電廠在線仿真系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電廠在線仿真系統(tǒng)和方法，其中，系統(tǒng)包括：仿真控制模塊、在線仿真應(yīng)用模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊和在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述在線仿真應(yīng)用模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫。上述系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫，使得在線仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較大，從而使得進行的仿真分析的精確度較高。
【專利說明】電廠在線仿真系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電廠在線仿真系統(tǒng)和電廠在線仿真方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)也在發(fā)生著日新月異的變化，實時仿真技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于人員培訓(xùn)和設(shè)計驗證等方面。目前電廠常規(guī)仿真系統(tǒng)是服務(wù)器/客戶端的兩層架構(gòu)，所有的客戶端應(yīng)用與仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫之間通過COM接口等進行數(shù)據(jù)通訊。各操作員端利用COM接口從仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，再利用COM接口將操作員指令發(fā)送到仿真實時數(shù)據(jù)庫中。操作員站與仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫是交互式的數(shù)據(jù)訪問，而仿真計算任務(wù)則是按照系統(tǒng)需要定時調(diào)用仿真模塊函數(shù)，其中各參數(shù)來自于仿真實時數(shù)據(jù)，并將計算結(jié)果寫回仿真實時數(shù)據(jù)庫。然而，實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較小，電廠仿真系統(tǒng)難以直接取得現(xiàn)場機組運行狀態(tài)和操作動作，導(dǎo)致仿真的精確度較低。
[0003]由此可見，目前的電廠仿真系統(tǒng)，由于實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較小，仿真的精確度較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對目前的電廠仿真系統(tǒng)仿真的精確度較低的問題，提供一種電廠在線仿真系統(tǒng)和電廠在線仿真方法。
[0005]一種電廠在線仿真系統(tǒng)，包括:仿真控制模塊、在線仿真應(yīng)用模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊和在線仿真數(shù)據(jù)庫；
[0006]所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述在線仿真數(shù)據(jù)庫用于存儲仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果；
[0007]所述在線仿真應(yīng)用模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述仿真控制模塊用于控制所述數(shù)據(jù)獲取模塊和所述在線仿真應(yīng)用模塊進行仿真分析。
[0008]上述電廠在線仿真系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫，使得在線仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較大，從而使得在線仿真應(yīng)用模塊從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行的仿真分析精確度較高。
[0009]一種電廠在線仿真方法，基于上述電廠在線仿真系統(tǒng)上實現(xiàn)，該方法包括以下步驟:
[0010]通過仿真控制模塊控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫；
[0011]所述仿真控制模塊控制在線仿真應(yīng)用模塊從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；
[0012]在在線演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示；
[0013]在歷史演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)儲存時間順序進行歷史回放。
[0014]上述電廠在線仿真方法，通過仿真控制模塊控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)使得在線仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較大，從而在進行仿真時，仿真運行情況更符合實際機組的運作情況，繼而使得仿真分析的精確度較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為一實施例電廠在線仿真系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為一實施例常規(guī)仿真系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為一實施例客戶端與在線仿真數(shù)據(jù)庫架構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為一實施例獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)方式示意圖；
[0019]圖5為一實施例電廠在線仿真系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；
[0020]圖6為一實施例在線演示模式架構(gòu)示意圖；
[0021]圖7為另一實施例在線演示模式架構(gòu)示意圖；
[0022]圖8為一實施例歷史回放模式架構(gòu)示意圖；
[0023]圖9為一實施例歷史回放模式簡化架構(gòu)示意圖；
[0024]圖10為一實施例切換在線跟蹤模式流程圖；
