水电厂仿真培训系统
水力发电厂虚拟仿真教学软件
●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。
中小型水电机组仿真培训系统
【 关键 词 】仿真；培训；水电机组
【 中图分类 号 】Ｔ３１９ Ｐ９．
【 献标 识码 】Ａ 文
【 章编 号 】１０—０２（０６ ０—０６０ 文 ０８８３ ２０ ） ２０２—５
１ １单机系统结构 ．
该仿 真 系统 中 ，各 个操 作站 可 以单 独 自成 体系 完成 独 立 的仿真 培 训工作 ，即 各 台仿 真 系统 具有 仿真 任务 管 理 、模 型运 算和 操 作显 示等 功 能 。
１ ２ 网络系统 结构 ．
网络 系 统 由仿 真 控制 站 （ 服
务 器 ）、工程 师 站和 操 作站 、操 作 盘 台 、 电气模 拟 盘和 大屏 幕 投
整 个 仿 真系统 的 工作 状态 等 。操作 站 上 主要 可 以完成 包 括水 机 、 电气等 所有 水 力发 电机 组 中主 要部 件 和 系统 的操 作和 参数 显 示等功 能 。
１３系 统软件结构 ．
整 个 系统 的 软 件设 计 中均 采 用 了模 块 化 的软 件 设 计
方 式 ，按 照 功 能模 块 将 系统 集 成 以完成 相 应 的功 能 ，如
影系统组 成 。其结 构如图 ｌ 所示 。
系统 采用 新 型 网络 结 构 ，整
个 系 统 为 Ｗ Ｎ Ｏ Ｓ ２ ０ Ｓ ｒ ｅ ＩＤ Ｗ ０ ０ ｅ ｖ ｒ
服 务器
工 程 师 站
盘 台
图 ｌ仿 真 系 统 结 构 图
模 拟 屏
操 作 平 台 。服 务 器 集成 了传 统 仿
图２ 示 。 所
水电运行培训仿真系统的结构和关键技术实现
水电运行培训仿真系统的结构和关键技术实现黄效恩;张文栋【摘要】水电厂培训仿真系统可以给员工提供较多实操与事故处理机会,有利于员工工作经验快速积累,受训员工在培训仿真系统进行实操训练如同在实际电厂操作中完全一样,这样就避免了在实际设备运行时不能进行培训的难题,另外受训员工可以在系统中模拟各种设备故障,不影响设备电厂设备正常运行,这样学员受训的面比实际设备训练中更广.五凌电力发电厂培训仿真系统SD8000-SIM,由国电南自和五凌电力共同开发,实现了水电站的运行生产过程仿真,主要包括设备巡视仿真、常规操作仿真和事故处理仿真,其采用的技术处于国内领先地位.【期刊名称】《湖南水利水电》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P84-86,94)【关键词】SD8000-SIM水电仿真系统;水电仿真机;图模库一体化技术【作者】黄效恩;张文栋【作者单位】湖南五凌电力有限公司长沙市410004;湖南五凌电力有限公司长沙市410004【正文语种】中文五凌电力水电仿真系统仿真对象包括洪江电厂灯泡贯流式、五强溪混流式两种机型的水电厂，研究开发水电站培训仿真系统，可以在不影响水电厂正常生产运营前提下，为员工提供较多动手机会，有利于员工工作经验快速积累、成长，从而为电厂安全运行提供人才保障。
如何在短期内提高运行维护人员的判断、处理突发故障能力，成为一名合格的电厂工作人员，一直是发电生产追求的目标。
培训仿真系统可以给电厂运行维护人员提供典型的操作和事故处理虚拟现实场景，学员可以而通过仿真培训系统模拟现场工作中遇到的问题，对处理的方法不断改进、总结，可以多快好省地提高学员的技术能力。
五凌电力水电厂培训仿真系统（后简称五凌仿真系统）。
在五凌电力和国电南自技术人员通力合作下，克服困难，完成了五凌仿真系统平台研制开发。
目前五凌仿真系统经过了电厂运行、维护人员的严格测试，已经正式投入了运行，得到了业界的好评。
水电厂培训仿真系统主要用途包括两个方面：为电厂运行人员提供培训平台、作为设备分析和诊断平台。
