專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，特別是涉及一種發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)。
目前國(guó)內(nèi)外均有關(guān)于發(fā)電機(jī)組(包括火電、水電和核電機(jī)組)仿真系統(tǒng)的研究報(bào)道，并在國(guó)內(nèi)外安裝使用。但在國(guó)內(nèi)外的發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)中，對(duì)發(fā)電機(jī)組所接入的電網(wǎng)部分都毫不例外地作為無(wú)窮大電網(wǎng)處理。在電力工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)電機(jī)組，特別是大型發(fā)電機(jī)組所接入的電網(wǎng)都不是無(wú)窮大電網(wǎng)。尤其是在我國(guó)及發(fā)展中國(guó)家，電網(wǎng)容量一般都在20000MW以下，大型發(fā)電機(jī)組容量卻在200MW以上。大型發(fā)電機(jī)組所接入的電網(wǎng)完全不具備無(wú)窮大電網(wǎng)的性質(zhì)?，F(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的仿真系統(tǒng)，如《華北電力學(xué)院學(xué)報(bào)》1992、4報(bào)導(dǎo)的“寧夏大壩300MW機(jī)組全仿真機(jī)”，《河南電力》1990、4報(bào)導(dǎo)的“火電機(jī)組仿真機(jī)”，以及我國(guó)從美國(guó)、日本、法國(guó)全套引進(jìn)的火電機(jī)組和核電機(jī)組仿真系統(tǒng)中，都只仿真了發(fā)電機(jī)組部分，而把發(fā)電機(jī)組接入的電網(wǎng)作為無(wú)窮大電網(wǎng)處理。對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行結(jié)線和運(yùn)行特征沒(méi)有進(jìn)行仿真。例如在我國(guó)已使用的主要有1988年從美國(guó)全套進(jìn)口的300MW火電機(jī)組仿真系統(tǒng)，安裝在北京電力高等專(zhuān)科學(xué)校，模擬對(duì)象是，山東石橫電廠300MW單元式燃煤機(jī)組。該仿真系統(tǒng)只仿真了火電機(jī)組部份，包括計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)，與其連接的運(yùn)行技術(shù)研究軟件包，發(fā)電機(jī)組仿真軟件、教練員工作站設(shè)備、工程師終端設(shè)備、監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、音像仿真設(shè)備，發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電機(jī)組就地操作仿真顯示器等。對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行結(jié)線和運(yùn)行特征沒(méi)有進(jìn)行仿真，因此不能體現(xiàn)火電機(jī)組和電網(wǎng)相互作用、相互影響的運(yùn)行特征。既不能體現(xiàn)電網(wǎng)頻率、電壓變化，電網(wǎng)異常運(yùn)行及故障等對(duì)發(fā)電機(jī)組的影響;也不能體現(xiàn)發(fā)電機(jī)組不同運(yùn)行狀況，發(fā)電機(jī)組異常運(yùn)行和故障等對(duì)電網(wǎng)的影響。
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)沒(méi)有解決的發(fā)電機(jī)組所接入的電網(wǎng)的仿真問(wèn)題，提供一種包括發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠電網(wǎng)部分的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)中，設(shè)所仿真的發(fā)電機(jī)組(火電機(jī)組、水電機(jī)組、核能發(fā)電機(jī)組)為A，該臺(tái)發(fā)電機(jī)組A所在發(fā)電廠所運(yùn)行和管理的電網(wǎng)部份為B，A、B兩部分之外并與B部分相連接的其它電網(wǎng)部分為C，它包括了很大范圍內(nèi)的若干發(fā)電廠、變電站、輸電線路及負(fù)荷。在B、C兩部分之間，通過(guò)若干條輸電線路相連。由A、B、C三部分構(gòu)成了一個(gè)完整的電網(wǎng)。本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中的仿真范圍從A增加到(A+B)，且(A+B)具有(A+B+C)的實(shí)際運(yùn)行特征。這部份的設(shè)計(jì)原理是，1)用已經(jīng)考核通過(guò)的、能計(jì)算出電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行特征(包括潮流、穩(wěn)定和短路)的計(jì)算機(jī)離線計(jì)算程序，在通用計(jì)算機(jī)上計(jì)算出包括(A+B+C)在內(nèi)的全部電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行特征，并取出表征(A+B)部分實(shí)際運(yùn)行特征的計(jì)算數(shù)據(jù)。其中一些主要計(jì)算數(shù)據(jù)是A的有功功率p，無(wú)功功率Q及A故障對(duì)B的頻率f、母線電壓U、以及對(duì)B的潮流分布和穩(wěn)定性的影響關(guān)系;B的f、U變化及B短路或穩(wěn)定性破壞，對(duì)A的P、Q及運(yùn)行狀態(tài)的影響關(guān)系;B在不同運(yùn)行方式或倒閘操作情況下，B各部分潮流分布的變化和對(duì)B的穩(wěn)定性的影響關(guān)系。
2)用數(shù)據(jù)處理的方法，在通用計(jì)算機(jī)上，把第1)步得到的計(jì)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)i＝fi(x1、x2)(i＝1.2……n)，式中n為表征(A+B)部分實(shí)際運(yùn)行特征的表達(dá)式個(gè)數(shù)，根據(jù)仿真系統(tǒng)對(duì)仿真程度的要求決定。一般情況下10≤n≤30。yi、x1、x2為表示發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠電網(wǎng)部分運(yùn)行特征的參數(shù)，如P、Q、f、U及時(shí)間t等。
