2023智慧燃机仿真培训系统技术规范

作者：职场人智慧燃机仿真培训系统技术规范1.总的要求仿真机是对智慧燃机项目的燃机-燃机发电机-余热锅炉-汽机-汽机发电机、热控系统实现1拖1单元机组发电生产过程仿真。以参考机组控制系统内所有的监视、操作、控制为主，同时包括其他主要设备启停和故障处理中必要的就地操作。培训仿真系统主要用于电厂的运行、热控人员的培训包括：作为机组运行人员的培训工具和热控人员DCS组态培训工具，使得运行人员能较熟练地、正确地掌握机组设备在各种状态下启动、停机和正常运行的监视、事故处理操作技术；提高机组运行人员正确判断、处理各种事故的应急能力，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。作为机组一些系统的优化运行分析工具。例如，测试新的控制策略。通过对机组的控制系统进行仿真研究，以选择合理的或可行的控制方案。对机组的某些故障原因和结果进行分析，以便改进运行操作和制定反事故对策，以提高机组运行人员正确判断、处理各种事故的应急能力，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。仿真机必须完全针对参考机组进行建模组态和参数化，以实现高逼真度仿真。应模拟参考机组的所有运行模式，包括：冷态和热态启动、停机、负荷控制、正常运行、异常和紧急工况。过程对象的仿真范围应该支持电厂全部的DCS操作以及其他选定的基地控制和就地操作。仿真机应对机组：燃机-燃机发电机-余热锅炉-汽机-汽机发电机、余热部分DCS热控系统进行1：1仿真。燃机控制逻辑的仿真，采用“翻译”的方式来实现控制逻辑组态文件。仿真的控制逻辑，包括辅机顺控逻辑、各种联锁保护逻辑、报警值、控制器参数。能实现运行规程所规定的部分试验。仿真机应该具备连续实时地模拟参考机组运行的能力。对于正确操作和部分误操作，都应该能真实的反映出参考机组情况。仿真机组的稳态和动态性能指标应该满足或超出DL/T1022-2015火电机组仿真机技术规范等的规定。仿真机应该能够模拟出设备故障对机组性能的影响效果，学员能够在仿真机上进行设备故障识别练习和正确的处理练习，以培养其故障发现能力和处理能力。仿真机应能提供给教练员提供足够的信息，以评估学员的表现。评分标准应该可以在教练员站上进行调整。必须能显示或打印学员的成绩。应该确保通过仿真机培训，能够学习到工艺系统操作。仿真机的整体可用率应该达到98%。仿真建模软件必须是面向电厂工程师设计的、能用于仿真建模调试的图形化建模软件。必须具备成熟的燃气－蒸汽联合循环机组仿真需要的模块。仿真机系统应具有下列功能：全功能、在线、图形化组模；全功能、在线、图形化过程网络组态；全功能、在线、交互式进行调试、修改、调整、测试，并具有复原的功能。仿真机软件应是易于维护、升级、更新。仿真模型全部以物理过程为基础，真实地反映仿真范围内的动、静过程，因此，对运行人员的各种操作，自动控制和保护动作，故障发生后的动态影响能与实际电厂发生的过程相一致。提供具有先进水平的仿真支撑系统，用户可方便地修改机、炉、电及热控系统仿真模型的结构、参数、系数等，对控制系统也可方便地在线进行组态、修改、调试，无需编程即可实现。仿真机主要支撑软件与工具软件应具备良好的互连性和扩展性。设置权限控制，对不同的人员使用不同的仿真机功能模块的不同功能。仿真机系统从上电到可以进行仿真培训的时间不应超过5分钟。2.仿真机系统硬件本节主要说明对仿真机各个组成部分的配置和基本功能要求。2.1.基本要求为实现仿真机的全部功能和各项技术要求，投标人应当提供当前世界先进水平、安全可靠、工艺先进、性价比高的硬件系统。操作台材质，形式尽量与实际机组一致，投标人应对操作台厂家进行认真考察，以选取合格的制造厂家，并经招标人对厂家和产品确认后再进行制造。应考虑抗电场、静电、共模、差模及磁场干扰的措施。系统要便于安装、维修、扩充，并且具有自检及自诊断功能。2.2.仿真机硬件系统选用原则满足系统运行的实时性要求。足够的系统资源冗余。采用当前主流产品和工业标准设备。选用的硬件设备应具有互换性。