基于引进仿真支撑软件APROS的电站仿真培训系统
目前，我国火电机组正向着大容量、高参数方向发展，机组的自动控制水平越来越高，控制技术日益复杂。
为确保机组运行的安全性及经济性，对运行人员的熟练操作和事故处理能力以及管理人员的监控管理水平都有了更高的要求。
因此，针对具体机组开发1:1全范围仿真培训系统，以培训新的运行人员和轮训在职人员显得越来越重要。
一、仿真支撑软件APROS仿真支撑软件是为模型软件的开发、调试、维护和实时运行提供的一个环境。
西安热工研究院有限公司在国内首次引进目前国际上先进的应用于热力系统工程分析的仿真支撑软件——芬兰VTT和FORTUM公司的APROS软件。
软件基于Windows操作系统，兼顾仿真工程开发与实时运行环境，具有可视化、在线交互、图形化建模功能，且建模过程灵活、方便;可在线监视和修改模型程序的实时运行数据，集机组设备建模、热力系统流体网络建模、电气系统建模、控制系统建模为一体。
该仿真支撑软件在完全依据能量、质量和动量守衡原理基础上，提供了丰富的面向火电机组主要设备和部件的全物理过程工程模块，如:各种换热器、汽包、罐、管道、阀门、汽缸、汽轮机转子、凝汽器、风机、泵、发电机、变压器、断路器及各种执行机构和控制器等(模块图符示例见图1。
)此外，还提供了通用的逻辑算法和基本算法模块。
在建模过程中根据机、炉、电工艺过程，选择相应的模块进行组态，进行模块参数设置及模块之间的连接即可完成数学模型的建立;一个分系统或子系统，可以由一定数量的模块集合而成，若干个分系统组合连接起来，即可形成一个完整的仿真对象。
图2给出了锅炉汽水分离器系统的组态。
根据火电机组的具体系统，仿真模型应用软件分为:锅炉模型软件、汽机模型软件、电气模型软件和控制系统模型软件。
为使所建模型软件既能反映系统的物理特征、几何特征和逻辑特性，又能反映系统的静态特性和动态特性，真实地再现系统的实际过程，就要求保证仿真模型的高精度、高逼真度。
因此，在充分了解仿真支撑软件的原理和用法前提下，需要从实际机组收集大量资料和数据，并且对这些资料和数据进行分析、比较和筛选，使模块所选参数尽可能合理，以及仿真模型描述的仿真对象的物理过程尽可能符合现场实际，各个细节都必需以被仿真机组的设计和运行数据为依据。
白山水力发电厂培训仿真系统的研究与实现
２ 仿真 系统 的典型 配置
Ｏ Ｓ ００仿真 系统 可以为纯数字仿真 ， Ｔ２０ 也可 以为数字物 理混合仿真 ， 其硬件结构分别如图 １ 图 ２ 、 所示。 目前 白山仿真系统采用纯数字仿真。
４ ． ０为基础 ，完成 了水 电站培训仿真 系统平台 Ｏ Ｓ ０ ０的研 Ｔ２０ 制开发。 目前 白山仿真系统经过 了电厂运行 、 维护人员的严
中 图分 类号 ：Ｐ ９ ． Ｔ ３１ ９ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ２ ５ ８ （０ ）３ ０ ３ — ３ １７ ～ ３ ７ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １
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 １ ０ Ｗ， ０Ｍ 在东 ７
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 Ｏ Ｓ ０ ０ 实现 了水 电站常见的正常操作和事故 Ｔ ２０ ， 模拟仿真。自主研发的 Ｓｍ ｌｇ语言是 Ｏ Ｓ０ ０的核心技术 ， ｉ ｕｏ Ｔ２０ 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 ：Ｔ ２０ ；Ｓｍ ｌ ；白山水力发 电厂 ；培训仿真 系统 Ｏ Ｓ０ ０ ｉ ｕｏ ｇ