3)使用現(xiàn)有大型發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)已有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，仿真軟件支撐系統(tǒng)等仿真技術(shù)和方法，將第1)、2)步得到的數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)i＝fi(x1、x2)(i＝1、2……n)加上新增加的B部份的邏輯、報(bào)警、同期等仿真要求，采用大型發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)普通采用的高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和模塊化、結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的建模方式，建立發(fā)電廠電網(wǎng)部分B的數(shù)學(xué)模型軟件，擴(kuò)充和完善發(fā)電機(jī)組A的數(shù)學(xué)模型軟件。經(jīng)調(diào)試修改和驗(yàn)證后，得到本發(fā)明仿真系統(tǒng)的最終數(shù)學(xué)模型軟件。實(shí)現(xiàn)了對(duì)(A+B)進(jìn)行仿真，并使(A+B)具有在(A+B+C)條件下實(shí)際運(yùn)行特征的仿真結(jié)果。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備，與其連接的發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)，發(fā)電機(jī)組仿真軟件，教練員工作站設(shè)備及工程師終端設(shè)備，發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)及發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備可配置仿真軟件支撐系統(tǒng)，并使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)與上述各設(shè)備連接。其作用是便于建立、調(diào)試、修改和擴(kuò)充仿真軟件，為整個(gè)仿真系統(tǒng)的研制和運(yùn)行使用提供良好的人機(jī)界面和有力的工具。并使發(fā)電機(jī)組仿真軟件和發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和部分自動(dòng)化的軟件建立、調(diào)試過(guò)程和成果。其中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)主機(jī)設(shè)備、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、實(shí)用程序、仿真工具軟件等，其實(shí)時(shí)性、速度、內(nèi)存等指標(biāo)應(yīng)滿足本仿真系統(tǒng)的要求;發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)按照所選擇的仿真對(duì)象，以一個(gè)單元機(jī)組的真實(shí)控制盤(pán)臺(tái)為參照物進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制;發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)，以發(fā)電機(jī)組所在發(fā)電廠電網(wǎng)部分的真實(shí)控制盤(pán)臺(tái)作參照物，進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制;發(fā)電機(jī)組仿真軟件是按照所仿真的發(fā)電機(jī)組仿真范圍和仿真程度要求，根據(jù)發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)資料和運(yùn)行特征研制的一套數(shù)學(xué)模型軟件，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組仿真軟件進(jìn)行了擴(kuò)充和完善，體現(xiàn)了電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)組之間相互作用、相互影響的運(yùn)行特性;教練員工作站設(shè)備可以用操作鍵盤(pán)和計(jì)算機(jī)顯示器實(shí)現(xiàn)，也可以用微機(jī)實(shí)現(xiàn)。承擔(dān)對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行仿真培訓(xùn)和考核的教練員，通過(guò)操作鍵盤(pán)或微機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備輸入各種控制信號(hào)，以控制本仿真系統(tǒng)的開(kāi)、停，各種運(yùn)行工況初始狀態(tài)的變換和加入各種事故等。同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示器或微機(jī)顯示器接收由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備輸出到教練員工作站設(shè)備的各種信號(hào)，供教練員監(jiān)視并據(jù)此對(duì)本仿真系統(tǒng)進(jìn)行控制;工程師終端設(shè)備是連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備上的計(jì)算機(jī)顯示器，用于本仿真系統(tǒng)作離線或在線調(diào)試、修改、擴(kuò)充仿真軟件使用;發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件是按照所仿真的發(fā)電廠電網(wǎng)部分的仿真范圍和仿真程度要求，根據(jù)全部電網(wǎng)，即包括所仿真的發(fā)電機(jī)組、發(fā)電廠電網(wǎng)部分和電網(wǎng)的其它部分(即前述(A+B+C))的設(shè)計(jì)資料和運(yùn)行特征，研制的針對(duì)所仿真發(fā)電廠電網(wǎng)部分的一套數(shù)學(xué)模型軟件。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備和仿真軟件支撐系統(tǒng)還可連接運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備、監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備及音像仿真設(shè)備。其中運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備是專(zhuān)用于本仿真系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)研究的設(shè)備;監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備是用于仿真發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠電網(wǎng)部分監(jiān)控計(jì)算機(jī)功能的設(shè)備;計(jì)算機(jī)外部設(shè)備是用于計(jì)算機(jī)輸出或外存的設(shè)備，如打印機(jī)、繪圖儀、磁盤(pán)機(jī)及磁帶機(jī)等;音像仿真設(shè)備是專(zhuān)用于仿真發(fā)電機(jī)組，如火電機(jī)組的鍋爐燃燒火焰、汽包水位、以及設(shè)備運(yùn)行和事故情況下的音響的設(shè)備。