[0025]圖11為一實施例電廠在線仿真方法流程圖。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的電廠在線仿真系統(tǒng)和電廠在線仿真方法的【具體實施方式】作詳細描述。
[0027]請參閱圖1，圖1為一實施例電廠在線仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]一種電廠在線仿真系統(tǒng)，包括:仿真控制模塊110、在線仿真應(yīng)用模塊130、數(shù)據(jù)獲取模塊170和在線仿真數(shù)據(jù)庫150 ；
[0029]所述數(shù)據(jù)獲取模塊170用于獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150 ;所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150用于存儲仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果；
[0030]所述在線仿真應(yīng)用模塊130用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150 ;所述仿真控制模塊110用于控制所述數(shù)據(jù)獲取模塊170和所述在線仿真應(yīng)用模塊130進行仿真分析。
[0031]上述電廠在線仿真系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)獲取模塊170獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫150，使得在線仿真數(shù)據(jù)庫150的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較大，從而使得在線仿真應(yīng)用模塊130從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行的仿真分析的精確度較高。
[0032]在一實施例中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊170可以通過傳輸控制協(xié)議或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議獲取實時數(shù)據(jù)庫記錄的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；通過訪問0？0服務(wù)器獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；
[0033]或
[0034]訪問預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器獲取所述數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器存儲的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。
[0035]實時數(shù)據(jù)庫可以預(yù)設(shè)置在電廠仿真室，操作員在實時數(shù)據(jù)庫上輸入現(xiàn)場的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，從而數(shù)據(jù)獲取模塊170可以從實時數(shù)據(jù)庫獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；0？0服務(wù)器指的是一種工業(yè)標準的服務(wù)器，可以存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器指的是可以從本地下載數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器對應(yīng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的內(nèi)容的服務(wù)器；通過不同的方式獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，從而可以在不同情況下選擇對應(yīng)的獲取方式，可以適應(yīng)更多的狀況，靈活性更尚。
[0036]在一實施例中，所述在線仿真應(yīng)用模塊130可以包括:仿真應(yīng)用模塊和在線分析應(yīng)用模塊；
[0037]所述仿真應(yīng)用模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立仿真模型，進行仿真；
[0038]所述在線分析應(yīng)用模塊用于監(jiān)測仿真過程和統(tǒng)計仿真結(jié)果。
[0039]建立的仿真模型可以包括電廠設(shè)備的仿真模型和電廠設(shè)備運行系統(tǒng)的控制模型等，利用在線分析應(yīng)用模塊可以更好的統(tǒng)計仿真結(jié)果，方便操作員進行統(tǒng)計和分析。
[0040]進一步的，在一實施例中，所述仿真應(yīng)用模塊可以包括:設(shè)備仿真模塊和控制邏輯仿真模塊；
[0041]所述設(shè)備仿真模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立電廠設(shè)備的仿真模型；所述控制邏輯仿真模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立控制信號仿真模型。
[0042]控制信號仿真模型可以是時序信號模型，控制指令模型等。
[0043]在一實施例中，在線仿真應(yīng)用模塊130還可以包括:歷史仿真模塊，用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和發(fā)生事故時的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述仿真模塊函數(shù)和發(fā)生事故時的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)建立仿真模型，根據(jù)所述仿真模型進行仿真分析。
[0044]歷史仿真模塊可以根據(jù)仿真模塊函數(shù)和發(fā)生事故時的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，從而可以再現(xiàn)發(fā)生事故時電廠機組運行情況，可以提高對過往電廠機組運行狀況的分析效率。
[0045]在一實施例中，在線仿真應(yīng)用模塊130還可以包括:經(jīng)濟分析模塊，用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫150調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)中的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)定的經(jīng)濟分析模型，對相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)進行仿真分析。
