CN111880093A - 一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统。该方法包括：获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；获取试验类型信息和试验参数；基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；输出仿真试验数据，以对该仿真试验数据进行显示。通过构建仿真推演模型，模拟发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，能够真实反映发电机整组启动试验中各项试验过程和参数变化趋势。

Description

一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及计算机技术，尤其涉及一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统。

背景技术

核电厂整组启动试验包括短路试验、空载试验、励磁调节器空载试验、并网试验、进相/滞相试验、PSS试验及各功率平台相关试验等，上述试验过程中电流大、电压高、涉及核岛、常规岛工艺及电气等众多系统，以风险高、难度大和技术要求高著称，并且其试验过程顺利与否直接影响着电网稳定性及核安全，对运行人员的专业素质要求较高，要求其能够全面掌握试验的主要技术问题及难点、试验逻辑顺序、主要风险点及应对措施等。

现阶段能全面掌握整组启动试验关键技术人员缺乏，存在电网对核电整组启动试验过程严格要求与试验人员专业素质不足及培养周期较长的矛盾。为培养试验人员使用的大型发电机整组启动试验仿真模型，均是对纯电气系统进行仿真，无法对发电机整组启动试验进行全面仿真推演，进而无法使试验人员全面了解发电机整组启动试验过程。

发明内容

本发明实施例提供一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统，可以对发电机整组启动试验进行全面仿真推演。

第一方面，本发明实施例提供了一种发电机整组启动试验的仿真方法，包括：

获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

获取试验类型信息和试验参数；

基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

第二方面，本发明实施例还提供了一种发电机整组启动试验的仿真装置，该装置包括：

基础参数获取模块，用于获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

试验参数获取模块，用于获取试验类型信息和试验参数；

试验仿真模块，用于基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

数据显示模块，用于输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

第三方面，本发明实施例还提供了一种发电机整组启动试验的仿真系统，包括：

仿真服务器，所述仿真服务器用于执行如本发明任意实施例所述的发电机整组启动试验的仿真方法；

输入输出模块，与所述仿真服务器通信连接，用于获取试验人员输入的基础参数输入、试验类型信息和试验参数，发送所述基础参数输入、试验类型信息和试验参数给所述仿真服务器，并获取所述仿真服务器生成的仿真试验数据，显示所述仿真试验数据；

数据库，与所述仿真服务器通信连接，用于存储所述仿真服务器生成的仿真试验数据。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所述的发电机整组启动试验的仿真方法。

本发明实施例提供一种发电机整组启动试验的仿真方法、装置及系统，通过获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤，能够确保参数正常方可进行试验，进而能够保证后续仿真试验数据的有效性和准确性。通过获取试验类型信息和试验参数，并基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，显示仿真试验数据，解决现有技术中因仅对电气系统进行仿真，而缺少对氢、油和/或水等辅助系统的全范围仿真模型，无法对发电机整组启动试验进行全面仿真推演，进而无法使试验人员全面了解发电机整组启动试验过程的问题，本发明实施例能够真实反映发电机整组启动试验中各项试验过程和参数变化趋势，能够对发电机整组启动试验进行全面仿真推演，进而使试验人员全面了解发电机整组启动试验过程。

附图说明

图1为本发明实施例一中提供的一种发电机整组启动试验的仿真方法的流程图；

图2是本发明实施例一中提供的一种参数输入界面的示意图；

图3是本发明实施例一中提供的一种并网试验的示意图；

图4是本发明实施例一中提供的一种负荷试验的示意图；

图5是本发明实施例一中提供的另一种负荷试验的示意图；

图6a是本发明实施例一中提供的一种进相试验的示意图；

图6b是本发明实施例一中提供的一种滞相试验的示意图；

图7是本发明实施例一中提供的一种AVC试验的示意图；

图8a是本发明实施例一中提供的一种短路试验仿真曲线的示意图；

图8b是本发明实施例一中提供的一种短路试验实测曲线的示意图；

图9a是本发明实施例一中提供的一种空载试验仿真曲线的示意图；

图9b是本发明实施例一中提供的一种空载试验实测曲线的示意图；

图10是本发明实施例二中提供的另一种发电机整组启动试验的仿真方法的流程图；

图11是本发明实施例三中的一种发电机整组启动试验的仿真装置的结构示意图；

图12是本发明实施例四提供的一种发电机整组启动试验的仿真系统的结构示意图；

图13是本发明实施例四中提供的另一种发电机整组启动试验的仿真系统的结构示意图；

图14是本发明实施例四中提供的一种发电机整组启动试验的仿真系统的工作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一中提供的一种发电机整组启动试验的仿真方法的流程图，本实施例可适用于核电站发电机整组启动试验仿真推演的情况，该方法可以由发电机整组启动试验的仿真装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现。该装置可配置于执行发电机整组启动试验的仿真服务器中。如图1所示，该方法具体包括：

