在线仿真技术在伊敏发电厂的应用

电力18讯：    作者：马振涛　

摘要：本文首先从在线仿真系统的概念入手，对其进行一个较为简要的介绍；然后用系统组成的方式介绍来在线仿真系统的各个部分；通过对软件功能进行重点剖析，阐述在线仿真系统在伊敏电厂的实施与应用价值。
关键词：在线仿真　实时跟踪　返回重演　故障诊断
    1　引言
随着计算机技术的发展，电厂仿真技术也在发生着日新月异的变化，实时仿真技术已被广泛地应用于运行人员培训和系统设计验证等方面，但这些仿真系统都是与机组运行和生产管理没有直接联系的孤立系统。另一方面，电厂仿真技术的发展使模型的精度和仿真的深度有了很大发展，在许多方面大大超过了人员培训需求的范畴，而信息技术和网络通讯技术以及电厂的计算机自动控制技术的高速发展使电厂大量数据的共享成为可能。这种数据共享会提高电厂数据的利用效率，产生更多的附加值，从而更好地发挥仿真系统及信息系统的效能。数字化电厂[2]解决方案适时而生，将生产与管理有机融为一体，是对电厂的控制、仿真与信息系统的整体解决方案。其首要完成的就是其基础组成部分-在线仿真系统（On-Line Simulation, OLS）。
对伊敏电厂而言，在线仿真系统用"科英"支撑平台建立实时共享数据库，接收现场控制系统数据、在线仿真系统模拟的数据，实时地对数据进行分析与处理，并保存在实时共享数据库与历史数据库中，实现信息的全面共享。这种信息的共享能实现在线的运行分析，辅助电厂的运行，并对故障进行在线预测、报警、诊断与分析，从而提高电厂的安全性和经济性。
从技术上讲，在线仿真与传统离线仿真相比，技术上的主要差异包括：
    (1) 更全的共享信息：建立包括控制系统、仿真系统的实时/历史共享数据库；
    (2) 更精细的在线仿真模型：通过与电厂现场同步来测量模型的精细度；
    (3) 更高的稳定性要求：长期在线不间断运行；
    (4) 更自动投入：在线仿真系统投入时，系统有能力自动初始化到电厂实际运行状态；
    (5) 更高的智能化水平：在参数整定、现场操作有效性判别等方面具备自学习能力；
    (6) 更多的与经济性和安全性相关的参数；
    (7) 更高的完整性与可维护性要求：监控页面的自动转换与控制系统组态的自动转化；
    (8) 更大量更完整的历史数据库：达12个月的历史数据，秒级的访问速度；
    (9) 更强的数据分析手段，可以对任意历史状态进行返回跟踪或记录重演，对任意变量的历史值进行分析；
    (10)更先进的技术：能够支持多用户共享内存、多进程独立调度的运行模式，完成对多种功能的多种时间片的独立实时控制与调度；
    (11)更多的运行模式：支持在线同步仿真、离线仿真和在线预测仿真等运行模式，并且可以存在多种模式同时运行的情况；
    (12)更便捷的应用：实时在线发现或预测现场的异常情况，并分析导致异常工况或事故工况的可能原因；
    2　系统组成
伊敏的在线仿真系统可运行于在线、快速及离线三种模式，跟踪、预测与模拟机组的操作及指示。它由以下部分组成：
    (1) 主计算机系统：由两台双机热备系统和一个磁盘阵列组成。运行仿真模型与"科英"平台，建立历史数据库，是应用与数据库服务器。
    (2) 仿真操作站：采用6台HP工作站。运行与现场完全一致的模拟操作员站，可以同时模拟多达四模式：离线模式、重演模式、返回追踪模式、在线模式。
    (3) 仿真就地站：采用1台HP工作站。模拟与现场完全一致的就地设备与管网，并可模拟操作。
    (4) 仿真信息站：采用2台HP工作站。在线信息站是在线仿真系统的人机界面，它是所有在线信息的集成体现。信息站总图显示了全厂的流程及主要参数显示。可在多台工作站上启动信息站，并且互不影响。其包括以下12项功能：
l 趋势：对所有的标签量进行实时/历史数据的趋势显示。每幅画面可同时显示6条曲线，可进行缩小、放大、平移显示；
l 报表：包括了所有经济指标的报表及日志报表，小指标竞赛，及生产日报等。
l 参数一览：对计算的特征参数按照图形化方式显示；
l 故障诊断：对已发生的故障显示其故障原因，如有必要还可以显示推理结果。
l 预警：对未来发生的异常事件进行预测。
l 控制研究：提供了对在线系统的参数修改能力，并计算其等效二阶系统的品质参数。
l 数据校验：对采集的DCS数据进行校验，并将不合理项显示给运行人员。
l 系统监视：对主要系统进行流程数值及状态显示，采用V