电力系统仿真

电力学术语

电力系统仿真，是指利用虚拟现实技术，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。

定义

（1）电厂建设过程及发电工艺过程仿真

在电厂建设前常需要对不同的建设方案进行评估和选择，建设过程的虚拟仿真可以直观地展示从平整土地到土建、设备安装与调试的整个过程，对于分析建设过程的物流效率、环保效应、建设成本等都有很大帮助。此外虚拟仿真技术还可以对电厂发电的工艺过程进行可视化仿真，展示煤循环、水循环、废水处理、变电与输电等过程。因此电厂建设过程仿真不仅可用于电厂建设者评估不同的建设方案，还可以为电厂方案提供者在电站项目投标中展示自己的方案提供新的手段。

（2）电力设备的虚拟操作培训与考核

高压电气设备的操作培训是基于实物进行的，由于高压导致一定的危险性存在，且无法记录操作者的每一步操作是否都符合规范，交互式虚拟操作技术与电路仿真技术相结合可以建立虚拟的电气设备和各种仪表，操作者可以交互地选择不同的仪表来，通过动态连线来进行各类试验，前台的虚拟仿真将操作者的连接反馈给后台的电路计算仿真，计算结果数据实时传输到前台，前台根据计算结果显示操作者的操作应该引起的结果，包括指针仪表、数字式仪表等仪表显示数据、由于电流电压过大导致的过热、电火花等现象，从而实现高压试验的实时交互式操作仿真。同时操作者的每一步操作动作均可以以数据和视频的方式保存下来，供随后的考核和评估，也可以用于其他学员学习。

电站仿真技术

电站仿真系统，是将仿真技术应用于电站所构建的仿真系统，主要用于人员培训。其称呼还有很多，比如电厂仿真系统，电站仿真培训系统，电厂仿真培训系统，电站模拟培训器，电厂模拟培训器，电站仿真机，电厂仿真机，等等。现代电站仿真技术的发展，给电力工业的安全生产提供了坚强的物质基础；电站机电一体化的普遍应用，自动化水平不断提高，又不断地给电站仿真技术提出了新的课题。电站仿真技术的合理应用与电力安全生产已经密不可分。

从20世纪50年代开始，西方几个主要发达国家，由于核电站安全运行的需求，开始研制核反应堆和核电站的操作模拟培训器。到20世纪70年代，已建起了相当数量的核电站培训仿真中心，对提高运行人员的操作水平，起到了非常重要的作用。我国最初没有自己的仿真技术，到20世纪80年代初，清华大学热能工程系开始研制自己的电站模拟培训系统，并于1982年完成了我国第一台电站仿真机的研制。

随着单元发电机组容量越来越大，系统越来越复杂，对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求，仿真系统是实现这个目的的最佳途径。通过仿真系统可以优化运行过程，可以培训操作人员。电站仿真系统己成为电站建设与运行中必须配套的装备。早期培训用仿真机大都包含对DCS系统的仿真，但往往比较简单，基本都是“黑盒子”模型，与实际系统有着很大的差别。其主要作用是对机组运行人员的培训。现代的仿真系统，不但可用于对运行人员培训，而且可对热控人员进行DCS组态与培训。

另外，针对新型发电技术，也有相应的仿真机问世，例如循环流化床电站仿真机，超临界机组电站仿真机，整体煤气化联合循环电站仿真机、垃圾焚烧电站仿真机，等等。

现代的电站仿真技术，比早期的电站仿真有了非常大的发展，具有不可比拟的优势。但随着技术的进步和实践，性能不断趋于完善，涉及的领域和服务功能将更为广泛。

(1)电站仿真最小仿真步长达到10个毫秒，是否实现精度更高的仿真周期，将是一个研究的方向。

(2)由于仿真功能的强大，仿真机已经纳入电力培训领域上岗前的必备内容。随着技术的发展和实践，电站仿真系统在电力生产的安全管理、事故分析、经济运行、调节优化等方面的模拟实验上，将得到更为广泛的应用。

(3)建模理论和方法，仍然是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。它是系统仿真可持续发展的基础。

各个模块

虚拟仿真培训模块

1、电力设备操作仿真培训。

2、电力设备安装培训。

3、变电站巡视检查培训。

4、变电站施工培训。

虚拟浏览展示模块