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
基于生产过程建模的水电厂仿真培训系统
０ 引言
当前 ， 我国经济快速发展对 能源特别是 电力供 应量提 出 更高要求 ， 水电作为我 国基本 电源中采用可再 生水 资源发 电 的电源 ， 其 战略地位 日渐 突出。一批 大型特大 型水 电项 目也 在施工建设 中 ， 同时水 电站 的 自动化 程度较 高 ， 伴 随水 电厂 自动化程度 的提高和新项 目的投产运行 ， 大批现有 水电厂 的 原 有运行人 员和新 建 电厂 的新运 行人员 需要进 行水 电厂生 产过 程操作培训 ，对水 电厂 的操作 运行 培训提 出更高要求 。 目前 的做法是 ， 在老厂跟班培训或在设 备制造厂家 培训 。在
老厂 跟班 培训， 往往 受已运行 电厂安全 因素的制约 ，学员 实 际动 手操 作的机会很少 ， 另外的 因素是 实习电厂 的实 际情况
用于对控制 系统 的科学研究 。到 ２ Ｏ世纪 ８ ０年代 日本 、 美 国
等 国开始出现水电站实时仿 真培训 系统 ， 用 于培训与研究 。
国 内电站运行仿真培训 系统 ， 在 ２ Ｏ世纪 ８ Ｏ年代得 到初
过程 的仿 真模 拟 ， 在不涉及 真实设备下可进 行各类正常或非
正常操作训 练 ， 成为替代传 统培训的必然选 择。运行仿真培 训系统是 以培训运 行人员为 目的， 它包含软件 系统和硬件系 统组成［ １ １ 。 为保证运行仿真培训 的效果 ， 水 电厂建模仿 真培训
系统 ， 应建 立面 向全站 、 全过程 、 全 范 围， 力求反 映水 电站 中 所有与电能生产过程相关的现象与过程。本文通过对现有水 电厂仿真培训 系统 的总结 ， 提 出一 种基于生产 过程模型 的水
第３ ６卷 第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ６月
水
电 站 机 电 技
H9000V4.0环境下的水电厂培训仿真系统
Ｏ 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
本论 文首先介 绍 Ｏ Ｓ０ ０培训仿真系统 的设 Ｔ２０ 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 Ｈ ０ ０Ｖ ． 环境下仿真系统 的主要 ９ ０ ４ ０
功能。
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 ， 日上岗 ， 早 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 。
１ 仿真 系统 的设计 原则
Ｏ Ｓ００系统作为一 个通 用化设计 的软件产 Ｔ ２０ 品 ， Ｈ ０ ０系统 一样 ， 与 ９０ 在设计 中着 重考 虑了下列
，
２ 仿真 系统 的配置模式
Ｏ Ｓ ００系统与 Ｈ ０ ０系统配合 ， Ｔ ２０ ９０ 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（ 图 １ 如 所示 ） 。
收 稿 日期 ：０ ８ ０ — ８ ２０－ ５ ０
完成 了Ｏ Ｓ ００水 电厂培训仿真系统 的基本功 Ｔ ２０
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
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 （） ２ 多机 模式