運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備和監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備的工作方式同教練員工作站設(shè)備，通過(guò)操作運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備或/和監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真設(shè)備的輸入設(shè)備，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入控制信號(hào)，以控制本發(fā)明仿真系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行技術(shù)研究的內(nèi)容和監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真的功能要求。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備，仿真軟件支撐系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)組仿真軟件及發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件進(jìn)行運(yùn)算和處理后，在運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備或/和監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真設(shè)備的輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示、打印或繪圖，取得工作結(jié)果。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備和仿真軟件支撐系統(tǒng)還可連接發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)。發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)與發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)的功能及原理一致。發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)與發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)的功能及原理一致。這兩種就地操作仿真盤(pán)分別用于對(duì)發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)以外的就地操作設(shè)備，如火電廠的閥門(mén)、檔板、泵、風(fēng)機(jī)和隔離開(kāi)關(guān)等的仿真。在擴(kuò)充配置發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)之后，使本仿真系統(tǒng)在仿真范圍和仿真功能上，達(dá)到了和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程完全一致的程度。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠仿真系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)、發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)可以是虛擬盤(pán)臺(tái)，即用計(jì)算機(jī)顯示器實(shí)現(xiàn)。也可以是真實(shí)的控制盤(pán)臺(tái)，此時(shí)就在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)與真實(shí)的控制盤(pán)臺(tái)之間，設(shè)置用于其間進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換和傳遞的I/O接口設(shè)備。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠仿真系統(tǒng)中的I/O接口設(shè)備還可擴(kuò)充配置照明仿真設(shè)備及發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的同期仿真設(shè)備。用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組集控室照明系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組同期系統(tǒng)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分同期系統(tǒng)的仿真。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠仿真系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，解決了現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組仿真系統(tǒng)不能體現(xiàn)電網(wǎng)頻率、電壓變化，電網(wǎng)異常運(yùn)行及故障等對(duì)發(fā)電機(jī)組的影響問(wèn)題，以及不能體現(xiàn)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況的變化，發(fā)電機(jī)組異常運(yùn)行和故障對(duì)電網(wǎng)影響的仿真問(wèn)題。該仿真系統(tǒng)不僅能對(duì)大型發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行人員在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行培訓(xùn)和考核，還可對(duì)發(fā)電廠的值長(zhǎng)、網(wǎng)控系統(tǒng)的運(yùn)行人員，以及變電站運(yùn)行人員在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行培訓(xùn)和考核，使其掌握相應(yīng)的操作技能和事故處理的應(yīng)變能力，保證發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的安全、優(yōu)質(zhì)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例

