马锐[1]2012年在《压水堆机组二回路热力系统模块化图形建模》文中指出随着我国核能事业的发展，工程任务不断增加，而机组参数的提高和新技术、新设备的使用，使得二回路热力系统的建模工作越来越复杂，工作量不断加大，传统的建模方法在效率上已经不能满足工程的需要。而计算机技术的飞速发展以及面向对象的编程思想在编程技术中的统治地位的确定，使得图形模块化建模方法成为了热力系统建模平台开发的最佳选择。结合模块化建模和图形化建模方法优点的图形模块化建模平台的开发也成为热力系统建模的热点。本文在深入研究模块化建模和图形化建模技术问题的基础上，采用Visual C#作为开发工具，以SQL2008数据库作为存储工具，开发了二回路热线图平衡计算软件，作为图形模块化建模平台的一个功能部分。在开发过程中，成功的进行了热力系统模块划分和模型开发，设计了设备图形模块，定义了网络结构并选择了合适的拓扑识别方法，并且以实际案例演示了软件的使用过程和其具有的功能和优点，案例参数输入后完成的验证说明了本文研究方法的可行性和合理性。结合本文的研究方法和经验，提出了图形模块化建模平台的扩展思路和改进方向，为图形化建模平台的开发做了有益的探索实践研究。
靖琦东[2]2001年在《电厂热力系统图形模块化动态建模》文中研究表明为了配合火电厂热力系统的安全、经济运行，对其热力系统进行分析与模拟计算一直是众多热工工作者从事的工作。随着机组参数的提高和新技术、新设备的采用，热力系统也日趋复杂，这就需要一套热力系统的仿真建模软件能够实现动态建立模型并能够迅速进行热力系统安全与经济性计算，这样可以节省大量的人力、物力和时间。而计算机业的迅猛发展，以及面向对象编程思想的深入人心，为实现一套热力系统图形化动态建模系统提供了强有力的支持。因此，本论文的目的，就是要实现这样一个系统。本文采用VC++作为编程工具，在win98操作系统下开发出一个应用软件，在该软件中，成功的将热力系统进行了模块划分，使用面向对象的思想，将热力系统中每一个设备作为一个模块，而热力系统模型的建立，则是使用这些模块，将它们相互连接起来，形成网络图，然后使用图论的方法，对其进行研究、计算，最终成功的对动态组建的热力系统进行热经济性分析、计算。
齐志广[3]2007年在《汽轮机热力性能试验通用计算软件的开发》文中提出汽轮机组热力性能的优劣,直接影响着发电厂和电力系统的发电成本和经济效益;由于制造、运行和维护的水平不同,相同容量机组的热力性能也会相差甚远。汽轮机热力性能试验是火力发电机组热力性能评估的一个重要手段,然而,热力系统的复杂性和多样性,使得汽轮机热力性能试验及数据处理过程极其复杂。一些传统的汽轮机热力性能试验计算软件,往往只是针对某一特定型号机组而开发的,软件功能有限,通用性、开放性和易用性比较差,一旦热力系统发生改变,需要重新开发或修改软件。所以,随着计算机技术和计算技术的进步,开发图形化、智能化的汽轮机热力性能试验的新型通用计算软件势在必行。本文在借鉴国内外已有相关研究与开发成果基础上,以汽轮机热力性能试验计算为背景,研究了汽轮机热力性能试验数据通用处理方法,开发了图形化、智能化的汽轮机热力性能试验计算软件。主要完成了以下几个方面的工作:①对不同类型的汽轮机组热力系统及热力设备进行全面深入分析,按模块化建模思想对热力系统进行划分,并充分考虑辅助汽水成分的影响,建立起较为通用的加热器数学模型、热力系统通用矩阵模型和热经济指标的数学模型。②依据火电厂热力系统的典型部件,采用面向对象的模块化建模方法建立了典型部件及系统的类库,并按汽轮机性能试验规程ASME PTC6-1996所规定的热力性能试验计算原则,通过对类库所提供方法的调用,完成了汽轮机热力性能试验的计算工作。③完成了全图形化的热力系统组态软件的设计和编程工作。本图形组态系统利用面向对象和可视化程序设计方法,在Windows图形环境和MFC类库提供的强大功能支持下完成。