步骤S110、获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤。

其中，基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数。

辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数，例如，辅助系统参数可以是在发电机整组启动过程中氢、油和/或水等相关辅助系统的参数，可以包括发电机定子冷却水入口温度、氢压、氢气纯度、冷氢温度、环境温度、氢气干燥器入口露点值、氢气干燥器出口露点值和/或发电机润滑油入口温度等。在试验进行的过程中，如果根据辅助系统参数判定发电机发生故障，则需要停止试验进行故障排查工作。需要说明的是，可以通过预先构建的发电机模型模拟故障情况。发电机故障的判定条件可以是至少有一项辅助系统参数超过阈值。此外，在发电机故障时，辅助系统参数的变化趋势体现了发电机故障与物理参数变化情况的关系，从而使试验人员直观地了解到发电机发生不同故障可能导致的物理参数的变化趋势。

电气系统参数是发电机整组启动过程中电气量的参数，可以包括发电机参数、励磁机参数、电网参数、变压器参数、自动电压调节(automatic voltage regulator,AVR)、自动电压控制(automatic voltage control,AVC)和/或主厂变参数(包括主变压器参数和厂变压器参数)等。

示例性地，获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤可以包括获取试验人员输入的电气系统参数，将电气系统参数与预设第一阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤；获取试验人员输入的辅助系统参数，将辅助系统参数与预设第二阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤。具体地，在试验准备阶段，预留参数输入界面，仿真服务器获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤，若通过，则可以进行试验，若不通过，则提示重新调整基础参数。示例性地，图2是本发明实施例一中提供的一种参数输入界面的示意图，如图2所示，在试验准备阶段，在图形化编程语言的开发环境(Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench,LabVIEW)的前面板预留参数输入界面，获取试验人员在参数输入界面输入的基础参数，例如发电机、无穷大电网、变压器、励磁机和/或参数控制等，根据该基础参数模拟试验先决条件检查步骤，若通过，则可以进行下一步试验，若不通过，则在参数输入界面上弹出提示消息以提示重新调整基础参数。通过对基础参数的录入，仿真试验前系统各项参数检查，确保参数正常方可进行试验，进而能够保证后续仿真试验数据的有效性和准确性。

可选地，基础参数可以进行整体保存，也可以在后续仿真试验中进行整体调用。在获取试验人员输入的基础参数后，可以将基础参数进行整体保存，也可以在后续仿真试验中进行整体调用。

步骤S120、获取试验类型信息和试验参数。

试验类型信息用于指示发电机整组启动试验的类型，可以包括短路试验、空载试验、励磁调节器空载试验、并网试验、负荷试验、进相/滞相试验和/或AVC试验。其中，励磁调节器空载试验可以包括起励试验、设定值范围试验、阶跃试验和/或每赫兹伏特(V/Hz)限制试验等，负荷试验包括阶跃试验、低励限制试验和/或过励限制试验等。

试验参数是试验人员在仿真系统中输入的参数或仿真系统由设定数据库中获取的参数，用于根据不同的试验类型进行对应的发电机整组启动试验。试验参数可以包括转速、定子电流、励磁电流、定子线棒温度、铁心温度、转子温度、发电机定子冷水入口水温、发电机定子冷水出口水温、冷氢温度和/或热氢温度等。根据不同的试验类型信息，获取相应的试验参数，例如在空载试验中，除了需要获取上述试验参数外，还需要获取调节步长和端电压等其他试验参数。

可选地，获取试验人员输入的试验类型信息，根据试验类型信息由设定数据库中获取历史试验参数。

其中，设定数据库中存储历史试验参数和历史仿真试验数据。历史试验参数指历史试验中的试验参数，用于后续试验直接调用。历史仿真试验数据指历次仿真推演相关的仿真试验数据，用于后续试验的分析和评价。设定数据库还可以存储实时采集到的用户输入的试验数据。

