水电站智能运行仿真培训平台研究及应用.pdf

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1、湖南电力第３５卷第４期ＨＵＮＡＮＥＬＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲ２０１５年８月ｄｏｉ:１０􀆰３９６９/ｊ􀆰ｉｓｓｎ􀆰１００８￣０１９８􀆰２０１５􀆰０４􀆰００７水电站智能运行仿真培训平台研究及应用万元(国家电力投资集团公司五凌电力有限公司ꎬ湖南长沙４１０００４)摘要:本文研制了一套集计算机技术、三维可视化技术、网络技术、通信技术、电力自动化建模技术为一体的水电站智能综合仿真培训平台ꎮ平台应用全景式１∶１仿真方式ꎬ能实现混流式机组、灯泡贯流式机组的运行仿真培训ꎬ采用图模一体化技术ꎬ结合数学建模、图形化建模技术提高运行仿真的逼真度ꎮ关键词:水电站ꎻ仿真培训ꎻ数

2、学模型ꎻ３Ｄ虚拟化ꎻ混流式ꎻ灯泡贯流式中图分类号:ＴＶ７文献标志码:Ｂ文章编号:１００８￣０１９８(２０１５)０４￣００２７￣０４ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎＷＡＮＹｕａｎ(ＣｈｉｎａＳｔａｔｅＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＣｏｒｐ.ＷｕｌｉｎｇＰｏｗｅｒＣｏ􀆰ꎬＬＴＤ􀆰ꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０００４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏ

3、ｆｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄꎬｗｈｉｃｈｉｓａｓｅｔｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃｏｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ３Ｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｄｏｐｔｓｔｈｅｐａｎｏｒａｍｉｃ１∶１ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦｒａｎｃｉｓｔｕｒｂｉ

4、ｎｅꎬｔｈｅｂｕｌｂｔｕｒｂｉｎｅｕｎｉｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｏｒｋ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｎｓｅｏｆｒｅａｌｉｔｙꎬａｌｌｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔꎬｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｂｕｉｌｔａｎｄｐｕｔｉｎｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎꎬｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｎｏｔｏｎｌｙｉｎｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｗｏｒｋｓｋ

5、ｉｌｌｓｔｒａｉｎｉｎｇꎬｂｕｔａｌｓｏｆｏｒｔｈｅｌａｒｇｅｓｋｉｌｌｓｃｏｎｔｅｓｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｓꎻｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｒａｉｎｉｎｇꎻｄｉｇｉｔａｌｍｏｄｅｌꎻ３ＤｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎꎻＦｒａｎｃｉｓｔｕｒｂｉｎｅꎻｂｕｌｂｔｕｒｂｉｎｅ为适应水电站的运行工种专业人员的培训需作ꎬ由于电力系统采用了数字化建模的方式ꎬ操作要ꎬ研制了基于图模一体化技术的水电站智能运行引起的后果将通过数学方程的求解的方式计算ꎬ这仿真培训平台ꎬ该平台是计算机及网络技术、三维便将实物培训有效地转化为“虚拟”培训ꎬ不仅虚拟

6、场景技术、信息通讯技术、电力设备数学建模可提高培训效果ꎬ还可有效地避免人为引起的事技术等多方面技术ꎬ采用全景式１∶１仿真方式ꎬ故ꎮ采用计算机虚拟培训的基本原理可用图１能实现混流式电厂、灯泡贯流式电厂的运行人员的描述ꎮ数字化培训ꎬ且为了有效地增加培训的真实感ꎬ平由图１可知ꎬ虚拟培训不再是针对现场的具体台提出并应用了图模一体化建模技术、电力设备与设备ꎬ而是以设备的数学模型为基础ꎬ通过设计、场景全部采用三维建模的方式ꎮ求解电力设备的数学模型ꎬ达到电力系统暂态过程、动态过程、静态过程模拟ꎬ人为的设备操作则１基本原理可已通过建立二维、三维界面系统实现ꎮ因此ꎬ

7、虚基于图模一体化技术的水电站智能运行仿真培拟培训的基础包括:①电力设备及其连接的数学模训平台采用虚拟培训的方式ꎬ对水电站的电力系统型ꎻ②２Ｄ界面ꎬ模拟水电站计算机监控系统界面ꎻ进行建模ꎬ用计算机虚拟操作的方式模拟现场操③３Ｄ界面ꎬ模拟水电站运行场景、计算机监控系收稿日期:２０１５￣０６￣１６􀅰２７􀅰第３５卷第４期湖南电力２０１５年８月统不可达的电力设备、运行操作工具等ꎮ条件发生变化ꎬ将启动求解ꎬ求解的过程即为设备通过虚拟培训平台的建立ꎬ可衍生出运行人员操作后引起的动态过程ꎬ求解的结果即为设备操作的设备运行监视、设备３Ｄ巡视、设备操作处理、后最终的运

8、行状态ꎮ事故处理、３Ｄ操作及模拟操作等培训ꎮ图１计算机虚拟培训的基本原理２平台设计与研究２􀆰１软件总