《火电站仿真机原理及应用》

第一章绪论1

1-1 仿真的基本概念1

1-2 计算机仿真的过程2

1-3 仿真的分类3

1-4 仿真的发展及应用4

第二章火电站仿真机综述6

2-1 仿真机的基本概念6

2-2 火电站仿真机的分类7

2-3 电站仿真机的基本能力8

2-4 火电站仿真机的发展过程9

2-5 火电站仿真机的应用11

2-6 火电站仿真机培训经济效益分析13

2.6.1 培训效果与造价13

2.6.2 培训经济效益15

2-7 仿真机的逼真度与精度16

2.7.1 仿真机的逼真度16

2.7.2 仿真机的精度18

3-1 数字仿真算法20

3.1.1 欧拉法20

第三章仿真机中的数字仿真算法20

3.1.2 梯形法22

3.1.3 四阶龙格—库塔法22

3.1.4 实时仿真算法24

3-2 计算步距与精度25

3-3 数字仿真计算的稳定性及Stiff问题31

3-4 典型非线性环节的仿真32

第四章仿真机功能及其实现方法36

4-1 初始条件及其存储36

4-2 冻结与解冻37

4-3 快速与慢速38

4-4 回退与重演38

4-5 就地与外部参数39

4-6 故障及其生成方法40

4-7 仿真机中的专家系统45

4.7.1 专家系统概述45

4.7.2 专家系统在培训仿真环境中的应用47

4.7.3 仿真机指导员专家系统48

4.7.4 自教育专家系统49

4-8 仿真机其它功能50

5-1 仿真机硬件构成52

第五章仿真机硬件系统52

5-2 仿真计算机53

5.2.1 超级小型计算机53

5.2.2 UNIX工作站／服务器59

5-3 操作员台66

5.3.1 常规控制盘台67

5.3.2 过程计算机操作员台67

5.3.3 就地操作台68

5-4 教练员台68

5.5.1 接口的基本概念69

5-5 输入／输出接口69

5.5.2 串行接口72

5.5.3 并行接口78

5.5.4 电站仿真机I/O接口系统83

5-6 计算机网络86

5.6.1 计算机网络概述86

5.6.2 局域网工作原理91

5.6.3 IEEE802.3局域网95

第六章仿真机软件系统100

6-1 计算机系统软件100

6.1.1 UNIX系统发展道路101

6.1.2 UNIX系统的构成和功能102

6.1.3 UNIX的主要特点105

6-2 仿真支撑软件106

6.2.1 数字仿真语言107

6.2.2 数据库系统概述111

6.2.3 STAR-90仿真支撑软件114

6.2.4 CETRAN仿真支撑软件121

6.2.5 S3仿真支撑软件124

6.2.6 READS仿真支撑软件129

6.2.7 ROSE仿真支撑软件133

6-3 电站仿真软件136

6-4 教练员台软件137

第七章火电站热力设备及系统139

7-1 火电站生产过程及其组成部分139

7-2 锅炉设备及系统140

7.2.1 锅炉本体140

7.2.2 风烟系统142

7.2.3 制粉系统144

7-3 汽轮机设备及系统146

7.3.1 汽轮机本体146

7.3.2 回热加热系统147

7.3.3 凝汽设备及系统149

第八章火电站设备及系统的建模151

8-1 数学模型概述151

8-2 火电站仿真机建模的一般步骤153

8.2.1 概念模型153

8.2.2 正式模型154

8.2.3 数字模型156

8-3 锅炉系统的建模方法157

8-4 锅炉系统的简化模型159

8.4.1 锅炉燃烧室数学模型160

8.4.2 汽包数学模型163

8.4.3 上升管数学模型165

8.4.4 过热器数学模型167

8.4.5 再热器数学模型169

8.4.6 锅炉系统数学模型模块图171

8-5 汽机系统简化模型172

8.5.1 汽机本体数学模型172

8.5.2 凝汽器系统数学模型174

8.5.3 除氧器数学模型179

8-6 发电机系统简化数学模型182

8-7 几种典型的炉内传热数学模型184

8.7.1 石谷模型185

8.7.2 古尔维奇模型187

8.7.3 气体一黑壁面模型191

8.7.4 炉膛传热分区模型193

8.7.5 对各种炉内传热模型的分析及比较196

8-8 制粉系统数学模型198

8.8.1 直吹式制粉系统数学模型198

8.8.2 储仓式制粉系统模型199

8.9.1 离心风机数学模型202

8-9 风烟系统数学模型202

8.9.2 轴流风机数学模型204

8.9.3 回转式空气预热器数学模型205

8-1 0给水回热加热系统数学模型208

8-1 1流体网络数学模型215

8-1 2阀门的数学模型217

8-1 3单相介质换热器仿真模型218

8.13.1以焓值作为工质的集总参数219

8.13.2以温度作为工质的集总参数221

8-1 4仿真模型中故障的加入223

8-1 5饱和蒸汽及饱和水状态参数计算224

8.15.1饱和蒸汽参数拟合公式225

8.15.2饱和水参数拟合公式226

第九章控制系统数学模型及其仿真228

9-1 概述228

9-2 典型自动控制系统数学模型及其仿真229

9.2.1 单回路反馈控制系统229

9.2.2 双回路控制系统232

9.2.3 前馈控制系统233

9-3 机炉协调控制系统CCS234

9.3.2 以锅炉跟随为基础的协调控制系统236

9.3.1 以汽机跟随为基础的协调控制系统236

9.3.3 按指令信号间接平衡的协调控制系统237

9.3.4 能量直接平衡协调控制系统237

9-4 汽机旁路控制系统BPS238

9-5 汽轮机数学电液控制系统DEH241

9-6 程序控制与联锁保护系统246

9.6.1 程序控制246

9.6.2 联锁保护248

9.6.3 程序控制与联锁保护系统的仿真250

9-7 计算机监视系统CMS250

9-8 集散控制系统DCS251

9.8.1 DCS的功能分层体系252

9.8.2 DCS的体系结构253

9.8.3 DCS的过程控制站及其功能255

9.8.4 DCS的操作员站及其功能256

9.8.5 DCS的工程师站及功能259

9.8.6 DCS的仿真259

第十章多媒体技术在火电站仿真机中的应用261

10-1 概述261

10.2.1 触摸屏262

10.2.2 光盘系统262

10-2 多媒体产品及系统262

10.2.3 多媒体卡263

10.2.4 板级多媒体产品264

10.2.5 多媒体计算机（MPC）264

10.2.6 多媒体软件264

10-3 多媒体技术在火电站仿真中的应用265

10.3.1 炉膛火焰监视的仿真266

10.3.2 汽包水位监视的仿真267

10.3.3 语音系统的仿真268

10.3.4 就地操作场景仿真268

参考文献270