圖1本發(fā)明基本仿真系統(tǒng)示意2本發(fā)明實(shí)施例仿真系統(tǒng)示意3發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真控制盤(pán)臺(tái)的基本盤(pán)面示意4發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)基本盤(pán)面示意5本發(fā)明仿真系統(tǒng)輸入一輸出工作過(guò)程示意6本發(fā)明計(jì)算機(jī)程序流程圖。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)(實(shí)施例為330MW火電機(jī)組及該火電機(jī)組接入的220千伏電網(wǎng)部份)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備(3)和仿真軟件支撐系統(tǒng)(12)與其連接的運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備(14)，發(fā)電機(jī)組仿真軟件(6)、教練員工作站設(shè)備(4)工程師終端設(shè)備(5)、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件(7)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備(16)、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(13)及音像仿真設(shè)備(15)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備(3)和仿真軟件支撐系統(tǒng)(12)通過(guò)I/O接口設(shè)備(17)還連接有發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)(8)、發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)(1)，發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)(9)、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)(2)、照明仿真設(shè)備(10)及發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)同期仿真設(shè)備(11)。其中發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)的基本盤(pán)面布置包含了兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組，[(1)號(hào)發(fā)電機(jī)組和(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組]，其中一臺(tái)為被仿真的大型發(fā)電機(jī)組，兩條輸電線路[(1)號(hào)饋電線路和(2)號(hào)饋電線路]和兩條母線[(1)段母線和(2)段母線]帶母聯(lián)開(kāi)關(guān)的發(fā)電廠電網(wǎng)部分的盤(pán)臺(tái)盤(pán)面。發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真控制盤(pán)臺(tái)的基本盤(pán)面(見(jiàn)圖3)包括(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組，(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的斷路器在盤(pán)臺(tái)上的控制開(kāi)關(guān)(18)、(21)、(28)、(32)、(24);(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組，(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的隔離開(kāi)關(guān)在盤(pán)臺(tái)上的遠(yuǎn)方操作控制開(kāi)關(guān)的位置指示器(19)、(22)、(29)、(30)、(33)、(34)、(25)、(26);(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組，(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的同期系統(tǒng)投入開(kāi)關(guān)(20)、(23)、(31)、(35)、(27);(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組，(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的電流表(37)、(39)、(36)、(40)、(38);(1)、(2)段母線的電壓表及其轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(41)、(43)及(42)、(44);(1)、(2)段母線的電網(wǎng)頻率表(45)、(46);(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組、(1)、(2)號(hào)饋電線路、(1)、(2)段母線及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的故障報(bào)警光字牌(48)、(50)、(47)、(51)、(49);同期系統(tǒng)指示儀表(52);同期系統(tǒng)的投入和工作方式選擇控制開(kāi)關(guān)(53)、(54)、(55)。在盤(pán)臺(tái)后面還裝設(shè)有用于故障報(bào)警的電笛或電鈴。發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)的基本盤(pán)面(見(jiàn)圖4)布置設(shè)備與發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)的基本盤(pán)面布置設(shè)備一一對(duì)應(yīng)。包括(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組，(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的斷路器在盤(pán)上的顯示器(56)、(58)、(63)、(66)、(60)，分別與發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)上相應(yīng)的控制開(kāi)關(guān)(18)、(21)、(28)、(32)、(24)對(duì)應(yīng);(1)、(2)號(hào)發(fā)電機(jī)組、(1)、(2)號(hào)饋電線路及母聯(lián)開(kāi)關(guān)的隔離開(kāi)關(guān)在盤(pán)臺(tái)上的遠(yuǎn)方操作控制開(kāi)關(guān)(57)、(59)、(64)、(65)、(67)、(68)、(61)、(62)，分別與發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)相應(yīng)的遠(yuǎn)方操作控制開(kāi)關(guān)的位置指示器(19)、(22)、(29)、(30)、(33)、(34)、(25)、(26)對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)的輸入一輸出工作過(guò)程(見(jiàn)圖5)是，仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，被培訓(xùn)或考核的運(yùn)行人員或生產(chǎn)管理人員，就如同在實(shí)際發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠一樣，對(duì)設(shè)備(1)或/和(2)或/和(8)或/和(9)或/和(10)或/和(11)或/和(16)進(jìn)行監(jiān)視和操作。操作的信號(hào)通過(guò)設(shè)備(17)或直接進(jìn)入設(shè)備(3)。