中华人民共和国电力行业标准
DL/T 1022—2015
代替DL/T 1022—2006
火电机组仿真机技术规范
Technical specification for fossil-fuel power plant simulator
2015-07-01发布
2015-12-01实施
国家能源局 发布
ICS 27.100F07备案号：50771-2015
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DLT1022-2015火电机组仿真机技术规范.pdf
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中华人民共和国电力行业标准
DL/T 1022—2015
代替DL/T 1022—2006
火电机组仿真机技术规范
Technical specification for fossil-fuel power plant simulator
2015-07-01发布
2015-12-01实施
国家能源局 发布
ICS 27.100 F 07 备案号：50771-2015
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目 次
前言………………I
1 范围………………………………………………………………………………………………………
2 术语和定义………………………………………………………………………………………1
3 仿真机构成要素………………………………………………………………………………………………2
4 仿真机技术要求…………………………………………………………………………………4
5 性能指标…………………………………………………………8
6 测试……9
7 资料………10
附录A（规范性附录）火电机组仿真机模型技术要求………………11
附录B（规范性附录） 火电机组仿真机开发资料要求………16
附录C（规范性附录）火电机组仿真机应用资料要求…………………22
附录D（规范性附录）火电机组仿真机典型故障仿真要求……24
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前 言
本标准依据GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替DL/T1022—2006《火电机组仿真机技术规范》。
本标准与DL/T1022—2006相比主要变化如下：
—对原标准仿真机构成要素进行了修改（见第3章）。
对仿真范围进行了修改、补充、完善，增加了脱硫脱硝、化学水、空冷系统等内容（见4.3）。
—对原标准的故障仿真要求进行了补充完善（见附录D)。
本标准由中国电力企业联合会提出并归口。
本标准起草（修订）单位：中国电力企业联合会技能鉴定与教育培训中心、华北电力大学、东南大学、南京工程学院、北京四方继保自动化股份有限公司。
本标准主要起草人：马永光、马士英、冷杉、董学育、周建章、徐纯毅。
本标准的历次版本发布情况为：
——DL/T 1022—2006
本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二条一号，100761)。
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火电机组仿真机技术规范
1 范围
本标准规定了火电机组仿真机的仿真范围、基本技术要求、性能指标、验收测试项目和技术资料要求等。
本标准适用于以火力发电机组为仿真对象，以火电机组主控制室运行人员培训为主要目的的仿真机。
2 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
火力发电机组 fossil-fuel power plant以化石燃料燃烧产生热能发电的机组。
2.2
对真实世界过程、概念或系统的结构、行为等某些方面特性的理想化近似表达。
2.3物理模型 physical model用物理相似的方法建立的模型。
2.4数学模型 mathematical model用数学符号和关系式表达的模型。
2.5
仿真simulation
建立物理模型和/或建立数学模型，使其与真实世界过程、概念或系统在相同受控输入下的特性是相像的。
2.6仿真对象simulation object被仿真的真实世界过程、概念或系统。
2.7环境仿真environmental simulation对自然及人造环境的仿真。
2.8物理仿真 physical simulation使用物理模型对仿真对象的仿真。
2.9
数字仿真digital simulation
使用数字计算机和数学模型软件对仿真对象的仿真。
2.10
模拟仿真analogue simulation
使用模拟计算机和/或模拟电路对仿真对象的仿真。
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2.11
逼真度fidelity
物理模型和数学模型与仿真对象在特征、特性方面的相似程度。
