一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下的全數(shù)字仿真平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，該平臺(tái)由任務(wù)管理站、工程師站、分析站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。任務(wù)管理站完成整個(gè)仿真分析任務(wù)的調(diào)度以及對(duì)象模型與控制模型的運(yùn)算；工程師站完成對(duì)象模型與控制模型的建立以及系統(tǒng)維護(hù)；分析站用于系統(tǒng)控制策略的分析和調(diào)整。
【專利說(shuō)明】—種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下的全數(shù)字仿真平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，屬于火電機(jī)組仿真領(lǐng)域，尤其涉及汽輪發(fā)電機(jī)組在孤立電網(wǎng)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行的仿真分析。
【背景技術(shù)】
[0002]雨雪凝凍災(zāi)害的頻繁發(fā)生，電力的高負(fù)荷、長(zhǎng)距離輸送，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜增大了電網(wǎng)解列成孤立電網(wǎng)的可能。對(duì)于孤立電網(wǎng)，電網(wǎng)的負(fù)荷平衡調(diào)節(jié)能力弱，電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置難以發(fā)揮作用，當(dāng)電網(wǎng)中某臺(tái)發(fā)電機(jī)組跳閘、線路故障或用戶負(fù)荷產(chǎn)生較大波動(dòng)時(shí)，機(jī)組不能快速平衡網(wǎng)上負(fù)荷，直接危及電網(wǎng)及機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，對(duì)孤立電網(wǎng)下機(jī)組如何穩(wěn)定運(yùn)行開(kāi)展研究，是目前電力行業(yè)高度重視并已不斷開(kāi)展的工作。
[0003]當(dāng)前，如何維持孤立電網(wǎng)下機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，手段非常有限。大多僅利用非常有限的案例，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整和參數(shù)設(shè)置；或者利用通用軟件所建立的經(jīng)典模型進(jìn)行機(jī)理分析。
[0004]主要存在以下不足:1)通用性不強(qiáng)；2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整和設(shè)置參數(shù)，理論依據(jù)不足，參數(shù)和運(yùn)行方式是否最優(yōu)沒(méi)有依據(jù)；3)利用軟件建立經(jīng)典模型，精度和仿真范圍有限，沒(méi)有同步考慮汽機(jī)、鍋爐、廠用電、控制系統(tǒng)。
[0005]針對(duì)目前存在的問(wèn)題，急需開(kāi)發(fā)一種高效、可靠的分析工具，以尋求汽輪發(fā)電機(jī)組在孤立電網(wǎng)下穩(wěn)定運(yùn)行的手段和控制策略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，可以根據(jù)需要建立特定對(duì)象的仿真模型，可以對(duì)孤立電網(wǎng)下汽輪發(fā)電機(jī)組面臨的特殊工況進(jìn)行仿真，可以對(duì)提高機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的措施進(jìn)行測(cè)試和分析，可以探尋汽輪發(fā)電機(jī)組在孤立電網(wǎng)下運(yùn)行的穩(wěn)定運(yùn)行模式。
[0007]本發(fā)明的方案是設(shè)計(jì)一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，包括仿真平臺(tái)硬件和仿真軟件兩部分。所述的仿真平臺(tái)硬件包括任務(wù)管理站、工程師站、分析站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。所述的仿真軟件包括對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件、控制系統(tǒng)組態(tài)軟件、仿真過(guò)程管理軟件、仿真結(jié)果分析軟件、系統(tǒng)維護(hù)軟件。在工程師站運(yùn)行對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件和控制系統(tǒng)組態(tài)軟件，根據(jù)需要建立特定對(duì)象的機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型；在任務(wù)管理站運(yùn)行仿真過(guò)程管理軟件，調(diào)度整個(gè)仿真任務(wù)，設(shè)計(jì)仿真工況，啟動(dòng)仿真運(yùn)算，同時(shí)運(yùn)行模型；在分析站運(yùn)行仿真結(jié)果分析軟件，監(jiān)測(cè)仿真運(yùn)行參數(shù)，修改控制策略，調(diào)整運(yùn)行方式，測(cè)試優(yōu)化方案；整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)高速局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0008]硬件平臺(tái)由任務(wù)管理站(11)、工程師站(12 )、分析站(13 )、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14 )組成。任務(wù)管理站(11)是整個(gè)局域網(wǎng)的服務(wù)器，擔(dān)負(fù)整個(gè)仿真分析任務(wù)的調(diào)度功能，同時(shí)所有對(duì)象模型和控制模型的運(yùn)算也在該站完成；工程師站(12)建立機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型，完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的維護(hù)；分析站(13)用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)，分析仿真結(jié)果，調(diào)整控制策略；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)完成整個(gè)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。