[0046]相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)可以包括:碳排放量、燃燒率等參數(shù)數(shù)據(jù)，通過分析這些參數(shù)數(shù)據(jù)從而可以更好的調(diào)整整個電廠機組運行的經(jīng)濟效率。
[0047]為了更進一步的詳細說明本發(fā)明的電廠在線仿真系統(tǒng)，下面將結(jié)合具體應(yīng)用實例進行說明。
[0048]常規(guī)仿真系統(tǒng)是典型的服務(wù)器丨客戶端的兩層架構(gòu)，如圖2所示，所有的客戶端應(yīng)用與仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫之間通過￠:01接口(即串行通訊端口)等進行數(shù)據(jù)通訊。各操作員端利用⑶1接口從仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示在操作員終端上；同時從操作員終端上發(fā)送操作員操作指令，再利用⑶1接口將操作員指令發(fā)送到仿真實時數(shù)據(jù)庫中。操作員終端與仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫是交互式的數(shù)據(jù)訪問，而仿真計算任務(wù)則是按照系統(tǒng)需要定時調(diào)用仿真模塊函數(shù)，其中各參數(shù)來自于仿真實時數(shù)據(jù)，并將計算結(jié)果寫回仿真實時數(shù)據(jù)庫。
[0049]請參閱圖3，圖3為一實施例客戶端與在線仿真數(shù)據(jù)庫架構(gòu)示意圖。
[0050]而對于本具體應(yīng)用實例來說，其數(shù)據(jù)源是與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的，不過本質(zhì)上仍然是兩層系統(tǒng)架構(gòu)，其中客戶端包括0(:3操作員站、0朋操作員站、輔控操作員站、就地操作員站、仿真工程師站、仿真教練員站、仿真計算任務(wù)和第三方通訊工具等，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過一個中間轉(zhuǎn)換過程，即通過在線仿真數(shù)據(jù)庫實時更新生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，同時也可以設(shè)置一個備用仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，從而在發(fā)生意外情況時可以恢復(fù)在線仿真實時內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的運作。
[0051]由于現(xiàn)場生產(chǎn)實時/歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)的差異，在線仿真系統(tǒng)所需要的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)來源也有所不同。出于電廠安全保護等方面的要求，現(xiàn)場生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)一般是不允許從外部直接訪問。
[0052]所以本具體應(yīng)用實例中，獲取現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)有下列三種途徑，如圖4所示:
[0053]⑴現(xiàn)場控制室利用！'00111:1~019^01:0(301，傳輸控制協(xié)議)/110？ (1)861- ？1~01:0。01，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)等通訊協(xié)議向仿真機發(fā)送現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，或者開發(fā) 0？0 ( 811(1 ￡111136(1(1111? ？1~00688用于過程控制的對象連接與嵌入技術(shù))接口，允許仿真機訪問其0？0服務(wù)器；
[0054](2)在電廠配置工業(yè)級生產(chǎn)實時/歷史數(shù)據(jù)庫(如？
3781:6111，工廠數(shù)據(jù)系統(tǒng))/20嫩0181^113111:6(1 ^6切01^ 八代卜丨，企業(yè)分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu))等)，該數(shù)據(jù)庫通過扣？#0？等通訊協(xié)議向仿真機發(fā)送現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)；
[0055](3)在仿真室內(nèi)配置了生產(chǎn)實時/歷史數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器，在線仿真系統(tǒng)可以直接訪問該鏡像服務(wù)器中存儲的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。本具體應(yīng)用實例可以采集電廠的機組003 (0181:1-113111:6(1 00111:1-01 3781:6111，分布式控制系統(tǒng))、輔控系統(tǒng)、網(wǎng)控系統(tǒng)、
121^11^1.11，遠方數(shù)據(jù)終端)等控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)支持通用的0？0接口通訊協(xié)議，也支持1002冊3通訊協(xié)議接口、多種控制系統(tǒng)專有八?I (^11^1011？1~0取'咖“叩應(yīng)用程序編程接口 )接口等多種接口形式。
[0056]請參閱圖5，圖5為一實施例電廠在線仿真系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
[0057]本具體應(yīng)用實例也支持與各生產(chǎn)實時/歷史數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)通訊，包括？I實時/歷史數(shù)據(jù)庫、￡0嫩實時/歷史數(shù)據(jù)庫、101001*12111實時/歷史數(shù)據(jù)庫、1113嘰實時/歷史數(shù)據(jù)庫、八0101實時/歷史數(shù)據(jù)庫等，接口與這些實時/歷史數(shù)據(jù)庫相對應(yīng)。
[0058]在線仿真應(yīng)用模塊可以分為兩類，即仿真應(yīng)用模塊和在線分析應(yīng)用模塊。仿真應(yīng)用模塊包括設(shè)備仿真模塊、控制邏輯仿真模塊、任務(wù)調(diào)度模塊、工況管理模塊、故障管理模塊等；在線分析應(yīng)用模塊包括監(jiān)測統(tǒng)計模塊、性能計算模塊等。
