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水泵水轮机过渡过程半实物仿真平台的软件设计与实现

作　者: 刘星星
导　师: 黄正军
学　校: 华中科技大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 水泵水轮机过渡过程半实物仿真仿真平台
分类号: TV734
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前，抽水蓄能电站朝着高水头、大容量化的方向发展，且引水系统复杂，水泵水轮机工况转换频繁，这些特征给电站的正常运行带来了安全隐患。由于水泵水轮机过渡过程计算有助于确定抽水蓄能电站的主要参数和规模，并在抽水蓄能电站安全运行过程中起关键作用，因此可靠的水泵水轮机过渡过程计算显得十分重要。随着计算机在工程应用领域的快速发展，计算机仿真技术作为抽水蓄能电站设计阶段和运行阶段保证电站运行安全的重要手段之一，在过渡过程研究和实际水泵水轮机调节系统设计方面得到广泛的应用。其中，半实物仿真建模成本低、风险较小、周期较短、实时性好，于是采用半实物仿真技术构建水泵水轮机过渡过程仿真平台。论文首先通过深入了解水泵水轮机过渡过程特性以及机组运行特点，在工控机上建立了系统仿真模型来模拟实际系统的动态特性，将贝加莱X20控制器以实物形态嵌入到软件环境中控制系统仿真的运行，并结合人性化的界面，构建了半实物仿真平台。其次，根据水泵水轮机半实物仿真平台的总体构架和硬件环境特点，完成平台软件系统的设计与研究，实现系统各个模块的功能，并对系统仿真结果进行综合分析。最后，论文对典型实例进行仿真试验，试验中动态仿真过程响应迅速且稳定，很好的反映了相应工况下水泵水轮机过渡过程的特性，还可不断的调整实验参数寻找合理的调节参数和有效检验控制器的各项性能指标。实验证明，水泵水轮机过渡过程半实物仿真平台不仅可以模拟实际的物理系统的动态特性，而且可校核各种系统方案和优化运行参数的合理性，对实际机组的安全、可靠运行具有重要指导意义。此外，平台可结合不同类型的控制器进行仿真试验，方便对控制器产品的研发和调试。系统开发成本小、风险低、实时性高，为控制策略的深入研究提了良好的实验平台。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 课题来源  9
  1.2 研究背景  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-13
  1.4 研究目的与意义  13-14
  1.5 论文主要研究内容  14-16
2 水泵水轮机过渡过程数学模型  16-25
  2.1 水泵水轮机全特性描述  16-21
  2.2 水泵水轮机全特性空间曲面数学模型  21-23
  2.3 水泵水轮机过渡过程特点及数学模型  23-24
  2.4 本章小结  24-25
3 半实物仿真平台总体设计  25-30
  3.1 半实物仿真平台总体结构  25-27
  3.2 半实物仿真平台的仿真实现  27-29
  3.3 本章小结  29-30
4 仿真系统的软件设计与实现  30-43
  4.1 软件系统的功能  30
  4.2 软件系统的基本构成  30-32
  4.3 软件系统的实现  32-38
  4.4 仿真图形界面设计  38-42
  4.5 本章小结  42-43
5 仿真实例与结果分析  43-48
  5.1 空载开机仿真试验  43-44
  5.2 开机带负荷仿真试验  44
  5.3 甩负荷仿真试验  44-45
  5.4 水泵启动仿真试验  45-46
  5.5 水泵断电仿真试验  46
  5.6 本章小结  46-48
6 总结与展望  48-50
  6.1 论文总结  48
  6.2 未来展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-54

水泵水轮机过渡过程半实物仿真平台的软件设计与实现

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