火力发电厂单元机组的仿真系统
火力发电厂参数优化控制的建模及仿真
火力发电厂参数优化控制的建模及仿真火力发电是当今社会中最常见的发电方式之一。
无论是小型发电站还是大型的电厂，火力发电的机组都采用相同的工作原理。
利用燃料在高温高压下进行氧化反应，产生的热能转化为汽轮机的动能，最终驱动发电机发电。
但是，由于燃烧特性受到多种因素的影响，使得火力发电的调控较为困难。
为了优化火力发电过程，我们需要通过建立数学模型，进行仿真和优化。
一、火力发电厂的工作原理火力发电的机组主要由以下部分构成：锅炉，汽轮机，发电机和控制系统。
锅炉是燃料在高温高压下进行氧化反应的地方，这个过程会将水加热成为高温高压的蒸汽，并将燃料进行完全燃烧，生成高温高压的烟气。
烟气从炉膛进入锅炉内壁，并在通过水管的过程中旁通换热，使得管内的水被加热成为蒸汽。
最终，这些高温高压的蒸汽通过汽轮机转动，并驱动发电机产生电能。
二、控制系统在火力发电过程中的作用灵活地控制和调节器组操作是火力发电系统优化的重要组成部分。
这个过程需要实施一些最佳调节策略，以确保系统始终处于最合适的状态。
在发电厂中，系统的控制和优化主要是通过对燃烧控制、水循环控制和机组启停的调整来实现的。
1. 燃烧控制燃烧是火力发电厂的核心，然而燃烧过程受到很多因素的影响，如燃料质量、燃料配比、环境氧气含量等。
因此，燃烧控制需要从这些因素入手进行优化。
调节器组应该考虑燃料成分、燃料供应速度、燃烧温度等因素来进行燃烧控制，以便在不影响系统效率的情况下，最大化的发电产量。
2. 水循环控制高温高压的烟气在加热水管时，会将水加热转化为蒸汽。
随着汽轮机的旋转，蒸汽被冷却，然后被再次送回锅炉进行循环。
因此，水循环控制是调控的另一重要方面。
最终目标是，通过只加热所需的水量来最大限度地减少焚烧用于锅炉的燃料，从而提高发电效率。
3. 机组启停最后一个需要考虑的因素是机组启停过程的控制。
当市场需求低，或者系统出现故障时，需要及时控制机组的启停过程。
在开启和关闭机组时，需要考虑温度变化、燃油等级、停机时间等因素。
计算机仿真系统在火力发电厂的应用
计算机仿真系统在火力发电厂的应用摘要：计算机仿真可以使得火电站在减少损失约经费、提高效率、确保安全经济运行等方而发挥巨大的作用。
关键词：火力电厂、计算机仿真、经济运行Abstract: the computer simulation can make power-stations in reducing loss about funding, raise the efficiency, to ensure safe and economic operation plays a huge role.Keywords: coal-fired power plants, computer simulation, economic operation引言在电力行业中，计算机仿真一直是不可缺少的工具，它在减少损失、节约经费、提高效率、确保安全经济运行等方而发挥了巨大作用。
采用现代计算机信息技术对火电厂实施数字化管理系统，可以得到清晰明确的厂区运行情况及信息，为厂区发展提供了良好的基础数据信息。
火力发电行业计算机仿真系统优势分析计算机仿真系统可以应用于指导生产实践，这样可以避免决策失误，预测可能发生的问题，达到避免故障、安全控制的目的。
而火电机组仿真系统除了能用于培训火电机组运行人员外，它还可以广泛应用于以下的方面。
1、热控人员的培训:热控人员可以通过仿真培训系统熟悉DCS组态环境和调试方法，进行控制系统优化试验，以及对改造后的控制系统进行仿真试验等。
2、火电机组的设计分析:即通过仿真系统来研究火电机组系统更改及设备性能改变对机组性能的影响，为机组设计方案的改进提供参考依据。