单， 便于单人学习培训 ， 不存在学员间相互干扰。 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 Ｌ Ｕ仿 Ｃ 真， 不需要另配 Ｌ Ｕ设备 。现场仿真模式 的仿真器 Ｃ 只仿真 现场设 备 的特性 ，仿 真器 以 Ｉ ／ Ｏ的方 式与
电厂仿真机培训的重要性及应用意义分析
电厂仿真机培训的重要性及应用意义分析2023年，随着电力工业的不断发展，电厂仿真机培训逐渐成为电力企业人才培养的重要环节。
电厂仿真机通常是一种以计算机软件为核心的模拟软件系统，它能够对电厂的各种运行参数进行模拟和分析，帮助技术人员模拟出各种复杂的生产情况和应对措施，使他们能够更好地掌握电厂的生产管理和技术操作技能。
一、电厂仿真机培训的重要性1、提高生产效率电厂仿真机培训可以在真实环境下进行仿真模拟，达到实现优化运行、提升效率、降低成本、减少人为失误和提升产品质量等目的。
通过仿真，员工可以了解电厂各个部门的工作原理，从而更好地实现生产管理。
2、提高安全性电厂是危险的工作环境，人员的安全措施对于电厂的运营和维护至关重要。
电厂操作人员可以通过仿真机培训更加准确掌握电厂各方面的工作流程和安全规范，提高自身的安全意识和技能水平，帮助电厂管理者责任到位，让工作环境变得更加安全。
3、降低生产成本通过精确模拟仿真，电力工业可以减少实际运营过程中的故障和损坏。
如果操作人员无法掌握对设备的控制操作，那么电厂的性能和效率就未能得到最大化的发挥。
电厂仿真机培训可以使员工更加准确地掌握电厂的操作流程和各种故障处理方法，减少由于操作不规范而造成了生产成本的增加。
二、电厂仿真机培训的应用意义1、提高管理水平仿真机培训能够帮助企业管理层了解电厂设备状况并实现最佳化的生产管理。
它也可以帮助管理者逐步实现智能化运营和管理。
最大化的发挥电厂生产优势，确保电厂的正常运营和未来的可持续发展。
2、降低人员流动率在人口红利逐渐消失的社会经济背景下，企业需要寻找一种持续发展的办法。
做好员工培训，提高员工的工作技能，既可以提高员工履职能力，也可以从根本上解决企业的人才流失问题。
通过培训操作员更好地实现电厂工作流程，也可以帮助企业管理者保持高效率的人力队伍。
3、提高科技创新能力通过电厂仿真机的培训，电力行业可以更好地了解电厂的带有智能化设计的高端技术，学习和掌握最新的电力工程技术和管理方法，提高科技创新能力，并不断推进电力产业的发展。
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∙产品标准：DL/T 1024 -2006
∙试验标准：DL/T 1040-2007《电网运行准则》
◆概述
水电站仿真系统是电气值班员职业技能鉴定实操项目的规定软件，也是电气类专业课程和实训项目的重要教学软件。
华胜FS系列水电站仿真软件符合DL/T 1024-2006《水力发电厂仿真机技术规范》，完全可以仿真实现水电站值班员工作职责,即巡视和监视电站所有电气设备，电气设备的倒闸操作，电站各种事故、不正常工作状态的处理。
◆华胜FS水电站仿真系统内容
一、水轮机系统
1.最低水头和最高水头之间任一水头均能仿真；
2.引水系统：引水管道、闸门、液压启闭机控系统；
3.水轮机：混流式水轮机或其它类型水轮机；
4.调速系统：调速器机调控制系统、调速器电调控制系统、压油装置系统、分段关闭、
漏油泵控制系统、过速限制器及接力器；
5.水导轴承冷却系统：轴承瓦温、、水压、油温、油位、冷却油盆中油混水监控部分；
6. 顶盖排水系统: 顶盖排水控制系统；
二、发电机系统
1. 制动系统：2号发电机制动混合制动、机械制动控制系统; 4号发电机制动方式为混
合制动、电制动、机械制动控制系统；
2. 推力、上导轴承冷却系统：轴承瓦温、、水压、油温、油位、冷却油盆中油混水监控
部分；
3.顶转子操作系统：手动操作顶转子操作系统；
三、励磁系统
