H9000 V40环境下的水电厂培训仿真系统.doc

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1、H9000V4.0环境下的水电厂培训仿真系统王德宽杨叶平中国水利水电科学研究院自动化所提要：OTS2000是建立在H9000系统环境下的培训仿真系统，以SimuLog仿真描述语言为基础，对水电厂的现场设备进行描述，并由SimuEngine仿真器完成仿真。移植到H9000V4.0后的OTS2000仿真系统功能更丰富，使用方便，跨平台兼容性好。本文首先介绍OTS2000培训仿真系统的设计原则，然后介绍系统的仿真配置模式及系统硬件结构，最后介绍移植到H9000V4.0环境下仿真系统的主要功能。关键词：OTS2000,培训仿真系统

2、,Simulog,水电站,监控系统,H9000V4.0一、引言随着水电流域滚动开发和水电建设不断发展，水电厂新员工的培训任务越来越重，如何在不影响发电生产的前提下，使新员工能有更多的实际操作机会，提高培训效率，降低培训成本，早日上岗，是摆在各水电开发建设单位、运行检修公司以及有关教育部门面前的一个十分紧迫的问题。建设水电站培训仿真系统是解决上述问题的一个重要技术手段。目前，国内培训仿真系统的技术发展水平十分落后，远未形成标准化的产品与系统，设计开发周期长，运行维护困难，与水电建设蓬勃发展的局面不相适应，与水电厂的监控系统在

3、总体设计思路上也差距甚远。水科院自动化所自80年代起就开展了水电厂仿真技术研究，如调速器仿真、监控系统被控对象仿真等，并建立了国内第一个水轮机调速器仿真实验室。根据水电厂培训的需要，论文作者于1997年开始对水电厂计算机培训仿真技术产生兴趣，并进行了较为系统的专门研究，定义了一套通用型的水电站被控对象的仿真模型、SimuLog描述语言，并开发了SimuGen编译器和SimuEngine仿真器[1][2]，完成了OTS2000水电厂培训仿真系统的基本功能[3]。随着H9000V4.0系列计算机监控系统的开发成功[4][5]，

4、OTS2000系统也移植到了功能强大的H9000V4.0平台上，培训仿真的功能也得到进一步加强，仿真系统与监控系统相辅相成，可以满足各种用户的培训仿真需要。本论文首先介绍OTS2000培训仿真系统的设计原则，然后介绍系统的仿真配置模式及8系统硬件结构，最后介绍H9000V4.0环境下仿真系统的主要功能。一、仿真系统的设计原则OTS2000系统作为一个通用化设计的软件产品，与H9000系统一样，在设计中着重考虑了下列几点原则：(1)应满足各类用户对水电站运行培训及仿真的需要，建立标准化、通用化数学模型；(2)应采用标准化及开

5、放的硬件及软件产品,可跨平台运行；(3)应提供标准化的系统应用软件,具有较好的组态与二次开发手段；(4)应具有自主知识产权,应具有较强的可移植性；(5)应符合我国的国情；(6)可与监控系统有机组合。二、仿真系统的配置模式OTS2000系统与H9000系统配合，可构建各种不同结构的仿真系统，实现各种仿真功能。根据系统的硬件结构及仿真器的配置情况，可分下列几种模式(如图一所示)。(1)单机模式最简单的OTS2000系统配置模式是单机模式。系统只配置一台计算机，仿真器、监控系统等软件在一台机中运行。单机配置硬件投资少，操作维护简

6、单，便于单人学习培训，不存在学员间相互干扰。(2)多机模式多机模式是指仿真系统的功能由多台计算机协作完成。一般仿真系统均采用多机模式。多机模式下，监控系统与仿真器可以分设不同的计算机设备。监控系统根据需要可设置操作员站、数据服务器等，具体配置可根据用户需要及有关规范。仿真器的配置模式包括纯数字仿真、现场仿真两种模式。纯数字模式的仿真器功能包括现场及LCU仿真，不需要另配LCU设备。现场仿真模式的仿真器只仿真现场设备的特性，仿真器以I/O的方式与LCU及监控系统进行互动。8纯数字仿真又包括分布模式和集中模式。分布模式是指仿真

7、器按被仿真对象单元分布，如按机组单元、开关站单元以及厂用电及公用系统单元分别设置仿真器。集中式是指全厂设备的仿真均由一台仿真器完成。多机模式下，可以形成多种互动仿真，如教员-学员互动、学员-学员对抗性互动等，使仿真培训更具有趣味性。图一OTS2000系统的配置模式示意图(1)物理仿真模式根据用户需要，OTS2000系统还可配置物理仿真设备，如在仿真系统中一台机组采用物理仿真，其他采用数字仿真。物理仿真可配置逼真的微型水轮发电机组、调速器、励磁系统、同期装置、保护、电网、油水风系统设备等，也可简化，如发电机用同步发电机代替，

8、水轮机用电动机代替，油水风系统用可编程控制器代替等。采用物理仿真时，监控系统需配置机组现地控制单元一套，采集该机组有关设备的信号，并进行控制调节。为满足不同用户的需求，实际的系统配置模式可以是上述模式的各种任意组合的混合模式(hybrid)。二、仿真系统的主要硬件配置培训仿真系统采用开放的计算机硬件，设