3、火电机组控制系统的优化:在仿真系统上进行控制策略的比较、控制参数的整定和优化，从安全性和经济性两个角度出发，从而得到最优的控制方案。
4、火电机组运行的性能分析和运行指导:在仿真机上对机组的运行性能进行分析计算，结合相应的专家系统，对运行方式进行评价，并给出运行指导，使仿真系统由被动培训功能进一步扩展到主动指导的功能。
国电南自火电厂仿真系统
全范围仿真
• 所有火电机组仿真机的开发在满足用户提出的技术要求的同 时,满足《DL/T 1022-2006 火电机组仿真机技术规范》。 火电机组仿真机的范围包括： ▲ 100MW、200MW、300MW、600MW、1000 MW等容量的常规发 电机组 ▲ 125 MW～300MW流化床机组 ▲ 空冷机组 ▲ 脱硫机组 ▲ 燃气机组等
D员E站H操作
音响 投立影盘仪模拟
投立影盘仪模拟
操虚作拟员D站CS
操虚作拟员D站CS
操虚作拟员D站CS
练器员模（站型含）服教务
服虚务拟器DPU
软件架构
模型服务器端软件
共享内存
仿真支撑系统 (SimuPlat)
教练员台 功能
图形化建模 环境
发电厂机组 仿真模型
算法库软件 （Alg）
数据对应及通讯软件 (SimuCom)
事故中，主要的工程安全设施都自动投入，由于反应堆有几道 安全屏障（燃料包壳，一回路压力边界和安全壳等），因而无一伤 亡，在事故现场，只有3人受到了略高于半年的容许剂量的照射。。
[5]
原因：
• 工作人员操作失误，培训方面存在严重问题；“事 故症结是我们应对危机的应急预案太不到位……”
影响：
• 第一起核电站事故，评定为5级，总统到场，撤离14 万居民，举国震惊，民众集会要求关停核电站。
接技术，便可实现建模全过程。同时系统也支持填表式建模。
[ 27 ]
功能特点
• 自动评分技术 ¾ 考核方案的规则和逻辑关系由教练员通过仿真支撑系统提供的算
法功能块搭建，具有可自由组态的特性； ¾ 组态化的考核规则可以对学员操作步骤的完整性、操作顺序的正
确性、调节控制的精确性等考核因子预设条件，全面客观的反映 操作员的技能。
350MW火电机组仿真系统的研究与应用
350MW火电机组仿真系统的研究与应用摘要：本文就350MW火电机组仿真系统的应用以及研究进行进行细致的分析，突出机组仿真系统的基本特征，其中具体有着仿真机功能、机组模型、系统结构等特征。
通过实际运用以及不断研究发现，350MW机组仿真系统对促进现场集控运行人员处理事故能力以及操作水平的提高有着一定的帮助。
关键词：350MW机组；仿真系统；研究；应用1.前言随着我国火电机组在生产培训中广泛的运用仿真系统，使集控运行人员全面掌握机组启停和遇事故处理操作技能，丰富实际操作经验和促进全能值班培训开展。
本文根据350MW火电机组仿真系统的应用及存在问题进行分析，通过运用仿真系统对机组存在的问题进行改造，促进350MW机组在运行时具备一定的安全、经济性。
2.研究概况2.1实施扩建机组的具体情况2011年1月13号17时，我厂扩建的4号机组顺利通过168小时试运行并移交生产，该机组汽轮机为：C260/N350-16.7/537/537型抽汽凝汽式汽轮机；发电机型号为QFSN-350-2，锅炉为：HG-1165/17.5-HM3，亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的∏型汽包炉。
配5台MPS212HP-II中速磨煤机，正压直吹式制粉系统，采用摆动式直流燃烧器、四角布置、切向燃烧方式，每台磨煤机对应一层燃烧器。
每角燃烧器为5层一次风喷口，燃烧器可上下摆动，排渣方式采用固态连续干式排渣，每台炉配一台干式排渣机，干式排渣系统向炉膛的漏风率小于1％锅炉总风量。
锅炉尾部采用选择性催化还原脱硝工艺（SCR）。
