity Generating Board）
Link—Miles公司 德国： Krupp Atlas Electronic 芬兰： Nokia Electrnics 我国: 清华大学1974年开始了火电机组仿真系统的研制工作，
1995年底，我国已投入运行和正在制造的200MW 以上火电和核电机组培训仿真机达到60多台；
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第一章 计算机仿真概述
第一节 研究问题的方法 一、种类： 直接试验 物理模型 试验（一次模化技术） 数学模型 计算机仿真模型 试验
（二次模化技术）
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二、比较 直 接 试 验：耗资大、周期长、安全性差。 一次模化法：耗资较大，不在现场、安
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一、火电厂仿真技术应用的优越性
1. 减少培训费用，缩短培训周期 仿真装置可模拟现场机组的启停、运行
操作，还可进行现场不能进行的事故演练 和操作实验、分析事故及电厂运行的经济 性，不仅可对新的运行人员进行教育，而 且可对原有人员进行再教育，对提高工作 人员的素质，提高发电站运行水平和管理 水平有重要意义。
1971年，美国Singer公司Link仿真系统分部、EAI
公司和英、日等国几乎同时推出采用数字计算机或数
字—模拟混合机的火电机组全仿真系统。在培训中收
到良好效果。
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随后，各国一些大的电气或电子公司相继成立了仿真公 司或分部，专门研究和开发仿真系统。例如：
美国： Singer公司（Singer Co·Link Simulation Systems Division） EAI公司（Electronic Associates，Inc） CE公司（Combustion Engineering） EPRI公司（Electric Power Research Institute） Gould公司、 Ominidata公司、 Autodynamics公司
1982年12月，美国颁布新的《核电站操作员培训 仿真机》标准ANSI/ANS3·5
1990年8月，美国颁布《火电厂仿真机功能要求》 ISA-77·20标准。
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1991年，华北电力学院仿真与控制技术研究所 开发的我国第一台300MW燃煤机组全范围培训仿真机 在银川投入使用。
1993年，我国能源部提出了《大型火电机组仿 真培训装置技术规范》（试用稿）。
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2.节约研究Hale Waihona Puke Baidu发时间和经费 利用仿真装置可不受现场各种条件的约
束，对改造旧的和开发新的动力装置有重 要意义。 3.提高机组的安全性、效率和使用寿命 由于培训和研究开发试验不在现场进行， 可以避免现场的人为失误、减少停机次数、 提高设备的安全性、提高机组使用效率及寿 命。
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二、 火电厂仿真的发展历史
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1975年，美国制订了全复制型核电站培训仿真器 国家标准（Nuclear power plant simulators for use in
operation training）
1979年3月28日美国三里岛核电站（Three miles Island Ｎpp）由于运转员的失误发生了严重事故。调查 结果表明，在核电站操作员的培训方面存在着严重问题。
行核电站任何操作。
②核电站实时仿真培训系统应尽量是“完全复制 控制室”的全仿真系统。
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1983年5月，清华大学开发的我国第一台200MW燃 煤机组部分范围仿真机通过鉴定，并投入使用。
1985年，美国经两次修订，公布了新的全复制型 核电站培训仿真器国家标准（ANSI/ANS3·5，1985）
1986年，华北电力学院从美国引进的550MW部分 范围仿真机投入使用。
1988年1月，从美国Singer Link公司引进的第一 台300MW燃煤电厂全范围培训仿真机投入使用。
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1988年，清华大学开发的我国第一台200MW火电机 组全范围培训仿真机通过验收，并投入使用。南京工学 院开发完成125MW火电厂仿真机。
1989年，华电计算机仿真公司、华北电力学院仿 真与控制技术研究所、西安热工所先后开始开发300MW 火电厂全范围培训仿真机。西安热工所还着手开发 500MW火电厂仿真机。
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1968年，美国建成的Dresden电站仿真装置，标志 着电厂仿真应用的开始。
在1970年以前，限于数字计算机的水平，当时开 发的仿真装置都是采用的模拟电路，且只能对电厂局 部范围进行仿真。
进入20世纪70年代，水蒸汽状态方程标准的制订、 发电机组数学模型的完善与优化，数字计算机技术的 进步，促进了火电厂仿真的深入。
1993年4月，华电计算机仿真公司开发的300MW 机组全范围仿真机在武汉电力学校投入运行。
1993年6月，美国又通过了《火电厂仿真机功能 要求》ISA-77·20-1993版本标准。
1994年，西安热工所开发的我国第一台500MW火 电机组仿真机在太原电力高等专科学校通过验收。
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1995年8月，由华北电力学院开发的我国第一台 500MW超临界火电机组全范围培训仿真机在华北电管 局盘山电厂投入使用。
1955年，Profon首先将仿真技术应用于锅炉研究， 其研究分为建模理论、燃烧模型、锅炉部件模型三部 分，相继发表了许多有意义的研究成果。——可谓电 站仿真的开端。
1958年，K·L·Chien建立了第一个汽包锅炉模型。 随着电力工业的发展和技术的进步，发电机组的 容量不断扩大、参数不断提高、自动化程度越来越高， 对运行操作人员的技术知识、操作水平、应变能力、 熟练程度提出了更高的要求。为此，从20世纪60年代 中期，研究人员开始探索采用脱离实际发电机组的实 时仿真装置，对运行人员进行培训。
1980年3月美国NRC(Nuclear Regulatory Commission) 发布了一套考核和鉴定反应堆操作员的新标准，它规定 了反应堆操作员的起码资格。
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1981年8月7日美国NRC规定：从即日起将把仿真 器作为发放运行许可证审批的一个组成部分。
同时美国能源局规定： ①未取得仿真培训合格证的任何人员不许上岗进
加拿大: CAE公司（Canadian Aviation Electronics） 英国： CEGB公司（Central Electricity Generating Board）
Link—Miles公司 德国： Krupp Atlas Electronic 芬兰： Nokia Electrnics 我国: 清华大学1974年开始了火电机组仿真系统的研制工作，
1995年底，我国已投入运行和正在制造的200MW 以上火电和核电机组培训仿真机达到60多台；
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第一章 计算机仿真概述
第一节 研究问题的方法 一、种类： 直接试验 物理模型 试验（一次模化技术） 数学模型 计算机仿真模型 试验
（二次模化技术）
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二、比较 直 接 试 验：耗资大、周期长、安全性差。 一次模化法：耗资较大，不在现场、安