具体地，仿真服务器获取试验人员输入的试验类型信息，根据试验类型信息由设定数据库中获取历史试验参数。例如，当获取试验人员点击“并网试验”按钮时，仿真服务器由设定数据库中获取与并网试验相关的历史试验参数。

步骤S130、基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据。

其中，仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建。

验收准则指发电机整组启动试验的通过准则，用于验证发电机整组启动试验是否合格。验证经验反馈信息指在以往的发电机整组启动试验过程中的各种问题、应对措施、产生的影响、取得的效果和/或获得的经验教训等的反馈信息，用于为发电机整组启动试验提供指导性作用，可以包括原因分析、已采取的措施、产生的影响或取得的效果或效益、获得的经验或教训和/或对类似工程或工作的建议等内容，本发明实施例对验证经验反馈信息的内容不作具体限定。

可选地，仿真推演模型可以包括励磁机模型、电网模型、发电机模型、过励限制模型、低励限制模型、电力系统稳定器模型和AVR模型等。

当进行短路试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和短路试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的短路试验，得到仿真试验数据。短路试验界面至少包括参数显示区域、绘制短路特征曲线区域、转矩调节选项和/或励磁调节选项，其中，参数显示区域可以包括参数列表、绘制曲线类型选项和/或短路试验数据列表等。具体地，根据内嵌的仿真推演模型、参数列表中的试验参数、转矩调节选项和/或励磁调节选项，模拟短路试验对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据。

当进行空载试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和空载试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的空载试验，得到仿真试验数据。空载试验界面至少包括参数显示区域、空载特性曲线区域和/或空载灭磁试验区域。参数显示界面主要是对电气系统参数和辅助系统参数进行显示，同时显示电气系统参数和辅助系统参数中一些重要参数的变化曲线。参数显示界面至少包括参数列表、绘制曲线类型选项和/或短路试验数据列表。空载特性曲线界面用于显示空载特性曲线，至少包括空载特征曲线显示区域。试验人员可以通过对转矩调节选项和励磁调节选项来设定电压，仿真服务器获取设定完成的电压值。当检测到电压值达到设定值时，自动将数据填入空载试验数据列表。获取试验人员点击绘制曲线类型选项中的上升段和/或下降段的操作信息，基于该操作信息绘制空载特征曲线。空载灭磁试验界面用于显示灭磁试验的仿真结果。仿真灭磁试验包括检测到灭磁开关断开，当检测到电压降至预设阈值时，记录灭磁时间，例如，当电压降至0.368Un时，记录灭磁时间。

当进行励磁调节器空载试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和励磁调节器空载试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的励磁调节器空载试验，得到仿真试验数据。励磁调节器空载试验界面至少包括起励试验子界面、设定值范围试验子界面、阶跃试验子界面和/或V/Hz限制试验子界面。

具体地，起励试验子界面用于显示起励试验的仿真结果。起励试验包括获取试验模式信息和起励设定值；接收录波开始信号，将该录波开始信号发送至示波器，并指示示波器开始录波；接收起励开始信号，将该起励开始信号发送至发电机模型，并指示发电机模型开始0起升压；当电压值达到第一阈值并且稳定后，获取录波关闭信号和起励关闭信号，在参数表格中自动显示相关参数。其中，相关参数至少包括以下之一：计算后的稳定时间、上升时间、超调量、振荡次数、机端电压和/或励磁电流等。例如，获取试验人员选择的电压模式信息，获取试验人员设置的起励设定值为100％Un，当试验人员点击录波按钮时，仿真服务器接收录波开始信号，并将该录波开始信号发送至示波器，并指示示波器开始录波，当检测到试验人员点击励磁开关，并点击起励按钮时，即认为接收到起励开始信号，并将该起励开始信号发送至发电机模型，并指示发电机模型开始以0起升压，当检测到电压值达到第一阈值并且稳定，且试验人员点击关闭起励按钮和录波按钮时，即认为获取到录波关闭信号和起励关闭信号，在参数表格中自动显示相关参数。需要说明的是，起励试验子界面还包括灭磁按钮，用于灭磁试验；增磁按钮，用于手动起励；减磁按钮，用于手动灭磁。

