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热力系统可视化仿真软件模型开发

赵志军

  包括系统建模、仿真建模和仿真试验三个基本活动的系统仿真技术已经有近60年的历史,因其具有节约人力、物力、快速和方便等诸多优点而得到认可,在电力、交通运输、通信、化工和核能等领域得到了越来越广泛的应用。国外早在20世纪70年代末就开发出了如MMS、S3等针对电站热力系统的专用仿真软件。我国在系统建模与仿真(Modeling and Simulation)方面发展迅速并取得重大成就,但由于起步比较晚,和发达国家比较还有一定的差距,主要表现在主要的仿真软件基本上都是引进的,不利于仿真技术在我国的发展和推广。因此,开发具有自主知识产权的仿真软件,提高国内仿真技术,缩小与国外的差距就成为一项重要的课题。本文对国内一些主要的一体化仿真软件做了比较详尽的分析,在深入分析著名仿真建模软件MMS的基础上,根据热力系统实际设备的特点,对系统以设备为基础进行模块划分,并建立模块的数学模型。采用COMPAQ Visual Fortran 6.1作为开发工具,开发了包括热力系统常用设备动态模型的模块,形成模型库。开发过程中,注重模块的通用性、可重用性和开放性。由于电站热力系统常常具有很强的病态特性,本文编写了用于解决系统刚性问题的通用的数值积分算法-Gear算法,以及求解系统雅可比矩阵的Jacobi算法,完成了软件的自动生成变量和生成大矩阵功能程序的设计。对模块库中的各个模块进行了测试,并以秦山核电站二回路中的汽轮机子系统为研究对象进行系统验证测试。在仿真模型上,完成了稳态计算、系统阶跃扰动试验、甩负荷试验(未加调节系统)等测试,主要监控和分析了汽轮机动态特性中两个重要参数:汽轮机第一飞升转速、飞升时间。测试结果表明:模块库中各模块的动态规律正确;稳态值与设计值相比,主要参数的误差较小,动态特性的趋势与理论分析结果吻合较好;试验的输出结果正确的反映了系统中各个设备的动态特性;该系统能在通用硬件和软件环境下运行。本文较好的完成了热力系统可视化仿真软件的模型开发工作,为开发具有自主知识产权的电站热力系统可视化仿真软件做了大胆的尝试和铺垫。……   
[关键词]:模块化建模;仿真;热力系统
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:重庆大学2003年