通过分析350MW机组的实际情况，最终确定采用虚拟DPU站仿真系统，从而实现和生产现场机组逻辑与组态完全相同的仿真演练，有着极高的逼真程度，2010年12月我公司的仿真机通过完成调试安装并且全面投入使用，2014年12月完成仿真机分组及系统升级改造。
2.2机组仿真系统的构造（1）教练员台系统框架结构：教练员台是整个仿真机系统的核心，所有仿真模型的运算和通讯管理以及仿真培训功能的完成，都是通过它来实现的。
热电厂火力发电系统热力学特性仿真及优化
热电厂火力发电系统热力学特性仿真及优化一、前言热电厂是以燃煤、燃气、核电等作为热源，通过内燃机、蒸汽机等发电机与发电机耦合形成的发电系统。
在热力学方面，热电厂是典型的工程热动力系统。
为了提高热电厂的效率和经济性，必须对其热力学特性进行仿真及优化研究。
二、火力发电系统的热力学特性1.基本概述火力发电系统由燃烧室、锅炉、汽轮机、发电机、冷却塔等组成。
燃烧室负责燃料的燃烧，锅炉负责锅炉炉膛内水的加热，汽轮机负责将锅炉产生的水蒸气驱动转子转动，发电机将转动的机械能转换为电能输出，冷却塔负责将排出的排烟气体和蒸汽冷却。
2.燃料燃烧过程的热力学特性燃料的燃烧是热电厂发电过程中最基本的环节，燃料的燃烧过程产生的热将直接影响锅炉的水蒸气产生和汽轮机的运转。
燃料燃烧过程的热力学特性主要包括燃烧温度、燃烧速率、燃烧效率等。
3.锅炉的热力学特性锅炉是将热能转化为水蒸气的关键设备，其热力学特性主要包括锅炉效率、出口蒸汽压力、蒸汽温度、水的加热速率等。
4.汽轮机的热力学特性汽轮机是将锅炉产生的蒸汽驱动发电机转动的关键设备，其热力学特性主要包括机组效率、汽轮机进汽压力、出汽压力、汽轮机转速等。
5.冷却塔的热力学特性冷却塔是将排放的烟气和水蒸汽冷却的设备，其热力学特性主要包括冷却效率、水的流量、风扇功率等。
三、热电厂系统的仿真及优化1.仿真方法热电厂系统的仿真分为静态仿真和动态仿真。
静态仿真主要用于热电厂的设计阶段，通过计算获得热电厂中各部件的热动力学参数，帮助设计师进行优化设计。
动态仿真主要用于热电厂的运行过程中，可以实时显示热电厂各部件的工作状态和热动力学参数，及时发现和处理异常状况。
2.优化方法热电厂系统的优化主要针对燃烧室、锅炉、汽轮机等部件进行，其优化方法主要包括改善燃烧条件、提高锅炉热效率、改进汽轮机叶轮叶片设计等。
四、优化实例以XX热电厂为例，通过仿真和优化计算，得到了以下的优化结果：1.改善燃烧条件，提高热值利用效率，燃料消耗量降低30%。
火电厂仿真 第2章 系统建模
第二章系统数学模型的建立数学模型：——是系统的数学描述，是系统研究的基础，是计算机仿真的依据。
2·1 建立系统模型的任务（1）确定系统模型的结构——定义模型性质、确定模型框架和边界条件、 ——明确各环节的特性和相互关系。
（2）提供系统模型的数据——确定系统中各环节特性的定量关系，确定各 ——环节相互间的定量关系（即信号传递的定量关系）。
两项任务密切相关，并非各自独立。
注：•建模考虑的重点：系统主要的、本质的内容。
——数学模型仅仅是系统一种简化﹑抽象的描述，不需要考虑系统的全部细节。
•实际系统中，不可能只有某种单一的特性（如完全线性、或完全非线性等），但在系统研究时，应将占优势的特性作为重点研究，非优势部分作特殊情况处理；•一个系统的数学模型并不是唯一的。
但研究目的相同时，研究结果应是一致的；实物模型：根据相似性建立的形象模型，具有实体性——属物理模拟试验技术范畴。
（不介绍）实物模型：根据相似性建立的形象模型，具有实体性——属物理模拟试验技术范畴。
（不介绍）数学模型：用符号和数学方程式表示的系统模型，具有抽象性。
（本课程内容）数学模型：用符号和数学方程式表示的系统模型，具有抽象性。
