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基于虚拟DCS技术的电站汽水系统仿真建模

作　者: 傅晓波
导　师: 胡念苏
学　校: 武汉大学
专　业: 热能工程
关键词: 虚拟DCS技术汽水系统分散式仿真模块化建模图形组态
分类号: TM621
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 158次
引　用: 1次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
主要符号说明  8-9
1．绪论  9-16
  1．1 课题背景  9-10
  1．2 电站仿真技术的发展现状  10-13
  1．3 虚拟DCS技术的特点  13-15
  1．4 论文的主要研究内容  15-16
2．基于图形组态的可压缩流体网络仿真模型  16-29
  2．1 流体网络中压力和流量的特性  16
  2．2 流体网络的基本概念和特性  16-19
  2．3 节点压力法的数学模型  19-21
  2．4 流体网络的图形组态实现  21-28
  2．5 本章的分析与讨论  28-29
3．电站汽水系统的仿真研究  29-45
  3．1 汽水系统仿真研究的对象和任务  29-31
  3．2 基于图形组态的建模方法  31-36
  3．3 汽水系统数学模型  36-44
  3．4 本章小结  44-45
4．汽水系统仿真的开发环境与仿真软件的实现  45-60
  4．1 仿真开发环境介绍  45-52
  4．2 汽水系统仿真软件的实现  52-59
  4．3 本章小结  59-60
5．电站汽水系统仿真模型动静态特性及分析  60-66
  5．1 静态仿真结果  60-61
  5．2 动态仿真结果  61-65
  5．3 本章小结  65-66
6．总结  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  71

基于虚拟DCS技术的电站汽水系统仿真建模

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