发电机励磁系统励采用自并激励磁方式，包含励磁变、可控硅整流装置、自动励磁调节装置、发电机转子灭磁装置、起励设备等部分组成，
四、主变压器
主变系统包括主变压器本体、主变压器冷却系统、主变冷却系统控制系统、主变中性点等设备。
五、开关站
开关站系统设备包括110KV开关站、220KV开关一次系统接线图，各线路开关、刀闸、母线及配电装置实际布局图，各线路开关和隔离刀闸、PT隔离开关控制箱。
六、量测系统
用于表计和保护的电流、电压量测回路，包括电压互感器、电流互感器；
七、同期系统
同期系统包括手动同期和自动准同期回路;
八、厂用电系统
厂用电变压器、厂用母线及其附属设备，厂用电开关控制盘及仪表、厂用变低压侧负荷开关，厂用电的备自投系统；
九、直流系统
直流系统包含：蓄电池、直流母线、直流联络屏、可控硅充电设备、直流负荷屏、直流屏上仪表、负荷开关；
十、继电保护、自动装置和中央信号系统
1.发电机、变压器、线路、开关、母线、切机、厂用电交流系统中的继电保护和自动装置，保护和自动装置的种类、型号、数量按原始资料中的保护配置，自动装置包括备用电源自动投入、自动重合闸、自动同期、自动启动／停机装置。
2.中央信号系统：包括所属光字、简报信息、报警等。
十一、机组辅助系统
1.风系统
风系统由高压风系统、低压风系统。
风系统设备主要由高低压空气压缩机、高低压机控制柜，高压储气罐、工业用气储气罐，制动用气储气罐、制动风闸、调相补齐、空气围带布局图及控制系统。
2. 技术供水系统
技术供水系统由取水口、各电动阀门，水过滤器，减压阀、各部冷却器，示流器、压力表计、电动阀控制柜，过滤器控制柜设备布局及控制系统。
各部水压在监控棒图中按比例表示出来，水压过高、过低时棒图的颜色相应的发生变化，具备实时监视功能。
3. 排水系统
排水系统概况：排水系统由渗漏水泵，检修水泵，渗漏集水井，检修集水井，排水阀门，厂区排水和机组顶盖排水泵设备布局及控制系统。
◆华胜FS变电站仿真系统的优势
☆历史悠久：20年电力系统仿真技术研究、开发。
☆经验丰富：已成功仿真300MW、600MW火电机组，500kV变电站综合自动化系统。
正在开发1000MW超超临界火电机组和1000kV特高压变电站仿真软件。
☆技术先进：具有自主知识产权的电力系统仿真开发平台，维护方便、系统稳定、持续开发。
☆专业专职：专业的计算机仿真专家和电气工程专家，专职的仿真培训教师。
☆培训经验：已培训国内、国外（巴基斯坦、印尼等）发电厂、变电站技术人员和大专院校师生上万人。
☆权威鉴定：参与国家职业资格技能鉴定变电站值班员中级工、高级工、技师和高级技师试题库的编制和国家标准《变电站仿真机技术规范DL/T 1024-2006》的起草工作。
☆系列产品：500kV及以下电压综自站和普通站，包括：500kV变电站仿真系统（软件），220kV变电站仿真系统（软件），110kV变电站仿真系统（软件），35kV变电站仿真系统（软件），各类型水电站仿真系统。
◆华胜FS变电站仿真系统的特点和意义
☆对电脑配置要求低，软件容量小（约300MB），运行速度快；
☆设置几百种故障和不正常工作状态，涵盖电站值班员职业技能鉴定的考试范围；
☆全中文界面提示，易学易用；
☆基于典型的电站，可根据用户的要求适当修改仿真系统；
☆局域网连接，可集中或分散培训，一机在手，随时学习；
☆降低培训费用，一次性投入，反复培训，无需维护、管理人员；
☆实用性强，适合不同层次电运行人员的培训；
☆提高电气运行人员的技术水平和电站值班员职业技能鉴定考试能力，培养电站运行人员快速准确的判断和处理异常事故的能力，避免电站各种事故特别是人为原因误操作事故的发生。
◆产品别称
水电站仿真软件，水电站仿真培训软件，电力系统仿真软件，水电站仿真机，水电厂仿真软件，水电厂仿真培训软件。