2.12
实时仿真real-time simulation
仿真过程中，在任一实际时间段内表达了仿真对象相同时间段的特性。
2.13
仿真系统simulation system
利用仿真技术对仿真对象特征、特性或其他方面进行理想化近似表达的系统。
2.14
仿真机 simulator
以运行技能培训为目的，利用仿真技术对参考机组特征、特性进行理想化近似表达的仿真系统装置。
2.15
参考机组 reference power plant
仿真针对的特定火力发电机组。
2.16
仿真计算机 simulation computer
用于实施仿真的数字计算机。
2.17
培训环境training environment
受训人员接受培训时所处的环境。
2.18
盘台设备 panel and desk instrumentation
仿真机或参考机组控制室中的盘台及盘台上安装的仪器仪表设备。
2.19
激励式仿真stimulation
在仿真机中采用了与参考机组相同的全部或部分实际控制设备的仿真方式。
2.20
外部参数external parameter
参考机组仿真范围内内部系统与外部系统相关联的参数。
3 仿真机构成要素
3.1 仿真机硬件构成
3.1.1 培训环境
培训环境包括仿真的控制室盘台设备或/和计算机控制系统操作员站、屏幕显示装置等。
3.1.2 主计算机
主计算机应具有完成参考机组仿真模型的实时运算和仿真系统功能。
3.1.3 教练员站
教练员站包括显示和操作设备。教练员站用于控制仿真机运行，实现培训功能，监视与评价受训人
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员操作。
3.1.4 就地操作站
就地操作站包括显示和操作设备，可设计成模拟控制盘的形式。就地操作站用于实现在参考机组控制室以外进行操作的仿真。
3.1.5 仿真操作员站
仿真操作员站包括显示和操作设备。仿真操作员站仿真参考机组计算机控制系统的操作员站功能。
3.1.6 网络设备
网络设备指计算机通信网络设备，用于实现仿真系统计算机间的数据通信和交换。
3.1.7 输入/输出接口
输入/输出接口指由模拟/数字、数字/模拟转换电路构成的设备，用于实现仿真计算机与仿真盘台设备系统之间的数据转换和通信。
3.2 仿真机软件构成
3.2.1 过程模型软件
过程模型软件指对参考机组，在启动、停机过程中，正常、异常、事故工况下设备及系统的动态、静态特性进行实时连续仿真的软件。
3.2.2 控制系统仿真软件
控制系统仿真软件包括参考机组回路控制与逻辑控制的数学模型软件。
3.2.3 操作员站仿真软件
操作员站仿真软件指对参考机组操作员站的显示和操作功能进行仿真的软件。
3.2.4 教练员站软件
教练员站软件指用于实现仿真机控制、培训和监视功能的软件。
3.2.5 仿真支撑软件
仿真支撑软件指支撑仿真模型软件和其他仿真应用软件的设计、开发、调试、维护、修改、运行及数据管理的软件。
3.2.6 就地操作站软件
就地操作站软件指实现参考机组控制室外就地操作功能仿真的软件。
3.2.7 环境仿真软件
环境仿真软件指对参考机组控制室盘台设备，火焰、水位监视器功能，声响等效果进行仿真的软件。
3.2.8 诊断和测试软件
诊断和测试软件包括在线或离线诊断仿真装置硬件故障，帮助检查、维护系统和设备的测试软件。
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3.2.9 工具软件和文档
工具软件和文档指用于仿真机使用、运行、维护的工具软件和相关的文档资料。
3.2.10 操作系统
计算机操作系统及实用程序。
4 仿真机技术要求
4.1培训能力要求
4.1.1 培训能力
仿真机应具有向受训人员提供参考机组的各种运行特性的能力，在对参考机组进行正常操作、异常操作或误操作，控制系统自动投入或切除，以及由教练员插入或取消模拟故障等情况下所产生的仿真机结果响应，都应与参考机组的实际运行特性、运行规程和根据培训要求而设计的仿真机技术规范所描述的响应一致或相像。
4.1.2 正常运行培训能力
仿真机可连续、实时地仿真参考机组的正常运行状况。仿真机的模型软件可根据具体的运行操作工况，计算出相应的机组测点参数，通过仿真培训界面显示出来，提供正确的控制、报警和保护系统动作。仿真机可提供的与参考机组相似的正常运行工况和操作过程应包括：
a）从各设备完全停运的冷态工况启动，直到100%负荷工况；
b）机组从热态工况启动，直到100%负荷工况；
c）锅炉、汽轮机、发电机或整个机组跳闸后工况重新恢复，直到正常运行工况；
d）机组从100%负荷工况停机，直到热态工况，或冷却到冷态停运工况；
e）各种工况下对设备或系统进行规程规定的试验和定期轮换（例如，联锁试验或汽轮机阀门试验以及凝结水泵定期轮换等)。
4.1.3 故障处理培训能力
仿真机可实时地仿真参考机组设备故障、性能下降、装置损坏和自动控制功能失灵等异常和事故工况。能仿真程度不同和渐变的故障（如锅炉管道泄漏、真空下降、凝汽器管道结垢等)。故障的仿真结果应能正确反映真实故障过程。