（本课程内容）系 统 模 型系 统 模 型按描述的状态分按描述的状态分按描述的方式分按描述的方式分按系统的性质分按系统的性质分按求解的方法分按求解的方法分按获取的方法分按获取的方法分静态模型静态模型动态模型动态模型连续模型连续模型离散模型离散模型线性模型线性模型非线性模型非线性模型分析求解模型分析求解模型数字求解模型数字求解模型理论模型理论模型黑箱模型黑箱模型反映变量间的相互函数关系反映变量与时间的函数关系是时间的连续函数是时间的离散函数可以用线性微分方程描述不能用线性微分方程描述利于解析法求解利于计算机求解理论推导所得的模型试验研究所得的模型数字仿真实际上是：——用数值计算技术求解动态数学模型，——系统动态模型在计算机上的数值解。
300MW火电厂仿真运行操作流程
300MW火电厂仿真运行操作流程第一节机组冷态启动4.1.1.机组启动前的预备4.1.1.1.确认如下安全条件已具备：●检查机组所有检修工作已终止，工作票已终结，安措已拆除，场地已清理。
●机组所有消防器材、设备、系统完好可用。
●机组所有通道畅通、栏杆完好、正常照明已投入、事故照明良好备用。
4.1.1.2.预备好机组启动时所必需的各种仪器、外表、工具和记录本等。
4.1.1.3.检查机组6KV各单元段、380V各段、UPS系统、直流系统、就地MCC 柜已正常送电。
●(ELEC →4B) 合6502、20201、20101、650、22081、2208、21031、2103●(ELEC →4C) 6KV 1A SYS 中除2101全部投入●(ELEC →4D) 6KV 1B SYS 中除2201全部投入●(ELEC →4F) 汽机1A变，汽机1B变投入，联络开关2B断开，2C刀闸投入，联锁投入(画面下面)，汽机保安段由汽机工作1A段供电，3B不合，其它都合上。
●(ELEC →4E) 锅炉1A变，锅炉1B变投入，联络开关2C断开，2A刀闸投入，联锁投入（380 BLR SEQ CB LIANSUO），锅炉保安段由锅炉工作1A段供电(合4A、3C、4C、2B、5C )，柴油机备用。
锅炉底层MCC1A段、MCC1B 段分别由锅炉1A段、锅炉1B段供电，联络开关断开，刀闸投入，联锁投入（MCC1投连锁）。
锅炉运行层MCC1A段、MCC1B段分别由锅炉1A段、锅炉1B段供电（合5A、8C、9C、1D、3B），联络开关断开，刀闸投入，联锁投入（MCC2投连锁）（注：此画面2C、6A、12、22、7A没开）。
●(ELEC →4H) 柴油机方式开关处于“远方”、本体选择开关处于“AUTO”位。
回路中刀闸投入，开关断开。
（4B、6B、3B、2E不合，其它合上）●(ELEC →4G) COM_LTG中3B、2E、3D、7E不合，其它合上。
火电厂机组运行仿真实验课程系统设计
·教育广角·在实际教学中引入仿真模拟技术，利用新的科学方法推进教学改革，这样即可以模拟教学仿真训练，又可以称之为教学手段的创新和变革，而模拟和仿真过程正是关键。
实践证明，采用虚拟仿真训练，使学生置身于较为真实的操作、训练环境中，充分调动学生的学习兴趣和机能，以及拓宽学生的思维方式。
仿真实验教学是一种行之有效的现代教育模式，尤其是有利于培养同学们的创新精神和实践能力。
以电厂人员实际需求为导向，采用物理仿真（模型）与数字仿真（仿真机组）相结合，模型与视频、实物相结合，演示与操作相结合的方式，营造模拟真实的电力生产过程环境，探索构建以学生实践能力培养为主线，分层次、多模块相互衔接的仿真特色教学体系。
在仿真实验中，利用虚拟计算机仿真系统，体现真实的电厂行业工作氛围，构建真实工作岗位，使学生在各自工作岗位上完成工作项目的同时，亲身体验工作过程，真刀真枪地进行实训，最终使学生形成对专业知识的消化以及对实践应用能力的培养，达到教学效果。
一、概述电力生产行业为属于高危行业。
在高校的教学过程中，仅靠课堂无法实现在类似生产现场的环境中的实践操作训练，而且学生对书本上学习的理论知识也无法在实践中体会和加深。
