水力发电厂虚拟仿真教学软件
水电站仿真系统简介
第一章水电站仿真系统简介我院240MW水力发电厂全功能培训、教学仿真机于1999年5月开发研制成功，从1999年7月开始投入使用。
该仿真机为广西首创，其各项技术指标先进，达到国内同类水电站仿真机的领先水平。
本仿真机以广西西津水电厂为模拟对象，实现了4台（每台机组容量为60MW）轴流转浆式水轮发电机组的运行仿真，以及透平油系统、调速系统、技术供水及排水系统、压缩空气系统、励磁系统、变电站、厂用电系统、继电保护和自动装臵等的运行仿真。
本仿真系统由计算机网络组成，现有二十多套仿真机（根据教学需要还可以增加），各仿真机都是独立的，可满足学员独立或分组操作的需要，提高了培训的质量。
本仿真机具有以下的功能：1、各种水头下，水轮发电机组的正常自动开、停机操作。
2、各种水头下，水轮发电机组的正常手动开、停机操作。
3、水轮发电机组的同期操作、负荷调整。
4、输电线路的停电、送电操作。
5、水力发电厂的主要机械和电气设备的现地操作。
6、各种水头下，水轮发电机组的非正常自动开、停机操作。
7、各种水头下，水轮发电机组的非正常手动开、停机操作。
8、电气设备、水轮发电机组及其辅助设备的各种运行事故和故障仿真的设臵、演示和处理。
本仿真机采用生产过程控制与仿真支撑系统Prosims 4.0、Visual C+6.0、Prodraw 1.2等大型应用和支撑系统软件，具有图形建模功能，可满足在线调试的要求，并且人机界面友好，使用方便可靠。
操作员站的界面和操作方法，与水电厂中控室操作员站完全相同，并能根据需要改变外部参数、改变工作状态、设臵故障和事故，满足各种不同培训对象的需要。
本仿真机是广西第一台仿大中型水电厂的全功能培训教学仿真装臵，能广泛应用于广西电力系统的水电厂的机电一体化运行培训，使上机人员在较短时间内掌握水电厂实现计算机监控后的运行技术，提高其了解、分析和处理事故及故障的能力。
由于可单独作为水电厂机电运行人员技能鉴定的主要设备，因此具有很好的应用前景和实用性。
水动力计算软件-AQWA-培训
pv 表示积分的principal value; J0 是Bessel函数的第一项
• Spectral analysis of structure motion (wave frequency or/and drift frequency) and mooring tension in irregular waves
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
• 速度势能控制方程
2 0
(V )
• 体的边界条件
( Vs ).n 0
14
ANSYS, Inc. Proprietary
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
AQWA LINE理论
• 自由表面运动条件 D( z )
Dt 0 ( z ) .( z ) 0 t
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
20
ANSYS, Inc. Proprietary
AQWA LINE理论
在每个板格结构表面上的源强度（source strength）假设为常数，
通过体边界条件求解积分方程计算:
( x, y, z ) 1 1 G ( x, y, z; , , ) ( x, y , z ) ds n 2 4 s n
© 2006 ANSYS, Inc. All rights reserved.
