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第一章 概述1

1.1 电站计算机仿真概念1

1.2 电站仿真技术的应用2

1.3 电站仿真机的类型3

1.3.1 仿真机的类型3

1.3.2 几种类型仿真机的定义4

1.4 电站仿真机的历史和发展概况5

第二章 电站全范围仿真机的特性10

2.1 全范围仿真机的基本构成10

2.1.1 硬件系统10

2.1.2 软件系统11

2.2 全范围仿真机的仿真范围12

2.3 全范围仿真机的功能和用途13

2.3.1 全仿真机的功能13

2.3.2 全仿真机的用途13

2.4 全范围仿真机的逼真度、精度和实时性14

2.4.1 逼真度14

2.4.2 精度14

2.4.3 实时性15

第三章 被仿真电站、仿真范围和仿真程度要求16

3.1 锅炉系统16

3.1.1 锅炉系统一般说明16

3.1.2 锅炉本体17

3.1.3 汽水系统19

3.1.4 空气和燃料烟气系统19

3.1.5 燃料和燃烧系统21

3.1.6 吹灰系统22

3.1.7 疏水和排汽系统22

3.1.8 仪表压缩空气系统23

3.2 汽轮机系统23

3.2.1 汽轮机本体24

3.2.2 主蒸汽、再热蒸汽和旁路蒸汽系统25

3.2.3 抽汽系统26

3.2.4 辅助蒸汽系统27

3.2.5 凝结水系统27

3.2.6 给水系统28

3.2.7 加热器疏水和排气系统30

3.2.8 凝汽器和抽真空系统30

3.2.9 汽机轴封和疏水系统31

3.2.10 循环水系统32

3.2.11 工业水系统32

3.2.12 闭式循环冷却水系统33

3.2.13 开式循环冷却水系统33

3.2.14 润滑油和油处理系统34

3.3 电气系统34

3.3.1 发电机及其辅助系统35

3.3.2 配电系统37

3.3.3 通讯系统40

3.4 监视和控制系统40

3.4.1 电站监视和控制系统的类型40

3.4.2 常规仪表方式实现的监视和控制系统的仿真41

3.4.3 分散控制系统实现的监视和控制系统的仿真42

3.5 电站正常运行操作和故障的仿真43

3.5.1 电站正常运行操作的仿真43

3.5.2 电站故障仿真44

第四章 发电机组的数学模型和建模技术45

4.1 发电机组数学模型的特点、建模要求和建模方法45

4.1.1 发电机组数学模型的特点45

4.1.2 建模一般要求46

4.1.3 建模方法和步骤47

4.1.4 算法选择48

4.2 逻辑和控制系统的数学模型49

4.2.1 阀门控制逻辑模型49

4.2.2 控制器的数学模型51

4.3 动态数学模型52

4.3.1 锅炉烟气侧的动态数学模型52

4.3.2 锅炉工质侧单相区的数学模型54

4.3.3 锅炉工质侧蒸发区的数学模型55

4.3.4 汽轮机的数学模型59

4.3.5 发电机的数学模型62

4.3.6 单相箱的数学模型67

4.3.7 两相箱的数学模型69

4.3.8 风机和泵的数学模型70

4.3.9 流体回路流量计算73

第五章 电站仿真机的硬件系统76

5.1 计算机系统77

5.1.1 电站仿真机计算机系统的构成77

5.1.2 仿真机对计算机硬件系统的性能要求77

5.2 I/O接口系统79

5.2.1 并行分布式I/O接口系统79

5.2.2 串行分布式I/O接口系统87

5.3 控制盘／台及其物理仿真92

5.3.1 不同类型电站仿真机对控制盘／台的要求92

5.3.2 仿真机控制盘／台的设计94

5.3.3 特殊仪表的仿真95

5.4 在仿真机中实现电站监视和控制系统复制的方法98

5.4.1 激励方式98

5.4.2 仿真方式99

5.4.3 部分仿真方式99

5.5 就地操作仿真和控制室环境仿真设备100

5.5.1 就地操作仿真设备100

5.5.2 控制室环境仿真设备101

5.6 教练员台和工程师站102

5.6.1 教练员台102

5.6.2 工程师站102

第六章 电站仿真机的软件系统104

6.1 计算机系统软件104

6.1.1 计算机的操作系统104

6.1.2 语言编译程序105

6.1.3 网络通讯软件105

6.2 电站仿真软件106

6.2.1 电站模型软件及其功能和质量106

6.2.2 电站模型软件的“自顶向下”设计方法107

6.2.3 模型软件的模块化结构和结构程序设计109

6.2.4 电站监控机仿真软件112

6.2.5 就地操作仿真软件115

6.3 教练员台软件及其功能116

6.3.1 教练员台软件系统116

6.3.2 教练员台人机界面设计117

6.3.3 教练员台的功能117

6.4 盘／台I/O诊断软件125

6.4.1 I/O诊断软件的构成和特点125

6.4.2 I/O诊断软件的功能125

第七章 仿真软件开发支持系统127

7.1 仿真软件开发支持系统的构成和性能127

7.1.1 SIMU、ISSE支持系统128

7.1.2 STAR-90支持系统130

7.1.3 S3支持系统131

7.1.4 CETRAN支持系统132

7.1.5 READS和MAGIC等支持系统133

7.2 仿真机的数据管理136

7.2.1 S3数据库管理系统137

7.2.2 READS数据库管理系统146

7.3 仿真软件的开发与管理147

7.3.1 编程和自动建模相结合的模型软件开发方法148

7.3.2 算法块连接方法的模型软件开发方法152

7.3.3 流体网络的图形建模154

7.3.4 逻辑和控制系统的图形建模160

7.3.5 仿真软件的管理161

7.4 仿真软件的调试161

7.4.1 离线调试和子系统分调162

7.4.2 在线调试和系统联调164

7.4.3 调试子系统的功能164

7.5 仿真软件的实时运行166

7.5.1 仿真软件实时运行时要求的环境166

7.5.2 实时同步任务的功能167

7.5.3 实时执行程序的功能和仿真软件的实时运行169

第八章 仿真机的测试和验收172

8.1 仿真机的测试172

8.2 验收测试大纲175

8.3 仿真机的验收177

附录Ⅰ 1973～1985年美国EAI公司和Singer Link公司生产的电站仿真机概况178

附录Ⅱ 300MW亚临界参数、中间再热、强迫循环汽包炉、凝汽式汽轮发电机组故障仿真举例181

参考文献208