[发明专利]一种基于仿真-控制一体化设计的发电厂激励仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于火电厂发电机组仿真控制技术领域，具体涉及为激励式仿真系统对组控制系统的监视和对机组控制系统的仿真运行。

背景技术

随着我国电力工业的高速发展和不同控制风格的分散控制系统(DCS)在新型电站中的应用，电力生产过程对运行人员和热工人员的技术要求越来越高。智能电网对智能电厂的数字化水平要求也越来越高。工业发展、城市建设、人民生活等各个方面对电力的需求也越来越高，一方面，要确保已有电厂的稳定运行，设备陈旧的电厂安全顺利改造，做好电厂新员工的培养，提高运行人员的操作水平和热工人员的检修维护能力；另一方面，在安全生产、节能减排的大环境下，电厂需要考虑高效使用能源，优化控制策略，研究火电厂新技术。

目前DCS厂家提供的激励仿真系统能满足电厂运行人员培训的基本需求，但是仍然有以下不足之处：

1)仿真系统是独立的信息孤岛，不能查看各机组实际运行的信息，不能有效进行实际机组故障分析和故障重演，更不能获取实际机组的信息，以便于对仿真模型进行修正。

2)VDPU仿真站一台电脑只能运转3～5个VDPU，实现大系统仿真，成本较高

3)部分仿真系统缺乏一次设备仿真或者缺乏实验机柜，设备维修时需要更加慎重讨论或咨询厂家，仿真培训的效果不佳

4)仿真系统与信息系统或WEB服务各自独立与机组系统连接，增加了系统复杂度

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本申请提出一种火电厂控制系统与仿真系统一体化的激励仿真系统。通过激励仿真系统，在确保机组控制系统安全性的前提下，为员工培训、系统维护、事故分析、控制系统科学研究提供了更加真实的系统平台，为提高员工技术能力、推动新控制策略应用、研究控制系统新技术、提高电厂数字化水平起到重要作用。

本申请公开的基于仿真-控制一体化设计的发电厂激励仿真系统在保证发电厂单元机组控制系统安全隔离的前提下，实现了激励仿真系统，同时具备对各个机组控制系统实时监视的功能。

本发明具体采用以下技术方案：

一种基于仿真-控制一体化设计的发电厂激励仿真系统，该激励仿真系统主要包括：控制系统接口站、机组仿真操作站、单向隔离设备、仿真VDPU、电厂一次设备仿真模型；其特征在于：

每一台发电机组配置一台控制系统接口站、一台机组仿真操作站，所述发电厂激励仿真系统中每一台发电机组共用的设备有：仿真VDPU、电厂一次设备仿真站；

各发电机组的仿真操作站与仿真VDPU、发电厂一次设备仿真站通过网络相连；

每台发电机现场运行的机组控制系统采用控制系统接口站、单向隔离设备连接至所述网络，单向隔离设备确保机组控制系统与所述激励仿真系统安全隔离，只允许机组控制系统和所述网络之间单向通讯，该网络上同时接有交换机；

所述机组仿真操作站具有两种工作模式：即实时监视模式和仿真运行模式；

仿真操作站采用客户机/服务器结构、即C/S结构，通过数据源切换的方式实现在实时监视模式和仿真运行模式这两种工作模式之间的切换；当所述机组仿真操作站工作在实时监视模式下，机组控制系统的全部实时数据通过控制系统接口站转发给仿真操作站，仿真操作站监控画面显示机组系统的实时数据，实现对现场运行的机组控制系统实时进行监视；当所述仿真操作员站工作在仿真运行模式下，仿真操作员站与仿真VDPU、电厂一次设备仿真站相连，仿真操作站直接访问仿真设备的实时数据和历史数据，进行仿真运行，实现对仿真设备的监视和控制；

所述仿真VDPU为一虚拟的控制器，模拟6～10个实际分散控制系统DPU的功能，仿真VDPU与电厂一次设备仿真模型通讯；

一次设备仿真模型完成发电厂一次设备的仿真。

本发明还进一步包括以下优选技术方案：

所述仿真操作站采用C/S结构，可通过数据源切换实现运行模式的切换，即：仿真操作站可以选择实际运行机组实时转发的数据为数据源，对机组运行情况进行实时监视，包括查看所有的实时工艺运行情况、设备运行状态、历史数据查询；也可以选择仿真系统的VDPU、即虚拟DPU和实验DPU为数据源，进行仿真运行、仿真预测、控制策略研究、操作培训、设备维护实验。

所述仿真VDPU工作站还具有逻辑暂停、逻辑运行、保存工况、加载工况功能。