火电机组仿真系统是由计算机、网络设备和其他设备系统相互联接构成的，目前仿真系统实验训练是电厂行业学习中分析、设计、运行、评价和培训系统的重要工具。
火电仿真实验课程是能源与动力工程专业各门理论课程的结合体，其可以有效实现电厂生产现场环境的情景再现。
同时，仿真实验课程具有安全、高效、受环境条件的约束少，以及可改变时间过程节点等特点。
因此，火电厂机组仿真实验教学是热能与动力工程专业教学的重要环节，应充分认识到仿真实验教学在应用型人才培养中的重要性。
基于电力生产行业对实践教学设施依赖性较强的特点，针对电厂相关专业学生进行仿真实验教学的优势主要体现在：使用灵活，利于学生自发学习，这样不仅有助于学生对课堂所学专业理论知识进行消化，同时学生在自主实验或自发探索学习的过程中，更进一步培养自身的实践能力及团队协作能力，从而提高了学生的学习积极性和教学效果。
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火力发电厂单元机组的仿真系统现代化的大型发电厂，随着机组容量、参数和控制水平的提高，分散控制系统（DCS）的大量应用和自动化程度的提高，为了保证高效、安全、经济的连续安全运行，需要拥有一支高素质的专业运行技术队伍，而仿真技术由于其有效性、可重复操作性、经济性和安全性的特点，日益显出其重要性和广泛应用性。
生产现场运行人员和生产管理人员通过不断的在仿真培训系统中培训，掌握丰富的机组的启、停操作和事故处理经验，全面提高技术水平，这已经是一个公认的事实。
因此很多电力生产单位，不同的600MW机组，几乎都配备了仿真机。
仿真机(系统)的使用，对提高电力生产的管理水平起到了非常好的促进作用。
一、仿真培训的目的与内容目的：对于运行人员和生产管理人员，通过仿真系统的上机培训使其系统地、全面地掌握发电厂汽轮机、锅炉、发电机、辅助设备及系统和DCS整个运行过程，设备状况及技术规范，全面、系统地提高学员对单元机组的操控能力、事故分析判断和处理能力，由此可对运行人员和生产管理人员的生产技能和管理水平作出评价。
内容：仿真培训的内容包括机组的启停、增减负荷、投停协调控制、试验、事故分析和处理等。
1．机组冷态启动操作分别掌握锅炉系统、汽轮机及发电机系统初始状态检查，辅助设备及系统投运操作；机组并网及带负荷至额定值期间，要求掌握根据汽轮机要求逐步增加锅炉负荷，掌握汽温汽压等参数的控制；锅炉点火及升温升压期间，要求掌握除氧器加热、除氧器压力控制投自动等操作，学会主机暖缸、汽动给水泵暖泵工作；掌握高低压旁路控制、冲转前主蒸汽参数匹配；汽轮机冲转及升速期间，掌握主机手动、自动冲转操作，掌握主机冲转、暖机、油温检查操作；机组并网及带负荷期间，掌握发电机手动、自动并网操作，了解阀切换闭锁条件及掌握阀切换操作，了解主机在冲转及带负荷各阶段中的差胀和总胀的变化，机组升负荷至额定负荷期间，要求掌握厂用电切换、发电机无功调节操作，了解在升负荷过程中各汽缸温度和抽汽温度的变化，汽缸差胀和汽轮机总胀的变化，了解加热器投停对负荷的影响，注意各疏水阀自动关闭情况。
掌握机组投退协调控制的操作及机跟炉、炉跟机的操作方式。
2．正常停机及滑参数停机掌握负荷从100％MCR降至75％MCR、25％MCR的操作，包括了解引风机切低速时的调节挡板开度闭锁条件，掌握引风机切低速运行的操作，配合汽轮机减负荷操作，掌握锅炉油枪投运的操作、等离子点火，掌握磨煤机停运操作及停运后的吹扫操作，要求做到磨煤机停运后不发生满煤现象，给煤机停止后不发生磨煤机跳闸现象；汽动给水泵停运、电动给水泵投运操作，及时投运高低压旁路系统，要求做到汽轮机跳闸后不发生MFT动作，掌握锅炉灭火后的吹扫及冷却操作；根据要求停用送引风机及空气预热器。