仿真的故障可由仿真运算结果自然引发、受训人员误操作引发或教练员加入引发。仿真故障发生后，仿真机的动态响应应与参考机组相同故障后的动态响应一致或相像，或与运行经验以及工程分析得到的估计动态响应相符合。对于在参考机组中经操作能够处理的故障，受训人员可以通过仿真操作处理相应的仿真故障。如果仿真操作处理不当，仿真机应产生与参考机组相应不当操作而产生的相同的事故扩展现象。各种情况下均应与现场反应一致或相像。
4.1.4 仿真机运行极限
仿真机只限于在参考机组设计的运行极限范围内进行机组运行培训工作。如果仿真超出了这些范围，就可能产生不良的效果。为了避免这种状况出现，当某些参数超出参考机组模型或已知机组工况限制的预定极限时，仿真机应向教练员发出提示。
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4.2 培训环境要求
4.2.1 控制盘台仿真
仿真控制室盘台在形状、尺寸、布局、颜色和功能性构造等方面宜与参考机组主控制室的盘台相同或相像。盘台在物理逼真度上的差异不应影响培训效果。
4.2.2控制界面仿真
仿真控制盘台上应装有与参考机组主控制室控制盘台上相同或相像的仿真操作员站、控制器、仪表、记录仪、报警器和其他人机界面设备。设备的外观与操作监视功能应与参考机组控制室的相应设备一致或相像。
4.2.3 控制室环境仿真
对控制室环境的仿真可构造与实际主控制室相同的感官环境。控制室环境因素如下：
a）控制室中辅助设备、物品的布局；
b）机组通信系统的布局和实际使用：
c）控制室照明的布局和强度；
d）控制室噪声的类型和量级；
e)教练员站的布置方式不应严重影响控制室环境的仿真效果；
f)控制室通风良好，温度适宜。
4.3 仿真范围要求
火电机组仿真机主要用于火电机组主控制室运行人员的培训，对参考机组仿真的范围应主要以满足该目的而确定。
4.3.1 主控制室内操作和监视涉及的仿真范围
凡在参考机组主控制室进行的操作和监视，以及这些操作和监视所涉及的参考机组的设备和系统，均应含在被仿真的范围内
4.3.2 就地操作涉及的仿真范围
仿真范围应包括参考机组在启停、运行、试验和故障处理过程中需要在主控制室外进行的操作和监视，以及这些操作和监视所涉及的参考机组的设备和系统。这些操作、监视、设备和系统应是被主控制室运行人员特别关注的。
4.3.3外部参数
对于机组运行人员不可控制而又影响机组运行特性的因素，如煤种、环境温度、电网频率等要作为仿真的外部参数给予设置。外部参数可由教练员站进行更改，并能够正确地影响到仿真结果。
4.4 教练员站培训功能要求
4.4.1 对仿真机的控制功能
a）装入参考机组数学模型软件。
b）装入和存储参考机组的仿真初始工况。
教练员站应提供用于不同培训目的初始工况，教练员可从教练员站上选择这些初始工况。应有
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如下典型的参考机组仿真初始工况：
1）冷态；
2）设备已送电工况：
3）热态：
4）极热态；
5）吹扫前工况；
6）冲转前工况；
7）并网前工况；
8）50%负荷；
9）75%负荷；
10）100%负荷。
除上述初始工况外，仿真机应提供足够多的备用初始工况存储点，并能根据需要加入、修改或删除初始工况。
c） 运行和冻结模型：启动数学模型运算和暂停数学模型运算。
d）模型加速和减速：对局部或全部机组数学模型进行加速或减速运算。对局部机组数学模型加速或减速运算应不影响运算结果的精度。局部加减速率应达10倍。
e）快存：在模型运算中将当前的运算结果保存起来，该功能可由教练员设置定时自动进行，也可由教练员手动进行。可存储的运算结果点数量和可设置的定时间隔应使回退和重演功能满足培训的需要。
f)回退：将仿真运行工况返回到已经历过的某一快存点，并可自该工况重新开始仿真培训。
g）重演：将仿真运行工况返回到已经历过的某一快存点，并可自该工况开始将经历过的仿真过程自动重新演示。自动演示过程可随时终止。
h）事件记录：将仿真过程中的仿真培训操作和仿真过程中发生的报警等事件按发生时间顺序自动记录。该记录的内容应满足对仿真培训效果分析的需要。
i）状态检查：在装入仿真机初始工况后，自动检查仿真盘台上的操作设备状态是否与该工况一致，对不一致的操作设备状态点以明晰的方式提示出来，以便更正。
4.4.2仿真故障加入功能
在培训过程中，教练员应可方便地自教练员站选取和加入已设计的参考机组仿真故障，以培训受训人员进行故障分析和处理的能力。
4.4.3 监视功能
a）参数监视：以数据列表、曲线、棒图或其他图形方式显示仿真计算数据，供教练员了解培训情况。教练员可选择需显示的数据。
b）受训人员技能辅助评价：教练员站应有受训人员操作技能水平的辅助评价功能，评价的依据和标准可由教练员配置和设定。
4.4.4 外部参数设置功能
教练员站应能设置和更改如煤种、环境温度、电网频率等参考机组仿真的外部参数。
4.5 硬件要求
4.5.1 仿真控制盘台
见4.2节。
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