本软件建立了典型设备的图形模块库,采用设备接口方式定义热力系统的拓扑结构,实现了对热力系统拓扑结构的自动识别和设备模块的自动参数化功能,具有组态适应性强、通用性好、组态过程可视化、操作简单方便的特点,可以自由组态出各种不同的热力系统,解决了系统配置方案变化带来的繁琐计算问题。同时程序具有良好的重用性、扩展性和灵活性,为进一步功能的开发打下了良好的基础。最后,通过宁夏马莲台发电厂N330-17.75/540/540机组和某N300-16.7/538/538机组对软件进行了测试,结果表明,所采用的组态、识别和求解算法是可行的,且计算速度快,精度高,具有一定的通用性,满足ASME PTC6-1996规程的要求。
郭小会[4]2008年在《轮机系统的自动化建模技术研究》文中认为随着计算机科学和仿真技术的蓬勃发展,面向对象的编程思想在编程技术中的统治地位的确立,以及各种软件开发平台的功能不断完善,自动化建模方法因具有使用简便、周期短、工作效率高、通用性强、模块易于维护和管理等特点,成为了许多领域系统建模当仁不让的最优方法。本文主要以轮机系统为研究对象,详细介绍了自动化建模平台的体系结构以及开发过程中使用的关键技术,并开发实现了自动化建模平台的一些主要功能。本文对自动化建模平台的几个关键技术进行重点的分析和研究,包括模块化建模方法、自动化建模方法、拓扑分析、软件重构、鼠标探测技术以及设计模式。在分析和研究中重点考虑了软件设计上的重用性和扩展性、平台的通用性和扩展性。基于层次结构的优点,本文提出了自动化建模平台的体系结构设计采用层次结构,且分为叁层:组态层、模型层和运行支撑层。组态层位于体系结构的最上层,直接与用户交互;模型层维护一个模型程序库;运行支撑层提供一系列服务以实现变量的扫描入库、监视、运行、控制等。本文以轮机系统的设备模型为基础,在平台上进行组态、模型程序的编译链接操作,以及仿真源程序的自动生成,实现了自动化建模。同时,本平台提供多种数据可视化方式:表格、曲线和柱状图等,使得用户能够直观方便地观察数据的动态变化。本文是基于轮机系统进行的研究,但因平台中模块管理器的通用性和扩展性,使得平台不仅能进行轮机系统的自动建模,还可以进行其他系统的自动建模。本文主要完成的工作有:模型库的管理功能和模型元件的编辑功能;系统的网络拓扑图自动生成;系统仿真源程序的自动生成;仿真源程序的编译和链接;在数字仿真平台上实现自动化建模的仿真。
杨涛[5]2015年在《核电站系统图形化建模仿真及验证》文中研究说明近年来环境问题日益突出,核电作为一种清洁能源,发展核电在优化能源结构及改善环境方面有着十分重要的意义。核电伴随着其安全性的改善已经发展到第叁代,我国引进第叁代核电AP1000技术,并自主研发CAP1400技术。计算机技术的快速发展使得仿真在工程领域的应用日益增多,通过仿真软件的验证与确认,减少了工程的研发成本并提高了工程的安全性。通过仿真软件对核电站系统进行建模仿真,提高电站的安全运行系数。图形化建模是当前建模仿真行业的发展趋势,针对核电站本文开发了一套图形化建模仿真软件虚拟电站。本文在分析国内外核电仿真软件的基础上,采用图形化和模块化的理念开发核电站建模仿真软件。使用Visio作为图形引擎,利用Visio Automation技术作为依托开发图形化建模平台虚拟电站。设备数学模型采用模块化建模,使用ActiveX技术进行设备模块封装,具有良好的独立性和可扩展性。虚拟电站采用建立流体网络的方式进行热力系统建模,软件能够自动进行系统组态图的网络拓扑结构分析并建立相应的流体网络模型,虚拟电站将流体网络与设备模块相结合,对热力系统组态图建立数学模型,实现热力系统的实时仿真。针对仪控系统,虚拟电站能够实时运行控制逻辑组态图。同时,虚拟电站平台中使用MySQL作为数据库,利用数据库将热力模型与仪控系统相结合,实现了系统建模仿真。本文对我国自主化第叁代核电技术CAP1400的核岛、常规岛内主要热力系统和仪控系统进行分析研究,并着重分析了主给水系统及反应堆冷却剂系统的工艺流程、设备配置和控制逻辑。本文采用机理推导和经验归纳相结合的方式,建立了加热器、泵、阀门、除氧器、反应堆、蒸汽发生器等设备的数学模型,并制作了模具库。使用虚拟电站进行了设备模块测试验证,结果表明模型设计正确,动态趋势合理,验证了模型的正确性。对主给水系统及反应堆冷却剂系统进行系统建模仿真,运行虚拟电站做调试实验,对主给水系统及反应堆冷却剂系统进行了系统验证。结果表明虚拟电站建立系统模型正确、功能实用,具有一定的工程应用价值。