掌握汽轮机减负荷操作，降负荷到零期间停用辅机的操作，要求掌握厂用电切换操作，掌握发电机解列、励磁系统停用操作；了解整个过程中汽缸温度、差胀，汽轮机总胀的变化，注意降温过程中汽轮机振动的变化，注意汽轮机辅助油泵及盘车马达油泵投用情况，注意汽轮机打闸后的汽轮机惰走时间，注意汽轮机转速到零后盘车自投情况，记录盘车状态时的转子偏心度、汽缸金属温度、汽缸胀差及汽轮机总胀。
3．机组热态启动掌握热态启动汽轮机冲转的蒸汽参数，了解汽缸温度与负荷之间的对应关系，熟悉快速升负荷操作，要求做到快速升负荷过程中所有参数不超限。
4．辅助设备及系统的操作掌握单元机组启停过程各主要辅助设备及系统的顺序控制。
5．机组的运行监视、试验仿真培训中学会、掌握各重要参数的监视，各主要参数的曲线趋势的分析和判断，各辅助设备的联锁试验、FSSS的漏油试验、汽轮机主汽阀和调节汽阀关闭试验、汽轮机ETS试验、并网准同期试验、各种保护功能和试验、机炉电大联锁试验等。
6．故障及事故处理培训仿真机培训另一个非常重要的内容就是故障及事故处理训练。
现代大型机组的可靠性、自动化水平都很高，运行过程人工干预越来越少，运行事故相对较少。
这就出现了另外的问题，一旦机组运行出现故障或事故，运行人员缺乏经验，不会处理，必然会导致更大的事故。
仿真机的培训中，通过故障或事故的设置，使受训人员熟悉事故的现象、原因和处理方法。
要求了解紧急停机、紧急停炉条件，故障停机、故障停炉条件，MFT首出原因，RUNBACK 发生条件，如汽动给水泵跳闸、送引风机跳闸、主蒸汽参数异常、厂用电部分失去等，熟悉掌握MFT后的处理及开机技能。
二、仿真机种类及其特点1．仿真系统的分类（1）按照仿真范围的分类1）全范围仿真系统：对参考机组的控制室环境、生产流程全过程、生产过程全部运行设备和系统进行仿真的系统。
2）部分范围仿真系统：对参考机组控制室环境/和生产流程/和生产过程运行设备、系统的部分进行仿真的系统。
（2）按照实时性要求的分类1）实时仿真系统：对参考机组进行实时仿真的系统。
2）非实时仿真系统：对参考机组进行非实时仿真的系统。
（3）按照用途的分类1）运行人员培训用仿真系统：以培训火电机组运行人员为目的的仿真系统称为仿真机，仿真机一般是实时仿真系统。
仿真机依其仿真范围的简化程度不同又可有不同类型。
2）分析型仿真系统：对参考机组全部或部分设备和系统建立仿真模型，用于对火电机组系统设计方案、运行特性、故障特性等进行分析研究的仿真系统。
（4）按仿真用计算机类型的分类1）数字仿真系统：使用数字计算机进行参考机组仿真的系统。
2）模拟仿真系统：使用模拟计算机和/或模拟电路对参考机组进行仿真的系统。
3）模数混合仿真系统：采用数字计算机、模拟计算机和/或模拟电路相结合的方式对参考机组进行仿真的系统。
2．仿真机的种类和特点根据仿真对象中被仿真的规模不同，把火电厂单元机组培训用仿真机主要分为以下三种类型。
(1)通用型仿真机（原理型仿真机）：模型的仿真内容仅展示火力发电机组生产基本原理，培训环境仅涉及展示生产原理所需要的操作和显示，仿真内容可不针对特定火电机组；它的投资较少，主要用于教学方面。
(2)缩小范围的仿真机（简化型仿真机）：针对特定机组，仿真模型对其控制室设备和/或生产流程和/或生产运行设备、系统进行不同程度的删减、简化和归并。
一般认为可保留全仿真的80％内容，不影响主系统、主设备的正确仿真。
其结果是硬件减少和建模复杂程度有所下降，总费用有较大降低。
(3)全范围高逼真仿真机：在外观和外在功能上复制特定参考机组的主控制室盘台及仪表设备、计算机控制系统的操作显示设备、控制室环境设施；模型的仿真内容包含了所有的控制系统和装置及其控制和监视所涉及的所有参考机组设备和系统以及在参考机组启、停、事故处理和日常运行中必须的就地操作设备和系统。
三、典型仿真机组的软硬件组成火电厂全仿真机是将计算机技术、电子技术、仿真技术结合在一起，采用高精度的数学、物理模型对真实机组系统进行全范围、工艺流程全过程仿真的装置，主要由硬件系统和软件系统两大部分组成。
