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基于控制组态软件的火力发电机组仿真研究

陈永阳  
【摘要】:随着社会生产和生活对电力供应需求的不断增大,对电力系统的稳定性要求也越来越高,如何保障电力的稳定供应成为电力系统关心的问题,除了需要高可靠性的硬件设备和功能强大的软件外,还需要电厂运行人员熟练的操作技能和灵活的事故应变能力,故仿真技术在电力系统中的重要性也越来越大。通过使用仿真机组,能够对电厂操作人员进行培训,以及为技术人员对实际机组设备的控制提供研究途径,这就使得对电厂发电机组的仿真研究有了一定的意义。 本文在实用性和稳定性的基础上,通过查阅相关的资料和电厂提供的运行数据,结合实际工程研究中的方法,完成了对发电机组数学模型的建立,该模型由三个部分构成:发电机变压器系统数学模型、同期并网系统数学模型和电网控制系统数学模型,这三部分再与电气系统控制逻辑、电厂操作的人机界面相链接,构成了发电机组仿真机,其仿真范围包括: 1、发电机启动/停止、正常运行、故障等工况,同时能够根据运行需要,对无功功率进行调节; 2、励磁系统的励磁电流、励磁电压,以及可控硅整流器的导通角调节; 3、机组同期并网系统相关开关的切换、互锁和保护; 4、机组启停过程中的厂用电系统开关的切换、互锁和保护; 本仿真系统是在工程控制组态软件PineCAD的平台上进行开发研究,这是一种比较新的仿真手段,利用工程组态软件对电厂运行进行仿真在国内仿真机研究中并不多见。与传统的高级语言编程仿真相比较,本仿真系统以其逻辑组态简洁、数据和曲线显示直观、修改调试方便等特点,在仿真研究中将占有一定的优势。本文在基于工程组态软件仿真系统开发,以及火力发电机组数学模型建立与优化方面做了些创新性的研究。 本仿真机的仿真对象是福州华能电厂350MW火力发电机组,根据电厂提供的机组设备的相关特性曲线和技术参数、DCS系统I/O清单等资料,进行机组仿真模型的设计。通过将仿真数据同机组实际运行数据进行比较分析,并经电厂工程师的检验测试,所建立的发电机组模型能够满足仿真精度的要求。 将发电机、锅炉、汽轮机三组仿真系统相链接,共同构成了电厂发电系统仿真机。通过链接运行,参数的调整,模型的修改,该仿真系统取得了良好的仿真效果,现已能够交付电厂使用,对运行人员进行基本的培训,但仍需要继续进行改进和升级,使其功能更加完善。


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