經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備(3)、發(fā)電機(jī)組仿真軟件(6)、發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真軟件(7)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理后，將結(jié)果迅速通過(guò)(17)或直接輸出到設(shè)備(1)、(2)、(8)、(9)、(10)、(11)、(16)和(15)上，使被培訓(xùn)或考核的人員了解這些設(shè)備的運(yùn)行工況和聲、光、圖象等信號(hào)變化，如同在實(shí)際發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)發(fā)生的變化一樣。被培訓(xùn)或考核的人員，在對(duì)新的工作狀態(tài)作出判斷后，又進(jìn)行下一步操作，持續(xù)運(yùn)行下去。本仿真系統(tǒng)在進(jìn)行人員培訓(xùn)和科學(xué)研究的實(shí)時(shí)環(huán)境下其工作過(guò)程是1.在教練員工作站設(shè)備(4)的控制下，使本仿真系統(tǒng)進(jìn)入在某種運(yùn)行工況下的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，即某種與實(shí)際的發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠電網(wǎng)部分幾乎一模一樣的工作狀態(tài)，其中包括某種事故狀態(tài)。
2.運(yùn)行人員在(1)和/或(8)和/或(2)和/或(9)和/或(10)和/或(11)和/或(16)上進(jìn)行操作，產(chǎn)生的模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備(3)中。
3.發(fā)電機(jī)組仿真軟件(6)、發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真軟件(7)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真軟件(16)、教練員工作站軟件(4)、運(yùn)行技術(shù)研究站軟件(14)一直在設(shè)備(3)中運(yùn)行，對(duì)輸入設(shè)備(3)的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和處理，一般在1秒內(nèi)完成一次全部數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理，并刷新輸出數(shù)據(jù)的全過(guò)程。
4.第3步的計(jì)算處理結(jié)果，由設(shè)備(3)送回到發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)(1)、發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)(8)、發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真控制盤(pán)臺(tái)(2)、發(fā)電廠電網(wǎng)部份就地操作仿真盤(pán)(9)、照明仿真設(shè)備(10)、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)同期仿真設(shè)備(11)，教練員工作站設(shè)備(4)、運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備(14)、音像仿真設(shè)備(15)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真設(shè)備(16)、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(13)中，其相應(yīng)儀表指示、顯示器畫(huà)面、信號(hào)、燈光、音響等出現(xiàn)與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的狀態(tài)變化幾乎一模一樣的相應(yīng)變化，即在設(shè)備(4)上顯示用于教練員監(jiān)視的相應(yīng)信號(hào)，在設(shè)備(14)上顯示科學(xué)研究的結(jié)果信號(hào)，在設(shè)備(15)、(16)和(13)上輸出音像、監(jiān)控計(jì)算機(jī)仿真和打印存儲(chǔ)信號(hào)。通過(guò)以上四項(xiàng)步驟完成本仿真系統(tǒng)的一個(gè)工作過(guò)程。該過(guò)程完成的時(shí)間，幾乎與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程完成的時(shí)間一樣。本仿真系統(tǒng)在進(jìn)行調(diào)試、修改或擴(kuò)充仿真軟件的環(huán)境下(可以是實(shí)時(shí)環(huán)境，也可以是非實(shí)時(shí)環(huán)境)，其工作過(guò)程是1)如果是實(shí)時(shí)環(huán)境，需在前述工作過(guò)程中第三步之前，增加一項(xiàng)從工程師終端設(shè)備(5)上的輸入信號(hào)。當(dāng)設(shè)備(3)、(6)、(7)、(16)、(14)接收到設(shè)備(5)的信號(hào)后，進(jìn)行信號(hào)處理，并實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件(6)、(7)、(16)、(14)的調(diào)試、擴(kuò)充或修改，其結(jié)果又送回到設(shè)備(5)中顯示，此時(shí)設(shè)備(1)、(2)、(4)、(8)、(9)仍然在工作。由于設(shè)備(1)、(2)、(4)、(8)和(9)比設(shè)備(5)排在設(shè)備(3)上的更高優(yōu)先級(jí)，故設(shè)備(3)、軟件(6)、(7)、(16)和(14)將優(yōu)先完成由設(shè)備(1)、(2)、(4)、(8)和(9)的輸入信號(hào)要求的工作。因而設(shè)備(5)的輸入信號(hào)不影響本仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行。2)如果是非實(shí)時(shí)環(huán)境，即停止了設(shè)備(4)、(1)、(2)、(8)、(9)的實(shí)時(shí)運(yùn)行任務(wù)，則由設(shè)備(5)與設(shè)備(3)、(4)、軟件(6)、(7)、(16)和(14)直接進(jìn)行仿真軟件調(diào)試，修改和擴(kuò)充即可。