具体地，设定值范围试验子界面用于显示设定值范围试验的仿真结果。设定值范围试验包括获取试验模式信息，开启机端电压给定按钮，关闭励磁电流给定按钮；获取电压调节的上、下限和机端电压给定按钮的开始信号，指示发电机模型的电压稳定到第二阈值；根据升、降压操作信号，指示发电机模型进行升、降压操作；若检测到发电机模型的电压超过电压调节的上限或低于电压调节的下限，触发指示灯闪烁报警。例如，获取试验人员选择的电压模式信息，将机端电压给定按钮设置为可操作，励磁电流给定按钮设置为失效，然后获取试验人员对电压调节上、下限的设定数值。当检测到试验人员点击机端电压给定按钮时，指示发电机模型的电压稳定到24kV，根据升、降压操作信号，指示发电机模型进行升、降压操作；若检测到发电机模型的电压超过电压调节的上限或低于电压调节的下限，触发指示灯闪烁报警。

具体地，阶跃试验子界面用于显示阶跃试验的仿真结果，包括模式选择、阶跃量设定、电压给定、电流给定和/或上、下阶跃等操作按钮以及电压、电流录波显示图控件。阶跃试验包括获取试验模式信息和阶跃量设定值；接收电压或电流给定按钮开始信号，指示发电机模型的电压或电流稳定在第三阈值；接收录波开始信号和阶跃开始信号，指示发电机模型的电压或电流向上阶跃，并在电压或电流录波显示图控件中记录阶跃试验波形；接收结束信号，控制机端电压重新稳定在第三阈值。例如，5％阶跃试验的过程如下：获取试验人员选择的电压模式信息，获取试验人员设置的阶跃量为5％，当检测到试验人员点击电压给定按钮时，即认为接收到电压给定按钮开始信号，指示电机电压稳定在24kV。当检测到试验人员点击录波按钮，并点击阶跃按钮时，即认为接收到录波开始信号和阶跃开始信号，指示发电机电压向上阶跃，并在电压录波显示图控件中记录阶跃试验波形，当试验人员点击结束按钮时，接收结束信号，控制机端电压重新稳定在24kV。

当进行并网试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和与并网试验对应的试验参数，模拟并网试验对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据。并网试验包括获取并网方式，其中，并网方式包括开关并网和发电机出口开关并网；根据励磁电流和转矩的调节数值，计算并网要素，其中，并网要素包括频差、压差和/或相角差；调节转矩使发电机的转速接近额定转速，闭合励磁开关，调节励磁使发电机的端电压接近额定电压，当发电机的相位差和向角差接近零时，获取并网开始信号，提示并网成功。例如，图3是本发明实施例一中提供的一种并网试验的示意图，如图3所示，当检测到试验人员点击“并网试验”按钮时，显示并网试验界面，通过并网方式选择下拉列表，获取试验人员选择的500KV开关并网，根据励磁电流和转矩的调节数值，计算并网要素，将并网要素的变化情况显示在界面左侧的窗口中。需要说明的是，在并网试验界面上可以清晰地显示并网要素的变化过程。

当进行负荷试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和与负荷试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的负荷试验，得到仿真试验数据。负荷试验至少包括阶跃试验、低励限制试验和/或过励限制试验。

具体地，阶跃试验包括获取试验模式信息，接收试验模式开始信号，根据步长数值和点击升降选项，指示发电机模型的电压或电流向上或向下阶跃。例如，图4是本发明实施例一中提供的一种负荷试验的示意图，如图4所示，获取试验人员选择的电压模式信息，当检测到试验人员点击电压模式下的“AUTO”按钮时，根据步长设置0.04和试验人员点击的“电压升”，指示发电机模型的电压向上阶跃。获取试验人员选择的电流模式信息，当检测到试验人员点击电流模式下的“MANU”按钮时，根据步长设置0.1和试验人员选择的“励磁升”，指示发电机模型的电流向上阶跃。

具体地，低励限制试验包括设置无功下限，接收电压模式开始信号，根据步长数值和连续点击电压升降按钮，以基于步长数据连续减小发电机模型的电压，显示无功功率数值，当无功功率数值小于零时，指示低励警报器开始闪烁，并禁用升降选项。例如，图5是本发明实施例一中提供的另一种负荷试验的示意图，如图5所示，设置无功下限为零，当检测到试验人员点击电压模式下的“AUTO”按钮时，根据步长0.04和试验人员连续点击“电压降”按钮操作，连续减小发电机模型的电压，显示无功功率数值，当无功功率数值小于零时，指示低励警报器开始闪烁，并禁用“电压降”按钮。此时，低励限制试验功能正常，有功和无功变化趋势正常，低励报警器功能正常，且限制功能正常。