韩伟[6]2004年在《热力系统性能分析组态工具研究与开发》文中研究说明随着火电厂计算机控制、实时数据处理和管理系统的不断改进和完善,发电企业不仅重视机组的安全性,也在不断追求提高机组的经济性。热力系统实时热经济性分析对火电厂的经济运行、节能降耗具有重要意义。传统的单元机组经济性分析及运行优化软件,往往只是针对某一特定机组型号而开发的,软件的通用性、可移植性很差,较少具有组态可视化功能。因此,为提高机组性能在线监测软件的开发效率以及软件的通用性,有必要开发出通用性强的组态工具,使得所开发的软件能够满足不同机组性能监测和优化的需要。机组性能监测软件系统开发涉及的技术繁多,需要用到多种开发工具。本论文主要进行热力系统实时优化运行组态工具的研究与开发,主要做了以下几方面的工作。1、概括介绍了国内外性能监测软件的现状和发展趋势,综合比较了目前性能监测软件的优缺点,从而确定本文的研究方向和工作重点。2、图形组态工具的开发:论文从面向对象技术和可视化编程方法入手,对系统进行了面向对象的总体设计,并从程序编码的角度对图形组态系统的技术实现进行了论述;还对图形组态系统开发中使用的核心代码进行了详细的解释;基本实现了图形组态编辑功能,为性能监测模型的调试开发提供了一种简洁而有效的开发工具。3、热力系统性能计算模型的建立:论文考虑到实际热力系统的运行特点和软件的组态通用性,结合着热力系统性能在线监测系统的开发与应用,简化了实际热力系统的计算,使其更适合于实时计算的要求;利用模块化建模的方法对热力系统进行深入研究,建立了通用加热器模型的数学模型,提出了较为完备的适合现场实际应用组态的热力系统热力性能在线计算的数学模型,能满足实际热力系统性能组态和在线监测需要。4、可视化图形组态计算软件的组态实现:论文基于面向对象的思想,通过建立热力系统典型部件、模块的类库,定义了具体的对象,对热力系统进行图形组态,生成热力系统。论文详细论述了软件的设计思想、系统结构、组态实现和功能特点,并应用该软件对某300MW机组进行了热力系统组态和性能计算。
冉鹏[7]2012年在《基于动态数据挖掘的电站热力系统运行优化方法研究》文中研究指明针对动态数据流的数据挖掘研究是一个具有挑战性的新兴领域,动态数据流挖掘在金融行业、电信行业、电力行业、冶金行业等领域有着极其广泛的应用前景。传统针对静态历史数据的数据挖掘技术不能有效地分析和处理动态数据流这类大规模动态增长的数据。本文结合电站热力系统运行优化研究的热点问题,在总结经验、发现问题和不足的基础上,从电站机组热力系统节能分析方法出发,结合仿真技术,构建了电站热力系统实时性能分析与运行优化仿真平台,并将动态数据挖掘技术引入到电站热力系统运行优化研究,主要内容如下：将图论思想引入到电站热力系统节能分析研究中,确定了基于图论的电站热力系统抽象原则,规定了电站热力系统的划分原则及基于图的表达方法。在比较不同电站机组结构特点的基础上,按照基于图的电站热力系统表示方法,确定了一次再热火电机组、二次再热火电机组及核电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵填写规则,推导出基于图论的通用电站机组热力系统节能分析模型,将不同类型机组热力系统节能分析纳入到统一的框架下,提高了对不同类型机组进行热力系统分析的通用性。将基于图论的通用电站机组热力系统节能分析模型与电站仿真过程有机的结合起来,结合构件复用技术开发了电站热力系统实时分析与运行优化仿真平台。