[0059]客戶端軟件可以包括003/02?21601:1~10 取辦3781:6111，數(shù)字電調(diào))/網(wǎng)控/輔控等各操作員站、教練員站、工程師站等客戶端工具。
[0060]根據(jù)所使用的數(shù)據(jù)是生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)還是歷史數(shù)據(jù)，可以將本具體應(yīng)用實例的系統(tǒng)分為在線運行和歷史運行；根據(jù)系統(tǒng)運行時各功能模塊是否執(zhí)行，可以將在線仿真系統(tǒng)分為演示和執(zhí)行兩種形態(tài)。對上面兩種分類標準進行組合，則可以將在線仿真系統(tǒng)分為四種運行模式:在線演示模式、歷史演示模式、在線執(zhí)行模式、歷史執(zhí)行模式。
[0061]請參閱圖6，圖6為一實施例在線演示模式架構(gòu)示意圖。
[0062]在線演示模式即在仿真客戶端上演示從現(xiàn)場生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫中獲取的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，所有仿真功能模塊無動作，相當于在仿真室中增添了現(xiàn)場控制室的一個顯示終端，只是該終端只用于顯示作業(yè)效果，而不能進行操作，同時也可以運行經(jīng)濟性指標與性能計算模塊，對經(jīng)濟性指標進行分析，如圖7所示。
[0063]請參閱圖8，圖8為一實施例歷史回放模式架構(gòu)示意圖。
[0064]歷史演示模式也叫歷史回放模式，即在仿真客戶端上演示從生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫中獲取的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，所有仿真功能模塊無動作。
[0065]這種運行模式的意義在于可以真實再現(xiàn)在某一歷史時間段里現(xiàn)場生產(chǎn)運行狀況，尤其對于事故追憶來說，該模式給事故分析人員提供了有效的憑證。
[0066]歷史回放模式作業(yè)架構(gòu)一般如圖8所示，如果仿真室能直接獲取生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，而且測試速度和效果足夠的話，在進行歷史回放的時候，可以省略上面通過仿真歷史數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)的過程，如圖9所示。
[0067]在歷史回放過程中，可以對回放過程進行有效地控制，即可以加速、減速歷史回放過程，還可以調(diào)整歷史數(shù)據(jù)回放的時間間隔，也可以將回放過程暫停在某個歷史時間片上，方便對該歷史時刻的運行狀況進行分析。
[0068]與在線演示模式類似，如果在歷史回放過程中，同時啟動經(jīng)濟性指標分析和性能計算模塊，也可以對機組歷史運行的經(jīng)濟性狀況進行回顧。
[0069]在線執(zhí)行模式，也叫在線跟蹤模式或者同步模式，就是讓仿真機與實際機組同步運行。在此模式下，實際機組的操作過程將實時地接入到仿真機上，仿真機組同步地、實時地運行。
[0070]機組操作過程接入仿真機可以分為自動接入和手動作業(yè)兩種方式，如果操作員操作記錄可以自動獲取，則可以實現(xiàn)自動將操作過程復(fù)現(xiàn)到在線跟蹤仿真機上，否則只能利用手動作業(yè)方式，實現(xiàn)在線跟蹤。
[0071]請參閱圖10，圖10為一實施例切換在線跟蹤模式流程圖。
[0072]仿真機從任何一種狀態(tài)切換到在線跟蹤模式時，需要進行一系列處理步驟:
[0073]首先需要對該時刻或一短時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果判斷是否可以切入到在線跟蹤模式，若不行，則電廠在線仿真系統(tǒng)退出啟動；
[0074]其次利用工況整定規(guī)則和在線跟蹤模式切入時刻的運行數(shù)據(jù)，進行工況狀態(tài)的判定。如果無法得到合理的穩(wěn)定工況狀態(tài)，則電廠在線仿真系統(tǒng)退出啟動；
[0075]然后啟動所有設(shè)備模型仿真模塊、控制邏輯仿真模塊以及其他仿真機運行所需模塊；
[0076]當所有模塊啟動之后，運行電廠在線仿真系統(tǒng)。由于在工況整定過程中需要一定的時間，所以運行電廠在線仿真系統(tǒng)之后，需要對仿真運行進行加速，從而與電廠機組的運行狀態(tài)一致；
[0077]如果在仿真機加速運行的過程中，在一定時間內(nèi)仍無法達到與機組同步的狀態(tài)，則退出電廠在線仿真系統(tǒng)；
[0078]當達到與機組同步的狀態(tài)之后，才能真正進入機組跟蹤模式，將仿真機運行速度降為正常速度，跟蹤機組運行。
[0079]利用在線跟蹤模式，可以很好地完成如下幾方面的功能:
[0080]模型檢驗:在線跟蹤模式，能在仿真機上正確真實再現(xiàn)現(xiàn)場實際運行狀況。
[0081]在使用在線跟蹤模式的時候，可以同時啟動一個在線演示模式的仿真系統(tǒng)，這樣就可以方便地在一定的精度范圍之內(nèi)對比在線跟蹤的效果與機組實際運行狀況是否一致。
[0082]故障預(yù)警:當在線跟蹤模式已經(jīng)運行穩(wěn)定之后，則可以使模型加速運行，如果超前運行的時候發(fā)現(xiàn)仿真機異常情況，在排除仿真系統(tǒng)內(nèi)部問題的情況下，則可以認定現(xiàn)場機組存在故障隱患，則可以在一定的精度范圍內(nèi)體現(xiàn)機組未來的運行情況，從而形成一種對機組事故進行預(yù)警的機制。
[0083]控制策略測試與調(diào)整:當在線跟蹤模式已經(jīng)運行穩(wěn)定之后，在線調(diào)整仿真機的控制參數(shù)、甚至是控制邏輯，以對比仿真機運行效果，從而進行控制策略的調(diào)整。
[0084]歷史執(zhí)行模式，也叫歷史重演模式，或者離線重演模式，這種模式在本質(zhì)上與在線跟蹤模式是一樣的。所不同的是，在線跟蹤模式在進入模式之前，數(shù)據(jù)分析和工況整定所使用的數(shù)據(jù)是生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；而歷史重演模式在進入模式之前，數(shù)據(jù)分析和工況整定所使用的數(shù)據(jù)是生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。
[0085]與在線跟蹤模式一樣，利用歷史重演模式，也可以進行模型檢驗工作，以及控制策略調(diào)整測試工作。
[0086]本具體應(yīng)用實例運行在在線演示模式下時，可以實時獲取現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并在操作員站上顯示機組運行特性的主要參數(shù)的實時、歷史趨勢。