具体地，过励限制试验包括设置定子电流上限和励磁电流上限，接收电压模式开始信号，根据步长数值和连续点击电压升降按钮，以基于步长数值连续降低发电机模型的电压，显示定子电流数值，当定子电流数值大于定子电流上限时，指示过励警报器开始闪烁，并禁用升降选项。例如，设置定子电流上限为1.05，当检测到试验人员点击电压模式下的“AUTO”按钮时，根据步长0.04和试验人员连续点击“电压升”按钮操作，连续减小发电机模型的电压，显示定子电流数值，当定子电流数值大于1.05时，指示过励警报器开始闪烁，并禁用“电压升”按钮。此时，过励限制试验功能正常，有功和无功变化趋势正常，过励报警功能正常，且限制功能正常。

当进行进相/滞相试验时，仿真服务器基于内嵌的仿真推演模型和与进相/滞相试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的进相/滞相试验，得到仿真试验数据。进相/滞相试验至少包括进相试验和滞相试验。

具体地，进相试验包括调整发电机整组的工况，设置无功功率下限，接收电流模式开始信号，根据试验人员点击励磁降按钮，降低励磁电流，基于发电机模型模拟发电机整组的无功功率降低的情况，当无功功率小于无功功率下限时，显示无功超限。例如，图6a是本发明实施例一中提供的一种进相试验的示意图，如图6a所示，设置无功功率下限为零，当检测到试验人员点击电流模式下的“MANU”按钮，然后点击“励磁降”按钮时，降低励磁电流，从而模拟发电机整组的无功功率降低的情况，当无功功率小于零时，界面右侧的表格中出现“无功超限”。需要说明的是，在调整励磁电流时，可以通过模拟对发电机整组的无功功率进行调整的操作，直观显示进相试验限制条件的变化情况及超限情况。

具体地，滞相试验包括设置有功功率的第一边界值、无功功率的第二边界值和励磁电流的第三边界值，根据试验人员点击有功调节中转矩升按钮，升高发电机整组的有功功率，当有功功率大于第一边界值时，显示有功超限。例如，图6b是本发明实施例一中提供的一种滞相试验的示意图，如图6b所示，设置有功功率边界值为1.1，无功功率边界值为1.2，励磁机励磁电流边界值为7.1，设置完成后，根据试验人员点击有功调节中的“转矩升”按钮，升高发电机整组的有功功率，当有功功率大于1.1时，界面右侧的表格中出现“有功超限”。需要说明的是，在调节励磁电流过程中，可以通过调整发电机整组无功功率，直观显示滞相试验限制条件的变化情况及超限情况。

当进行AVC试验时，基于内嵌的仿真推演模型和AVC试验对应的试验参数，模拟发电机整组启动试验中的AVC试验，得到仿真试验数据。具体地，AVC试验包括获取AVC试验开始信号和母线电压设定模块信息，设置母线电压目标值、电压下限和电压上限，获取AVC试验启动信号，根据AVC试验启动信号向AVR发出调节命令，通过调节AVR电压设定值，使母线电压测量值和目标值一致。例如，图7是本发明实施例一中提供的一种AVC试验的示意图，如图7所示，当试验人员点击“AVC试验”按钮时，在500kV母线电压设定模块中，设置母线电压目标值为1.05，电压下限为0.9，电压上限为1.1，设置完毕后，获取到试验人员点击“启动”按钮，启动AVC试验，向AVR发出调节命令，通过调节AVR电压设定值，使母线电压测量值和目标值一致。需要说明的是，AVC试验还具有低励限制和过励限制功能，如果检测到发电机的励磁电流过低或过高，可以触发保护模式，闭锁AVR调节功能，使低励或过励程度不至于加深。当检测到发电机的励磁电流过低时，界面右侧的报警窗口相应的“低励”图标会发出报警信号。

可选地，在基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据之后，还包括根据仿真试验数据绘制试验曲线。