硬件由计算机系统、I/O接口系统、仿真对象控制盘/台、电站监控机、DCS仿真设备、就地操作仿真设备、环境音响仿真设备、教练员台、工程师站等组成。
软件系统主要包括计算机系统软件、电站仿真软件、仿真软件开发支持系统、教练员台软件、诊断软件以及根据需要配置的运行分析和控制系统研究软件等。
典型仿真机组如下图所示。
四、仿真机的主要功能仿真机系统主要功能包括：(1)电厂冷态启动(启动的条件是所有系统的温度和压力处于冷态停机条件下)。
(2)从热备用状态到满负荷启动。
(3)启动到发电机同步。
(4)锅炉、汽轮机、发电机单元跳闸，接着并网恢复到额定负荷。
(5)模拟电厂从满负荷到热备用以及冷却到冷停机状态，操作人员可以对系统或设备进行运行规程所规定的各种试脸，如汽轮机危急保安器试验、设备联锁保护试验等。
(6)培训学员熟练正确地掌握机组设备在各种工况下启动、停机和正常运行的监视操作技术。
(7)培养和提高学员正确判断、排除各种故障和事故的应急能力，并通过各种故障判断和分析的反复培训，提高对机组运行的综合分析能力。
火电厂全仿真机可实时模拟机组的非正常运行工况和突发事件，能正确反映真实的故障过程。
故障按规程规定的因果关系模拟，既可由学员误操作自然引发，也可由教练员插入，故障的程度以及故障发生开始扩大到最严重状态时的变化速率均可设定。
发生故障后，仿真机的动态反应与实际机组的动态反应一致，学员可通过判断处理减少故障的影响或恢复机组正常运行。
如处理不当可引起事故扩大，造成与现场实际机组相同的严重后果。
(8)对运行岗位人员、管理人员定期轮训，进行上岗、晋升前实际操作能力和分析判断能力的考核。
五、仿真机组的上机操作与运行仿真教练员站的培训手段和能力，体现了电站培训仿真系统功能的水平。
在仿真机上培训人员可在教练员的管理下进行与电厂相同的运行操作。
(1)启动/停止仿真培训系统运行：教练员可以通过其控制站上的软按钮或功能键方便、迅速地启/停仿真系统培训功能。
(2)运行/冻结电站模型：允许教练员为某一需要中止正在进行的电站模型，使之处于冻结状态，当再次投入运行时，可解除冻结状态。
(3)电站模型运算速度的控制和选择：有快速、正常、慢速三种仿真运算速度供选择，并有指示灯显示所选用的速度。
1)正常：与实际电厂的过程是1：1实时仿真。
2)快速：加速1～10倍。
3)慢速：把仿真执行时间放大1～10倍。
(4)瞬间记录：在训练过程中，储存一瞬间特殊状态，以便将来作为初始化条件调用。
(5)返回功能：允许教练员停止训练练习并及时返回。
这样能使操作员重复同样的练习很多遍。
返回的时间范围最小30s，最大4h。
(6)超控功能：允许教练员“超控”模拟主控室和计算机之间的模拟量和数字量的输入/输出，以便提供错误的主控室表盘的指示作为课程练习的一部分。
借助此项功能，还可以在模拟设备上组合不常见的事故项目。
(7)监视变量：允许教练员监视在线运行变量，预先定义的成组显示的组数和组内参数的数目，应能满足对电厂各个系统和各种工况的监视和分析的需要。
(8)故障：允许教练员启动单个或成组的故障，其启动方式有手动启动、通过自动计时器启动及某事件引起的自动启动等。
(9)外部参数：允许教练员改变电厂的外部参数(如河水的温度、燃料的发热值等)。
六、仿真机操作的评分标准考核评分以简单、实用为原则，分上机考评、上机考核和系统综合分析三大类。
其中上机考评分为上机学时和学习能力评估；上机考核包括正常操作考核和故障处理考核。
针对不同层次或不同机组类型的人员，备有不同的试题范围，包括系统范围、重要设备及重要故障类型、机组大联锁等这些必须要掌握的。
正常操作考核期间不但要熟知整个启动过程或中间某一阶段的启动过程，而且还要控制好各阶段的参数。
重点要考核的参数有锅炉汽包水位、主蒸汽、再热蒸汽温度，主蒸汽压力及炉膛压力控制等。