[0087]如果運行在歷史回放模式下，可以利用現(xiàn)場生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，在仿真操作員站上顯示與現(xiàn)場一致的運行參數(shù)，比如顯示機組運行特性的主要參數(shù)曲線的歷史趨勢。
[0088]如果運行在在線演示模式下，可以對所獲取的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行分析，提供數(shù)據(jù)報警功能?；蚶媒?jīng)濟性指標運算和機組性能分析模塊，對生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟性指標計算，為機組安全經(jīng)濟運行提供指導(dǎo)依據(jù)。
[0089]利用本具體應(yīng)用實例的系統(tǒng)進行模型檢驗，需要同時啟動兩套運行模式，即一種是現(xiàn)場運行效果，另一種為仿真機運行結(jié)果。對于“在線跟蹤模式”加“在線演示模式”的組合來說，“在線演示模式”顯示的是現(xiàn)場真實運行效果，而在線跟蹤模式顯示的是工況整定之后的仿真機運行結(jié)果；而對于“歷史重演模式”加“歷史回放模式”的組合來說，“歷史回放模式”顯示的是現(xiàn)場歷史運行效果，而歷史重演模式則是利用歷史數(shù)據(jù)進行工況整定之后的仿真機運行結(jié)果。
[0090]針對于上述電廠在線仿真系統(tǒng)，本發(fā)明還提供基于該系統(tǒng)的電廠在線仿真方法，該方法可以提高電廠仿真分析的精確度。
[0091]請參閱圖11，圖11為一實施例電廠在線仿真方法流程圖。
[0092]一種電廠在線仿真方法，包括以下步驟:
[0093]步驟3301:通過仿真控制模塊控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫；
[0094]在步驟S301中，數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)可以有多種方式，比如通過傳輸控制協(xié)議或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議獲取實時數(shù)據(jù)庫記錄的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；通過訪問OPC服務(wù)器獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；或訪問預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器獲取所述數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器存儲的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。
[0095]步驟S303:所述仿真控制模塊控制在線仿真應(yīng)用模塊從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；
[0096]在步驟S303中，調(diào)用的仿真模塊函數(shù)可以包括電廠設(shè)備的仿真模型函數(shù)、計算函數(shù)等，生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)可以包括設(shè)備電流、電壓、功率等數(shù)據(jù)。
[0097]步驟S305:在在線演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示；
[0098]在步驟S305中，在線演示模式下，操作員可以看到電廠現(xiàn)場機組運行情況，但并不能進行仿真分析，可以方便操作員了解電廠工況。
[0099]步驟S307:在歷史演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)儲存時間順序進行歷史回放。
[0100]在步驟S307中，歷史演示模式下，可以回放以往的電廠機組運行數(shù)據(jù)，從而可以對歷史電廠機組運行情況進行總結(jié)和分析。
[0101]上述電廠在線仿真方法，通過仿真控制模塊控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)使得在線仿真數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源與現(xiàn)場實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)程度較大，從而在進行仿真時，仿真運行情況更符合實際機組的運作情況，繼而使得仿真分析的精確度較高。
[0102]在一實施例中，在控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)之前，所述仿真控制模塊對設(shè)定的時間段內(nèi)的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)與正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果確定工況狀態(tài)，若工況狀態(tài)正常，則啟動所有仿真運行所需模塊；
[0103]當所有模塊啟動之后，加快仿真機運行速度；當達到與電廠機組同步的狀態(tài)之后，將仿真機運行速度降為正常速度。
[0104]判斷工況狀態(tài)是為了確認當前工況狀態(tài)是否適合進行在線仿真操作，從而可以預(yù)防在不適合進行在線仿真操作時進行在線仿真；加快仿真機的運行速度使之與電廠機組同步是為了使仿真操作更能反映當前電廠機組的運作狀態(tài)。
[0105]在一實施例中，在將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫之后所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊加快仿真運行速度，并將仿真得到的運行數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示。
[0106]在進行在線仿真后，加快仿真運行速度，進行超前運行，可以在一定程度上體現(xiàn)機組未來的運行情況，從而可以對機組事故進行預(yù)警。
[0107]本發(fā)明的電廠在線仿真系統(tǒng)與本發(fā)明的電廠在線仿真方法一一對應(yīng)，在上述電廠在線仿真方法的實施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于電廠在線仿真系統(tǒng)的實施例中，特此聲明。