设备具体选型在采购前需获得到招标人确认。2.3.仿真机硬件系统要求1）仿真机的教练员工作站或某个操作员站单一故障不会导致整个系统出现故障瘫痪，单一故障也不应该影响仿真机的其它功能及仿真机的运行。2）当仿真机运行在最大负载工况时，例如出现大量的报警、控制动作、画面显示请求、参数变化。仿真计算机必须保证在每秒时间间隔内，都有30%的冗余时间。3）所有人机界面响应时间应该与参考机组相同(小于2秒)。控制系统、仿真盘台和教练员站等子系统的响应时间，应该足以支持仿真机整体性能。4）子系统之间的I/O通讯所占用的带宽，在最大通讯量时，不能超过可用带宽的80%。5）培训仿真系统至少包括：受训人员的环境、教练员站、操作员站、工程师站。6）受训人员的环境：受训人员的环境是指仿真机组的培训室。包括提供给受训人员操作的操作员站上的LCD/键盘/鼠标、紧急操作设备、采用投影机模拟大屏幕显示器、打印机等。3.仿真机软件在硬件系统的支持下，仿真机软件系统要保证实现仿真机的全部功能，满足整体性能要求，提供用户对系统开发、扩充、修改、调试最大限度的支持，整个软件系统要合理的调度计算机所有硬件资源，方便用户使用，并应是经过实践考验的、成熟的系统。3.1.基本要求（1）整个软件系统的开发过程，严格按照软件工程规范进行，软件编写遵从国家标准。（2）仿真机应用软件是实现电厂仿真和培训功能的程序集合，投标人根据招标人提出的功能、仿真范围和仿真程度开发出相应的仿真软件。主要包括：开发调试支撑软件、诊断和测试软件、仿真机对象模型软件、工程师/教练员台功能软件、就地操作台功能软件、计算机监控系统（DCS、DEH等）仿真软件、数据库管理软件等。（3）所有源程序必须有详尽的流程图和注解，注解包括前奏和功能注解两部分，对软件的功能进行描述，重要数据（变量）要特加说明。（4）具有强大的调试、维护、诊断和开发能力。（5）实时响应能力强。（6）具有较强的文本文件管理功能。（7）所有软件必须是正版软件。招标人有永久的使用权，并保证招标人能自行完善和开发全部仿真功能，投标人应对提供的所有软件提供免费升级服务。（8）便于工程技术人员学习掌握。（9）需要向招标人提供的仿真机软件包括仿真机模型软件、仿真机建模软件等所有开发工具以及第三方软件。（10）需要向招标人提供支撑软件与工具软件应具备良好的互连性和扩展性，与第三方产品具备互操作性。3.2.仿真机软件内容投标人提供的仿真机软件应能连续、实时地仿真机组正常、非正常、紧急状态操作完整的过程，是全物理过程的数学模型，其逼真度和仿真范围应与机组控制系统一致。投标人提供的仿真机软件至少有以下内容：机组模型软件应以本期机组的生产工艺流程、系统结构设计、机组设计计算或机组运行数据资料为依据。过程模型应以实际物理过程为基础，遵循质量守恒、能量守恒和动量守恒定律，采用燃气－蒸汽联合循环机组相关专业对过程的数学描述方法建立。难于用基本原理建立数学描述的局部系统可采用相关专业公认的经验公式、拟合函数等方法建立。应是可反映机组各种可能运行工况动态和静态特性，且能满足实时运算要求的数学模型。该模型能够对燃气－蒸汽联合循环机组设备及系统全范围和生产全过程进行实时连续的仿真。应能接受所有的仿真操作输入，并计算产生机组中供监视、控制和其他运行用途的仿真计算数据输出。应使仿真机组的静态特性和动态特性与本期机组相同或相似。应以模块化建模的方法建立。燃机控制系统应采用“翻译”技术，仿真结果应与参考机组相一致。控制系统软件：余热发电部分实现1:1的仿真，调节特性和控制逻辑应与本期机组相同。控制系统采用虚拟DPU技术进行模拟。操作员站仿真软件：应实现本期机组运行人员所使用的操作员站人机界面功能的仿真。运行人员监视使用的画面应实现1:1的仿真，操作方式和功能应与本期机组相同。画面更新操作的响应、速度与本期机组的相同。就地操作员站软件：应能够实现与运行相关的就地操作的仿真。教练员（工程师）软件：应提供方便教练员灵活控制仿真机和监视受训人员操作，实现仿真功能的软件。支撑软件：支撑仿真机开发机组模型的编程、分调、联调、维护、修改（或更新）图纸，实现实时数据库管理和实时运行的软件。诊断