基于SimuLog語言的水電站仿真研究及實現(xiàn).pdf

1、二十一世紀以來，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術(shù)日漸成熟，完整的系統(tǒng)仿真學(xué)科體系已經(jīng)形成。仿真技術(shù)在國內(nèi)外多個領(lǐng)域取得了飛速的發(fā)展，應(yīng)用越來越廣泛，包括電網(wǎng)、變電站、核電、火電、化工、航天等領(lǐng)域，部分領(lǐng)域達到了國際先進水平。
　　 目前，我國水電仿真技術(shù)還比較落后，缺少成熟、通用的產(chǎn)品。伴隨著近十來年水電建設(shè)的大發(fā)展，從業(yè)人員大幅增加，新員工培訓(xùn)任務(wù)加重，一大批大型、特大型機組投運，水電在電網(wǎng)中的比重增大，安全性要求、復(fù)雜程度均大

2、幅提高。研究通用的水電站培訓(xùn)仿真平臺，變得極為迫切。
　　 作者研究了常見的仿真建模方法，采用源于大的復(fù)雜系統(tǒng)分解的模塊化建模思路。在連續(xù)系統(tǒng)的計算機仿真中，主要的數(shù)值計算工作是對微分方程（或狀態(tài)方程）求解。本文分析了模型求解的幾種數(shù)值積分法，選擇更為實用、通用性更強的離散相似法作為傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程的數(shù)值解法，給出了典型環(huán)節(jié)的離散相似模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合模塊化建模思想，提出并采用了面向結(jié)構(gòu)圖的建模方法。這種建模方法不僅適用于

3、線性系統(tǒng)，還可應(yīng)用于非線性系統(tǒng)。
　　 計算機仿真系統(tǒng)需要對水電站整個生產(chǎn)過程進行模擬仿真，建設(shè)與實際水電站相似的“數(shù)字水電站”。本文通過對水電站設(shè)備進行分類，建立了模型框架體系，重點分析了水輪發(fā)電機的建模原理，通過派克方程，建立發(fā)電機的基本方程。此外，本文還簡要描述了調(diào)速器模型、勵磁系統(tǒng)模型、引水系統(tǒng)模型、水輪機模型等。
　　 水電站計算機仿真系統(tǒng)需要將上述算法、數(shù)學(xué)方程用計算機能識別的方式進行描述，并以計算機軟件的方

4、式加以實現(xiàn)。傳統(tǒng)仿真程序包的模型軟件具有較大的弊端，而采用仿真語言可以使建模人員將精力集中于所研究仿真對象。本文在國內(nèi)開創(chuàng)性地采用了國產(chǎn)仿真語言SimuLog（Simulation Log，縮寫為SimuLog，一種通用仿真語言，作者導(dǎo)師自主研發(fā)的成果），首先闡述了SimuLog的重要意義，并在導(dǎo)師原有研究成果基礎(chǔ)上，進一步完善了描述語言的語法規(guī)則、編譯器和解析器，提出了SimuLog優(yōu)化設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上對典型環(huán)節(jié)、水輪發(fā)電機模型進

5、行了解析運行，證明了SimuLog正確、可信賴。
　　 本文在國內(nèi)首次完整地采用與監(jiān)控系統(tǒng)一體化設(shè)計運行的平臺支撐技術(shù)，完成了OTS2000（Operator Training Simulation，縮寫為OTS，操作員培訓(xùn)仿真）的軟件總體架構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對OTS2000軟件平臺進行了實現(xiàn)。此外，本文還對海量數(shù)據(jù)存儲與工況再現(xiàn)、數(shù)據(jù)庫中間件、學(xué)員動態(tài)分組等技術(shù)進行討論。本文對先進的智能考核評分系統(tǒng)進行了詳細