研究了数据挖掘技术中的关联规则挖掘技术,结合当前动态数据流广泛存在的现实与动态数据挖掘技术的广泛应用前景,以及高速、动态变化的数据流的特点,将模糊集理论引入到动态数据流的数值型数据关联规则挖掘中,提出了一种适合动态数据流环境的模糊关联规则挖掘方法。以挖掘典型负荷状态下锅炉烟气含氧量与其它机组运行参数的关系为例,说明了动态数据模糊关联规则的挖掘过程。分析了当前电站热力系统运行优化目标值获取方法的优缺点,概述了基于动态数据挖掘的电站运行优化系统的体系结构,提出了基于动态数据挖掘的电站热力系统运行优化目标值的获取方法。对电站热力系统运行优化中的最经济煤种决策方法进行了研究,分析了煤质变化对火电厂运营成本的影响,提出了发电企业复合燃煤使用成本的计算模型,基于该模型提出了最经济煤种的决策方法,并应用动态数据挖掘技术与静态历史数据挖掘技术确定了最经济煤种。
邓华[8]2016年在《用于教学实习的核电站虚拟仿真系统》文中提出核电仿真技术可以模拟真实核电站的正常运行工况和事故状态,为相关技术人员掌握核电站运行原理和事故处理方式提供技术支持。目前,核电仿真领域已经涌现出全范围模拟机、严重事故模拟机、仿真分析机、教学模拟机等多种虚拟仿真产品。其中,教学模拟机一般以个人计算机作为工作平台,兼容Windows操作系统,通过仿真数学模型模拟真实核电站的物理、工艺和控制过程,并通过设备软操控制窗、鼠标和键盘进行操作。为了向核电类高等院校学生提供用于教学实习的现代化工具,本文采用图形化和模块化的建模方式,建立了田湾VVER-1000型压水堆核电站主要热力系统的动态数学模型,基于B/S模式集成了田湾核电站的虚拟DCS系统,从而开发了一套较为完善的教学实习用核电站虚拟仿真系统。本文的研发工作和成果如下：①基于B/S模式构建了图形化的热力系统仿真建模平台,仿真建模平台采用模块化的建模思想,将压水堆核电站的仿真建模分为设备层(模块层)、系统层和机组层的工作。设备模块的开发采用ActiveX控件和LIB动态链接库技术,通信程序采用共享内存和Soket套接字通信技术,使用FrontPage软件调用内嵌的ActiveX控件绘制系统的图形建模页面,基于模块捕捉的图形转换程序将HTML页面中的图形建模页面转换为C++语言形式的模型程序VPLANT。仿真建模系统的通用性强,可移植性强,未来可根据建模对象对设备模块库进一步扩展。②集成虚拟仪控系统程序VDCS,采用虚拟AP/FDG的模式构建了田湾核电站非安全级仪控系统TXP和安全仪控系统TXS的虚拟控制器程序,采用WEB网页内嵌动态宏元素的方式创建了虚拟HMI界面,编写了DCS所需的各类虚拟功能控制模块和动态宏元素的程序,基于Soket套接字通信方式完成了VPLANT模型程序、TXP及TXS之间的通信。③根据田湾VVER-1000机组热力系统设备的结构和热力特性,基于相关热工水力方程,运用集总参数法的方式创建了系统关键设备的动态数学模型,如蒸汽发生器、汽轮机透平单元、给水加热器、调节阀等。采用面向对象的程序设计方式,利用C++语言在LIB库中编写了设备的模型程序,供模型程序总线程调用。同时建立了基于节点压力法的流体网络模型,以利于程序调用的矩阵方程形式编写了流体网络模型求解程序,利用图形转换程序识别了图形建模页面的流网拓扑关系并创建其流体网络模型。④根据田湾核电站热力系统的技术资料及DCS系统HMI画面,在仿真建模平台上对核电站重要热力系统进行建模工作,并将各系统模型集成模型总程序VPLANT.然后对虚拟仪控系统VDCS和模型程序VPLANT进行了基本功能测试,显示程序较好的满足了教学实习的基本要求。对阀门模块程序、基于节点压力法的流体网络求解程序进行静态和动态测试,显示流体网络程序能够模拟热力系统中压力、流量的变化情况,阀门模块程序能够反映真实调节阀的流量特性曲线。高压加热器系统的动态和静态试验也准确地模拟了加热器在给水流量增加和抽气流量减少两种情况下的响应情况。