白山水力发电厂培训仿真系统的研究与实现
白山水力发电厂培训仿真系统的研究与实现杨叶平1，王德宽1，吴迪2，罗斌2(1北京中水科水电科技开发有限公司北京市100038;2白山水力发电厂吉林省桦甸市100038)提要：在不影响发电生产的前提下，水电站培训仿真系统可以使新老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。
白山水力发电厂培训仿真系统基于仿真软件平台OTS2000，实现了水电站常见的正常操作和事故模拟仿真。
自主研发的Simulog语言是OTS2000的核心技术，它的成功研发和应用解决了阻碍培训仿真系统发展和应用的关键技术瓶颈，具有一定的先进性。
关键词：OTS2000,Simulog,白山水力发电厂,培训仿真系统0引言白山发电厂位于吉林省东南部，松花江上游，是一厂两坝三站的特大型水力发电厂，总装机容量为1700MW，在东北电网中担任调峰、调频和事故备用。
白山发电厂生活基地建在吉林省桦甸市，白山电站位于红石电站上游距桦甸市73公里，红石电站距桦甸市35公里。
研究开发水电站培训仿真系统，可以在不影响发电生产的前提下，使新老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。
对于一个正常运行的电站来说，设备发生严重故障的概率比较小，但一旦发生，后果不堪设想。
一方面，电站运行维护人员应该尽量避免此类事故的发生，另一方面，运行维护人员需要在日常工作中培养判断、处理突发故障的能力。
运行维护人员在实际工作中很少能有机会处理突发事故的机会，而通过培训仿真系统来进行这方面的培训，是一个经济而高效的方式。
北京中水科水电科技开发有限公司（中国水利水电科学研究院自动化所）承担了白山水力发电厂培训仿真系统（后简称白山仿真系统）的建设。
在白山电厂和中水科技技术人员通力合作下，克服困难，以成熟的水电站监控系统H9000V 4.0为基础，完成了水电站培训仿真系统平台OTS2000的研制开发。
目前白山仿真系统经过了电厂运行、维护人员的严格测试，已经正式投入了试运行。
基于水轮发电机组模型的仿真软件比较
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｏ ｔ ｈ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｅ ｄ ． Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ， ｇ ｏ ｖ ｅ ｎｏ ｒ ｒ ａ ｎ ｄ
ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ． Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｅ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｓ ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｉ ｎ Ｐ Ｓ ＡＳ Ｐ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， ｉ ｔ ｉ ｓ ｋ ｎ ｏ ｗｎ ｔ ｈ ａ ｔ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｓ
水电站虚拟仿真之水利水电类全息教室
水利水电类全息教室
•水电工程施工与管理
•流域水情分析
•水电站虚拟仿真
通过与电力信息系统紧密结合，逼真再现变电站现场场地、变压器、母线、断路器、隔离开关、接地刀闸、操作机构、电压互感器、电流互感器、电抗器、电容器、高压熔断器、站用变压器等一次设备的操作过程和设备运行状态，从而为电力行业提供可视化系统解决方案，结合VRP-SDK 二次开发软件工具包，方便电力系统的开发人员针对电力行业的特点和需求开发专业功能。
将现实世界的工业厂房及设备在计算机中虚拟化，利用数据库技术、数据采集与监视控制技术，
将生产设备的运行状态参数实时传回虚拟电站系统中，在三维虚拟场景中即可实现对设备的查询管理。
本项目的预期目标是可以随时查询设备及生产运行数据，可进行设备操作、事故回放等动画演示；通过和生产管理信息系统、操作票管理信息系统等系统结合，在虚拟场景中实现设备基本信息查询、模拟五防操作等与电网安全生产相关内容，实现虚拟场景和现实场景的实时同步。
H9000 V4.0环境下的水电厂培训仿真系统
H9000 V4.0环境下的水电厂培训仿真系统一、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]，OTS2000系统也移植到了功能强大的H9000 V4.0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系统硬件结构，最后介绍H9000 V4.0环境下仿真系统的主要功能。
二、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。
水电站虚拟仿真实验报告
