火电生产运行过程由于大量高温高压工质的存在,生产过程的安全性尤为重要,其操作人员也应该拥有丰富的现场知识和操作经验。随着技术的发展,火电机组也越来越向高参数、大容量的方向发展,现场设备和控制系统也趋向复杂化,操作人员若未经过有效的培训很难掌握操作技术,运行中一旦发生设备故障或自动控制失灵,运行安全性很难保证。而电站仿真机作为一种经济有效的培训手段,极大的解决了这一问题。 由于传统仿真机普遍采用仿控制的技术,难以实现最优的仿真效果。作为一种新兴的仿真手段,虚拟DCS的仿真方式被提出来。它是基于虚拟的仿真策略和虚拟电站技术,将仿真技术与控制技术有机结合的仿真方式,使控制领域的优势技术可应用于仿真平台之上,解决了传统仿真方式中一些难以克服的问题,是仿真技术发展的一个新内容。 新型仿真平台Simpanel正是基于虚拟DCS技术的仿真系统,平台很好的与新华控制公司的控制平台XDPS相结合将虚拟DCS仿真方式付诸实现。作者应用新型仿真平台Simpanel搭建了锅炉汽水系统的仿真模型,并对于这种新型仿真平台的架构进行了完善和扩充,具体完成工作如下: 1) 流体网络模型是建立系统仿真模型的基础,本文对节点法进行了分析研究,推导出了适用于新型平台的流体网络的计算模型,开发了可压缩流体网络的图形组态仿真模型,该模型的应用具有求解速度快、建模简便、调试手段灵活、稳定性好等特点,弥补了传统仿真软件的不足,并成为新型平台上组建系统模型的基本模块之一。 2) 汽水系统是电站系统的重要组成部分之一,其结构复杂,与其它系统联系紧密,对于电站稳定运行起着至关重要的作用,同时复杂的热力系统也使之成为仿真建模中的难点所在。本文在对汽水系统分析研究的基础上,利用仿真平台Simpanel建立了该系统设备的动态数学模型,组成了通用的模块类库。 3) 采用模块化的建模手段和图形组态方法建立汽水系统仿真模型过程,并对基于虚拟DCS仿真技术建立的模型进行了数值分析和验证,对其静态和动态特性进行了仿真研究。 4) 将研究成果纳入新华控制工程有限公司的Simpanel分散式仿真系统平台,并应用于某300MW机组仿真系统的开发和实践,取得了较好的仿真效果。