[0009]軟件平臺(tái)由模型(21)、仿真過(guò)程管理軟件(22)、仿真結(jié)果分析軟件(23)、對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件(24)、控制系統(tǒng)組態(tài)軟件(25 )、系統(tǒng)維護(hù)軟件(26 )組成。模型(21)包括機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型；仿真過(guò)程管理軟件(22)完成整個(gè)仿真和分析過(guò)程任務(wù)的管理，包括初始工況的定制、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、工作站通信管理和工況保存等；對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件(24)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)并建立機(jī)組的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的模型；控制系統(tǒng)組態(tài)軟件(25)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)并建立DCS、DEH的控制系統(tǒng)模型；仿真結(jié)果分析軟件(23)負(fù)責(zé)顯示并監(jiān)測(cè)仿真模型運(yùn)行參數(shù)，分析運(yùn)行性能，評(píng)估控制策略；系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的維護(hù)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)比較，采用本發(fā)明的技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.通過(guò)本發(fā)明，可以根據(jù)需要建立不同機(jī)組和控制系統(tǒng)的模型，仿真平臺(tái)具有通用
性；
2.通過(guò)本發(fā)明，可以尋求提高孤網(wǎng)下汽輪機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的有效方式；
3.通過(guò)本發(fā)明，可以對(duì)鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)、DCS和DHl控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)建模，并能進(jìn)一步拓展仿真的范圍；
4.通過(guò)本發(fā)明，可以針對(duì)具體機(jī)組建立1:1的仿真模型，增強(qiáng)了仿真分析的針對(duì)性，提高了優(yōu)化措施的指導(dǎo)性和實(shí)用性；
5.通過(guò)本發(fā)明設(shè)計(jì)的優(yōu)化控制策略，能有效地提高現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)孤網(wǎng)方式運(yùn)行的適應(yīng)能力，保證孤立電網(wǎng)和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0011]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明的軟件結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]1.在工程師站(12)運(yùn)行對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件(24)，建立機(jī)組模型；在工程師站
(12)運(yùn)行控制系統(tǒng)組態(tài)軟件(25)，建立控制系統(tǒng)模型；機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型共同組成模型(21)；
2.從工程師站(12)將模型(21)下裝到任務(wù)管理站(11)；
3.在任務(wù)管理站(11)運(yùn)行仿真過(guò)程管理軟件(22)，定制初始工況，設(shè)置仿真運(yùn)行參數(shù)，調(diào)度仿真任務(wù)，設(shè)計(jì)仿真工況，向模型(21)下達(dá)啟動(dòng)指令，啟動(dòng)仿真模型運(yùn)算，管理局域網(wǎng)內(nèi)的通信。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)向分析站(13)和工程師站(12)發(fā)布模型數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)接收由位于分析站(13)的仿真結(jié)果分析軟件(23)發(fā)出的操作指令，接收由位于分析站(13)的仿真結(jié)果分析軟件(23)發(fā)出的修改后的控制策略，接收由位于工程師站(12)的系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)發(fā)出的系統(tǒng)維護(hù)指令；
4.在分析站(13)運(yùn)行仿真結(jié)果分析軟件(23)，接收并顯示由位于任務(wù)管理站(11)的仿真過(guò)程管理軟件(22)發(fā)送的模型運(yùn)行參數(shù)，向任務(wù)管理站(11)的模型(21)下達(dá)操作指令，向任務(wù)管理站(11)下裝修改的控制策略； 5.