水电站虚拟仿真实验报告本次水电站虚拟仿真实验旨在通过模拟一个水电站的运行过程，了解其工作原理以及相关的参数变化规律。
实验环境搭建在进行实验前，我们需要先安装虚拟仿真软件，并导入水电站模型。
本次实验使用的虚拟仿真软件是PSCAD软件，它是一款功能强大的电力系统仿真软件，可以模拟各种电力系统的运行情况。
实验过程在实验开始前，我们需要对水电站模型进行初步设置，包括各个元件的参数设置、控制逻辑的编程等。
在设置完成后，我们就可以开始模拟水电站的运行过程了。
实验分为两部分：拦河堰开启和拦河堰关闭。
1. 拦河堰开启在拦河堰开启的过程中，我们需要关注的主要参数有：发电机出力、水流速度、水位、发电机转速、水流量等。
我们可以通过观察实验过程中的波形图和曲线图来了解各个参数的变化情况。
在实验中，我们可以观察到以下规律：(1) 当拦河堰刚刚开启时，发电机出力逐渐增大，最终达到满负荷运行状态。
(2) 开启拦河堰后，水流速度逐渐增大，一定程度上影响了水位的变化。
(3) 开启拦河堰后，水位逐渐下降，与此同时，水流量也逐渐增大。
(4) 发电机的转速会随着水流流量的增加而增加，是一个渐进的过程。
2. 拦河堰关闭当我们关闭拦河堰时，主要关注的参数有：水位、发电机出力、发电机转速、水流量等。
我们也可以通过波形图和曲线图来观测各个参数的变化情况，以下是实验中观察到的规律：(1) 在关闭拦河堰之前，水位为相对高位，水流量较大，发电机出力较高，但转速不一定高。
(2) 关闭拦河堰后，水位开始上升，水流量逐渐下降，同时发电机出力也随之下降。
(3) 发电机转速确实会随着水流量的变化而发生变化，当水流量下降时，发电机转速也会相应下降。
实验结论通过本次实验，我们了解了水电站的工作原理以及相关的参数变化规律。
在实验过程中，我们可以通过观察各个参数的变化来分析水电站的运行状态，并且可以通过调整拦河堰的开启和关闭来控制水电站的运行模式。
因此，本次实验对于我们深入了解水电站的运行过程和控制逻辑具有一定的实际意义。
发电厂仿真软件实训报告
一、实训目的随着我国能源需求的不断增长，火电厂作为我国能源供应的重要支柱，其安全、稳定、高效运行具有重要意义。
为了提高火电厂运行人员的操作技能和安全意识，本实训报告以发电厂仿真软件为平台，通过对发电厂设备的运行原理、操作流程及故障处理等方面的仿真模拟，实现以下目的：1. 熟悉火电厂设备结构、工作原理及运行流程；2. 提高火电厂运行人员的操作技能和安全意识；3. 培养学员在紧急情况下的应变能力；4. 为火电厂实际生产提供技术支持。
二、实训内容1. 发电厂仿真软件介绍发电厂仿真软件是一种基于计算机技术的虚拟仿真平台，通过模拟真实发电厂的运行过程，实现设备操作、故障处理、事故应急等场景的仿真。
本实训所选用的仿真软件为XX发电厂仿真软件。
2. 仿真软件操作流程（1）启动仿真软件，进入主界面；（2）选择仿真场景，如锅炉、汽轮机、电气等；（3）设置仿真参数，如负荷、温度、压力等；（4）开始仿真，观察设备运行状态；（5）根据运行情况，进行操作调整；（6）故障发生时，进行故障处理；（7）仿真结束后，分析运行数据，总结经验。
3. 实训内容（1）锅炉系统仿真锅炉系统是火电厂的核心设备之一，主要负责将燃料燃烧产生的热能转化为水蒸气，为汽轮机提供动力。
本实训通过锅炉系统仿真，让学员了解锅炉的结构、工作原理及运行流程，掌握锅炉操作技能。
（2）汽轮机系统仿真汽轮机系统将锅炉产生的水蒸气转化为机械能，驱动发电机发电。
本实训通过汽轮机系统仿真，让学员了解汽轮机的结构、工作原理及运行流程，掌握汽轮机操作技能。
（3）电气系统仿真电气系统负责将汽轮机产生的机械能转化为电能，并通过输电线路输送至用户。
本实训通过电气系统仿真，让学员了解电气设备的结构、工作原理及运行流程，掌握电气操作技能。
（4）故障处理仿真在火电厂运行过程中，设备故障难以避免。
本实训通过故障处理仿真，让学员了解常见故障的原因、现象及处理方法，提高学员的应变能力。
三、实训总结通过本次发电厂仿真软件实训，学员对火电厂设备的结构、工作原理及运行流程有了更深入的了解，掌握了基本的操作技能，提高了安全意识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
●产品介绍
水力发电站仿真软件是一款以三维立体形式展现水电教学内容的仿真软件,进行相关基础知识、基本操作、水电站运行知识及事故处理的操作培训。
软件包括对整个水电站总体布置及各个结构的整体展示,各个型号水轮机及各部件的拆解展示,辅助设备的各系统的教学和展示、调速系统各部件的教学和展示。
系统结合设备原理结构图对其整体结构、内部结构、工作原理、技术理论、运行与维护进行相关知识的全面讲解,利用多媒体手段展示技术讲解水电站将谁能转化为机械能进而转化为电能,并输送到电网的整个生产过程。
水轮发电机组界面
水泥发电大坝
●教学与实训内容
水电站的认识
挡水大坝、取水建筑物、输水建筑物、平水建筑物、压力钢管、轴流式水轮机、混流式水轮机、沖击式水轮机、
水力机组辅助设备
分系统教学
油系统、气系统、供水系统、排水系统、水轮机
水电站的生产过程
各种阀门仪表、各种水轮机等设备的拆解、部件调速系系统、引水系统、升压站系统结构图、工艺流程动态展示。