大型火电机组全仿真机模型建立方法研究

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1、2011全国仿真技术学术会议论文集大型火电机组全仿真机模型建立方法研究孙明1，王坤芳2，魏乐2，丁满2，韩璞2(1．华北电力大学科技学院，河北保定071003；2．华北电力大学自动化系，河北保定071003)摘要：数学模型是研究大型火电机组运行特性的有效手段，利用机理法对大型火电机组中的旋转设备、换热器、水位进行了具体建模，并通过这屿实例总结机理法建模的使用方法及适用范围，为大型火电机组全仿真机建模提供了有效的手段。关键词：火电机组；仿真机；模型；机理法中图分类号：TM743文献标识码：BMethodsR

2、esearchingonModelingofLargeThermalPowerUnitSimulatorSUNMin91，WANGKun—fan92，WEILe2，DINGMan2，HANPu2(1．ScienceandTechnologyCollege，NorthChinaElectricPowerUniversity，BaodingHebei071003，China；2．DepartmentofAutomation，NorthChinaElectricPowerUniversity，BaodingHe

3、bei071003，China)ABSTRACT：Inresearchinglarge—scalethermalpowerunitoperationcharacteristic，mathematicalmodelingisaneffectiveway．Thispapertakestheadvantageofmechanismmethodtobuildmodelsofrotatingequipment，heat—eX-changefacilitiesandwater—levelspocmcally，Inad

4、dition，throughtheseexamples，thewaysofusingthemechanismmethodandtherangeofapplicationaresummarized，whichmakeseffectivepreparationsformodelingonlargether-realpowerunitsimulator．KEYWORDS：Therlnalpowerunit；Simulator；Model；Themechanismmethodl引言随着我国经济的迅速发展，各地方需

5、求多样化，火电机组负荷有300MW、600MW、1000MW等等，类型多种多样，对于仿真机的需求很大，对开发人员的技术要求也很高，因此，能够快速的掌握机组建模对于仿真机开发有重要的指导意义。火电站仿真机提供了一个连续的实时运行环境，真实地反映了整个电站的运行工况，实现在多种工况下的机组启动、停机和正常运行的监视及操作而且操作结果与实际的反应一致。全仿真机包括DCS操作员站及仿真支撑系统模型(其中包含控制算法)，其仿真范围是机、炉、电、控制系统，能够近似复现实际DCS的功能；基于虚拟DCS¨1的仿真机由DC

6、S工程师站、操作员站、DCS运算站(虚拟DPU程序)和仿真支撑系统组成，能够完全复现实际DCS的全部功能，需要建立的仅仅是机、炉、电模型，控制系统模型复制所仿真机组收稿日期：2011—04一”修回日期：2011一05一11．．-——294-——-的DCS中的组态数据即可。综上所述，如何建立机炉本体模型是研究系统性能的关键，具有十分重要的意义。仿真机中的模型可以比较全面的反映一个复杂系统的性质，能够用来对单元机组的正常运行、起停及事故等全部工况进行仿真研究。因此，本文研究的是机组模型的通用建立方法。2仿真模

7、型的一般建立方法大型火电机组仿真机的数学模型是对实际机组运行特性的一种抽象的、本质的描述，它是以能量守恒、质量守恒定律为基础，用一组数学微分方程式、代数方程组、数据表或函数(例如水蒸汽表函数)等，来描述实际机组运行中的一系列物理、化学变化过程瞄J。对于数学模型的建模方法主要有两种：机理法和试验法。试验法适用于已经投运的系统，也就是在机组某一稳定工况下，根据实验要求，加入扰动，测量某个或某些状态变量的变化，结果可以用响应曲线来表示⋯。机理法建模指的是在建模时，根据基本的物理定律从系统内部工作过程出发，建立系

8、统数学模型的方法。在建立应用于仿真机的火电站数学模型时，一般都采用机理法，这样能够使所建立的数学模型适用于从冷态到满负荷的全工况及故障工况。在建立系统的数学模型时，并不需要考虑系统的全部细节，而应着重考虑系统主要的、本质的内容。在建模时应根据研究任务的不同分清模型的主要部分和次要部分，对主要部分应充分考虑各种因素，对于次要部分贝Ij要高度简化。所以，一个模型是能够代替系统的，而且对该系统进行了简化和抽象¨Jo在实际应用中，各个