在工程師站(12)運(yùn)行系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)，完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)下裝到任務(wù)管理站(11)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，其特征在于:包括仿真平臺(tái)硬件和仿真軟件兩部分；所述的仿真平臺(tái)硬件包括任務(wù)管理站、工程師站、分析站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；所述的仿真軟件包括對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件、控制系統(tǒng)組態(tài)軟件、仿真過(guò)程管理軟件、仿真結(jié)果分析軟件、系統(tǒng)維護(hù)軟件；在工程師站運(yùn)行對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件和控制系統(tǒng)組態(tài)軟件，根據(jù)需要建立特定對(duì)象的機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型；在任務(wù)管理站運(yùn)行仿真過(guò)程管理軟件，調(diào)度整個(gè)仿真任務(wù)，設(shè)計(jì)仿真工況，啟動(dòng)仿真運(yùn)算，同時(shí)運(yùn)行模型；在分析站運(yùn)行仿真結(jié)果分析軟 件，監(jiān)測(cè)仿真運(yùn)行參數(shù)，修改控制策略，調(diào)整運(yùn)行方式，測(cè)試優(yōu)化方案；整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)高速局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，其特征在于:任務(wù)管理站(11)是整個(gè)局域網(wǎng)的服務(wù)器，擔(dān)負(fù)整個(gè)仿真分析任務(wù)的調(diào)度功能，同時(shí)所有對(duì)象模型和控制模型的運(yùn)算也在該站完成；工程師站(12)建立機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型，完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的維護(hù)；分析站(13)用于監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)，分析仿真結(jié)果，調(diào)整控制策略；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)完成整個(gè)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，其特征在于:模型(21)包括機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型；仿真過(guò)程管理軟件(22)完成整個(gè)仿真和分析過(guò)程任務(wù)的管理，包括初始工況的定制、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、工作站通信管理和工況保存等；對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件(24)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)并建立機(jī)組的鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的模型；控制系統(tǒng)組態(tài)軟件(25)負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)并建立DCS、DEH的控制系統(tǒng)模型；仿真結(jié)果分析軟件(23)負(fù)責(zé)顯示并監(jiān)測(cè)仿真模型運(yùn)行參數(shù)，分析運(yùn)行性能，評(píng)估控制策略；系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的維護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，其特征在于:在工程師站(12)運(yùn)行對(duì)象模型開(kāi)發(fā)軟件(24)，建立機(jī)組模型；在工程師站(12)運(yùn)行控制系統(tǒng)組態(tài)軟件(25)，建立控制系統(tǒng)模型；機(jī)組模型和控制系統(tǒng)模型共同組成模型(21); 從工程師站(12)將模型(21)下裝到任務(wù)管理站(11)； 在任務(wù)管理站(11)運(yùn)行仿真過(guò)程管理軟件(22)，定制初始工況，設(shè)置仿真運(yùn)行參數(shù)，調(diào)度仿真任務(wù)，設(shè)計(jì)仿真工況，向模型(21)下達(dá)啟動(dòng)指令，啟動(dòng)仿真模型運(yùn)算，管理局域網(wǎng)內(nèi)的通信； 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)向分析站(13)和工程師站(12)發(fā)布模型數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(14)接收由位于分析站(13)的仿真結(jié)果分析軟件(23)發(fā)出的操作指令，接收由位于分析站(13)的仿真結(jié)果分析軟件(23)發(fā)出的修改后的控制策略，接收由位于工程師站(12)的系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)發(fā)出的系統(tǒng)維護(hù)指令； 在分析站(13 )運(yùn)行仿真結(jié)果分析軟件(23 )，接收并顯示由位于任務(wù)管理站(11)的仿真過(guò)程管理軟件(22 )發(fā)送的模型運(yùn)行參數(shù)，向任務(wù)管理站(11)的模型(21)下達(dá)操作指令，向任務(wù)管理站(11)下裝修改的控制策略； 在工程師站(12)運(yùn)行系統(tǒng)維護(hù)軟件(26)，完成整個(gè)仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)下裝到任務(wù)管理站(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電網(wǎng)孤網(wǎng)方式下汽輪發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行分析的全數(shù)字仿真平臺(tái)，其特征在于:控制系統(tǒng)組態(tài)軟件負(fù)責(zé)建立DCS、DHl控制系統(tǒng)的模型，DHl控制一次 調(diào)頻。
【文檔編號(hào)】G05B17/02GK104007666SQ201410268044
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】鐘晶亮, 鄧彤天, 張穎 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院