[0108]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括:仿真控制模塊、在線仿真應(yīng)用模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊和在線仿真數(shù)據(jù)庫； 所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)輸送至所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述在線仿真數(shù)據(jù)庫用于存儲仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果； 所述在線仿真應(yīng)用模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫；所述仿真控制模塊用于控制所述數(shù)據(jù)獲取模塊和所述在線仿真應(yīng)用模塊進行仿真分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)獲取模塊通過傳輸控制協(xié)議或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議獲取實時數(shù)據(jù)庫記錄的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；通過訪問OPC服務(wù)器獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)； 或 訪問預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器獲取所述數(shù)據(jù)庫鏡像服務(wù)器存儲的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述在線仿真應(yīng)用模塊包括:仿真應(yīng)用模塊和在線分析應(yīng)用模塊； 所述仿真應(yīng)用模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立仿真模型，進行仿真； 所述在線分析應(yīng)用模塊用于監(jiān)測仿真過程和統(tǒng)計仿真結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真應(yīng)用模塊包括:設(shè)備仿真模塊和控制邏輯仿真模塊； 所述設(shè)備仿真模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立電廠設(shè)備的仿真模型；所述控制邏輯仿真模塊用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)建立控制信號仿真模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，在線仿真應(yīng)用模塊還包括:歷史仿真模塊，用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和發(fā)生事故時的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述仿真模塊函數(shù)和發(fā)生事故時的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)建立仿真模型，根據(jù)所述仿真模型進行仿真分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電廠在線仿真系統(tǒng)，其特征在于，在線仿真應(yīng)用模塊還包括:經(jīng)濟分析模塊，用于從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)中的相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)定的經(jīng)濟分析模型，對相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)進行仿真分析。
7.一種電廠在線仿真方法，其特征在于，基于權(quán)利要求1至6任一所述的電廠在線仿真系統(tǒng)上實現(xiàn)，該方法包括以下步驟: 通過仿真控制模塊控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)輸送至在線仿真數(shù)據(jù)庫； 所述仿真控制模塊控制在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用所述仿真模塊函數(shù)和生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行仿真分析，并將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫； 在在線演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述在線仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，并將所述生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示； 在歷史演示模式下，所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊從所述仿真數(shù)據(jù)庫調(diào)用生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)儲存時間順序進行歷史回放。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電廠在線仿真方法，其特征在于，在控制數(shù)據(jù)獲取模塊獲取生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)之前，所述仿真控制模塊對設(shè)定的時間段內(nèi)的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)與正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果確定工況狀態(tài)，若工況狀態(tài)正常，則啟動所有仿真運行所需模塊； 當所有模塊啟動之后，加快仿真機運行速度；當達到與電廠機組同步的狀態(tài)之后，將仿真機運行速度降為正常速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電廠在線仿真方法，其特征在于，在將仿真結(jié)果寫入所述在線仿真數(shù)據(jù)庫之后所述仿真控制模塊控制所述在線仿真應(yīng)用模塊加快仿真運行速度，并將仿真得到的運行數(shù)據(jù)進行動態(tài)顯示。
【文檔編號】G06F17/50GK104462730SQ201410857340
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】羅嘉, 朱亞清, 陳世和, 余圣方, 潘鳳萍, 葉向前, 吳樂, 張曦, 李峰, 劉哲, 史玲玲 申請人:廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學(xué)研究院, 紫光（北京）智控科技有限公司