万里鹏[9]2005年在《440t/h循环流化床锅炉风烟系统的建模与仿真》文中研究表明循环流化床燃烧是一种高效、低污染、燃料适应性广的洁净煤燃烧发电技术,在当前及今后仍以燃煤发电为主的情况下,循环流化床燃煤发电技术将在国内外得到迅速发展。利用锅炉的整体动态数学模型开发的仿真系统能及时预测、分析及解决锅炉的现场运行问题,从而提高锅炉的安全性和经济性。旋风分离器是大型循环流化床锅炉系统中一个十分重要而复杂的装置,而在其实际运行当中,分离器的后燃现象又是非常常见的,后燃现象的存在对整个锅炉系统的动态特性有着不容忽视的影响。因此,对其建立准确的动态数学模型是十分有必要的。本文的工作就是基于上述出发点,以440t/h 循环流化床锅炉风烟系统各设备为研究对象,重点对旋风分离器建立了独立的动态数学模型。在对旋风分离器建立数学模型时,根据实际情况,考虑了分离器内物料的后燃现象,并对分离器入口烟气颗粒考虑了其宽筛分特性。所建立的数学模型包括分离器模型、过热器模型、省煤器模型、风机模型、泵和阀门模型等。在数学模型的基础上,本文运用面向对象的高级程序设计语言(FORTRAN)建立了仿真模型,考虑到锅炉设备的病态特性,模型算法采用能自动变阶变步长的数值积分算法-Gear 算法,以及求解雅可比矩阵的Jacobi 算法。随后,本文对各设备进行了阶跃扰动下的仿真试验。试验结果表明:各模块的动态规律正确合理,动态特性与理论分析结果吻合较好;添加扰动后模块的状态参数变化合理,与理论分析结果一致,正确的反映了各设备的动态特性;验证了本文建立的数学模型的正确性。本文在建模时采用了模块化建模的思想,故本文所建立的各设备模块具有通用性、开放性、可重用性及可扩展性等诸多优点。因此,作为电厂工程分析用仿真器的一部分,本文采用COMPAQ Visual Fortran 6.5 作为开发工具,开发了旋风分离器及锅炉风烟系统相关设备的动态模型模块。本文开发的通用设备模块能较好的应用于现场的工程设计和过程分析,有利于及时准确地分析解决工程实际问题。
田苗[10]2010年在《机组性能计算模块化建模及实用化问题分析》文中研究表明为了实现在线监测机组运行状况、合理调整运行参数和提高机组运行经济性,本论文以大型火电机组为研究对象,结合电厂的实际需求,全面分析了机组的主要运行参数和技术经济指标。在系统的实现上,构建准确的数学模型,运用工程模块化建模的方法建立热力系统性能计算模块,开发了一套热力系统在线性能分析系统。同时对性能计算面临的实用化问题进行了简要分析和解决方案的初步探讨,详细介绍了基于BP神经网络模型的数据预测和验证,简单的分析了性能计算的不确定性和可验证性。最后利用火电厂数据采集系统采集的机组实时运行数据对某电厂的全厂性能指标进行计算并给出结果展示,实现了性能指标的在线计算,对保证机组的安全经济运行起到了重要作用。
参考文献：
[1]. 压水堆机组二回路热力系统模块化图形建模[D]. 马锐. 哈尔滨工程大学. 2012
[2]. 电厂热力系统图形模块化动态建模[D]. 靖琦东. 华北电力（北京）大学. 2001
[3]. 汽轮机热力性能试验通用计算软件的开发[D]. 齐志广. 重庆大学. 2007
[4]. 轮机系统的自动化建模技术研究[D]. 郭小会. 武汉理工大学. 2008
[5]. 核电站系统图形化建模仿真及验证[D]. 杨涛. 东南大学. 2015
[6]. 热力系统性能分析组态工具研究与开发[D]. 韩伟. 东南大学. 2004
[7]. 基于动态数据挖掘的电站热力系统运行优化方法研究[D]. 冉鹏. 华北电力大学. 2012
[8]. 用于教学实习的核电站虚拟仿真系统[D]. 邓华. 东南大学. 2016
[9]. 440t/h循环流化床锅炉风烟系统的建模与仿真[D]. 万里鹏. 重庆大学. 2005
[10]. 机组性能计算模块化建模及实用化问题分析[D]. 田苗. 华北电力大学（北京）. 2010
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