本發(fā)明發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序流程(見(jiàn)圖6)是，程序啟動(dòng)后，首先判斷是否同時(shí)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠電網(wǎng)部份的仿真軟件。如否，則只運(yùn)行發(fā)電機(jī)組仿真軟件。這時(shí)，必須首先置入電網(wǎng)頻率f，電網(wǎng)母線電壓V為常數(shù)，且在發(fā)電機(jī)組仿真軟件運(yùn)行過(guò)程中，f和V的值不變。這表明發(fā)電機(jī)組所接入的電網(wǎng)為無(wú)窮大電網(wǎng);如是，則把包括電網(wǎng)頻率f和電網(wǎng)母線電壓V在內(nèi)的所有變量賦予初始數(shù)值，即數(shù)據(jù)庫(kù)初始化。數(shù)據(jù)庫(kù)所有變量的值，包括f和V，在程序運(yùn)行中，均要發(fā)生變化。數(shù)據(jù)庫(kù)的值經(jīng)本程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理后，將在相應(yīng)的技術(shù)硬件上，顯示出其運(yùn)行狀態(tài)。例如儀表的指示，燈光的亮、暗及各種顯示器的畫(huà)面等。運(yùn)行人員可根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的需要，任意操作發(fā)電機(jī)組和發(fā)電廠電網(wǎng)部份的控制盤(pán)臺(tái)及相應(yīng)的就地盤(pán)。即對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，本計(jì)算機(jī)程序立即讀入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，刷新數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)立即進(jìn)行程序的運(yùn)行和處理。如果正確操作，則進(jìn)入新的正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示和打印，刷新數(shù)據(jù)庫(kù)，并在相應(yīng)的技術(shù)硬件上，顯示出其運(yùn)行狀態(tài)。如果是錯(cuò)誤操作，則進(jìn)入異常或故障運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，顯示和打印，同時(shí)報(bào)警系統(tǒng)工作。例如電笛，電鈴等報(bào)警音響發(fā)聲，燈光閃光，報(bào)警顯示和報(bào)警打印機(jī)動(dòng)作等。相應(yīng)的技術(shù)硬件上，也顯示出異?；蚬收系倪\(yùn)行狀態(tài)。除了運(yùn)行人員的操作之外，本計(jì)算機(jī)程序還能在教練員工作站的控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)初始化運(yùn)行狀態(tài)的重新設(shè)置，改變外部參數(shù)和設(shè)置故障運(yùn)行狀態(tài)等。本程序執(zhí)行完任何工作過(guò)程后，都可回到程序“數(shù)據(jù)庫(kù)初始化”的始端，繼續(xù)重新進(jìn)行判斷和工作，周而復(fù)始地執(zhí)行，直至停機(jī)為止。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備，與其連接的發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電機(jī)組仿真軟件、教練員工作站設(shè)備及工程師終端設(shè)備，其特征在于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備還連接有發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真控制盤(pán)臺(tái)及發(fā)電廠電網(wǎng)部份仿真軟件。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備配置有仿真軟件支撐系統(tǒng)，并與發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)，發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電機(jī)組仿真軟件、教練員工作站設(shè)備、工程師終端設(shè)備、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件相連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)還連接有運(yùn)行技術(shù)研究站設(shè)備、音像仿真設(shè)備、監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)備和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備及仿真軟件支撐系統(tǒng)，還連接有發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)和發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)，發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)及發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)是計(jì)算機(jī)顯示器。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于發(fā)電機(jī)組仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真控制盤(pán)臺(tái)、發(fā)電機(jī)組就地操作仿真盤(pán)及發(fā)電廠電網(wǎng)部分就地操作仿真盤(pán)是真實(shí)的控制盤(pán)臺(tái)，并在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備與上述仿真控制盤(pán)臺(tái)和就地操作仿真盤(pán)之間設(shè)置有I/O接口設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，其特征在于與I/O接口設(shè)備還連接有照明仿真設(shè)備及發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)同期仿真設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠仿真系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備，與其連接的發(fā)電機(jī)組仿真軟件及控制盤(pán)臺(tái)、教練員工作站設(shè)備、工程師終端設(shè)備、發(fā)電廠電網(wǎng)部分仿真軟件及控制盤(pán)臺(tái)等。不僅可對(duì)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行人員和生產(chǎn)管理人員在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行培訓(xùn)和考核，還可對(duì)發(fā)電廠的值長(zhǎng)、電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行人員、變電站的運(yùn)行人員，以及生產(chǎn)管理人員在仿真系統(tǒng)上進(jìn)行培訓(xùn)和考核。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1109986SQ95104488
公開(kāi)日1995年10月11日 申請(qǐng)日期1995年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月4日
發(fā)明者林浩垣, 方文弟, 郭成霖, 陶森林, 鄒振宗, 汪涵, 張曉明, 陳苑文, 羅大富, 左云 申請(qǐng)人:四川省電力工業(yè)局