示例性地，图8a是本发明实施例一中提供的一种短路试验仿真曲线的示意图，如图8a所示，在绘制曲线类型选项中选择上升段，则根据仿真试验数据，在短路曲线上升段试验数据列表中按照额定电流In由低至高地显示仿真试验数据。其中，短路曲线上升段试验数据列表和短路曲线下降段试验数据列表表示不同额定电流In对应的三相交流电和励磁电流If，其中，三相交流电包括a相的电流值Ia、b相的电流值Ib和c相的电流值Ic。例如，10％In额定电流对应的a相的电流值Ia、b相的电流值Ib和c相的电流值Ic均为3186A，励磁电流If为445A，20％In额定电流对应的a相的电流值Ia、b相的电流值Ib和c相的电流值Ic均为6265A，励磁电流If为838A，数据列表可以有很多种形式，本发明实施例并不作具体限定。图8b是本发明实施例一中提供的一种短路试验实测曲线的示意图，如图8a和8b所示，仿真服务器绘制的短路试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致。

示例性地，图9a是本发明实施例一中提供的一种空载试验仿真曲线的示意图，如图9a所示，若在绘制曲线类型选项中选择上升段，则根据仿真试验数据，在空载曲线上升段试验数据列表中按照额定电流In由低至高地显示仿真试验数据，若在绘制曲线类型选项中选择下降段，则根据仿真试验数据，在空载曲线下降段试验数据列表中按照额定电流In由高至低地显示仿真试验数据。图9b是本发明实施例一中提供的一种空载试验实测曲线的示意图，如图9a和9b所示，仿真服务器绘制的空载试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致。经试验可知，仿真服务器绘制的灭磁试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致。

经试验可知，仿真服务器绘制的起励试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致。

经试验可知，仿真服务器绘制的阶跃试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致。

通过仿真服务器绘制的试验曲线与根据实际测量的数据绘制的实测曲线基本一致，仿真服务器能够真实反映出各项试验过程和参数变化趋势，实现对发电机整组启动试验全过程仿真推演。

步骤S140、输出仿真试验数据，以对该仿真试验数据进行显示。

具体地，根据绘制曲线类型选项和仿真试验数据，将仿真试验数据显示在数据列表中。其中，绘制曲线类型选项可以为上升段或下降段。

示例性地，当进行短路试验时，根据绘制曲线类型选项和仿真试验数据，将仿真试验数据显示在短路曲线试验数据列表中。例如，如图8a所示，若在绘制曲线类型选项中选择上升段，则根据仿真试验数据，在短路曲线上升段试验数据列表中按照上升趋势显示仿真试验数据，若在绘制曲线类型选项中选择下降段，则根据仿真试验数据，在短路曲线下降段试验数据列表中按照下降趋势显示仿真试验数据。

示例性地，当进行空载试验时，根据绘制曲线类型选项和仿真试验数据，将仿真试验数据显示在空载曲线试验数据列表中。例如，如图9a所示，若在绘制曲线类型选项中选择上升段，则根据仿真试验数据，在空载曲线上升段试验数据列表中按照上升趋势显示仿真试验数据，若在绘制曲线类型选项中选择下降段，则根据仿真试验数据，在空载曲线下降段试验数据列表中按照下降趋势显示仿真试验数据。

本发明实施例通过获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤，能够确保参数正常方可进行试验，进而能够保证后续仿真试验数据的有效性和准确性。通过获取试验类型信息和试验参数，并基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，显示仿真试验数据，解决现有技术中因仅对电气系统进行仿真，而缺少对氢、油和/或水等辅助系统的全范围仿真模型，无法对发电机整组启动试验进行全面仿真推演，进而无法使试验人员全面了解发电机整组启动试验过程的问题，本发明实施例能够真实反映发电机整组启动试验中各项试验过程和参数变化趋势，能够对发电机整组启动试验进行全面仿真推演，进而使试验人员全面了解发电机整组启动试验过程。

实施例二

图10是本发明实施例二中提供的另一种发电机整组启动试验的仿真方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，如图10所示，该方法包括：

步骤S210、获取试验人员输入的基础参数，根据基础参数模拟试验先决条件检查步骤。

其中，基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数，例如，辅助系统参数可以是在发电机整组启动过程中氢、油和/或水等辅助系统参数。

步骤S220、获取试验人员输入的试验类型信息，获取试验人员输入的与所述试验类型信息对应的试验参数。

其中，试验参数是试验人员输入的参数或仿真系统检测到的参数，试验参数包括发电机整组启动试验正常运行时和故障时的运行参数和检测参数。

运行参数指发电机整组启动故障时，发电机整组运行的状态参数。检测参数指检测发电机整组启动发生故障时的故障参数。

步骤S230、基于内嵌的仿真推演模型和试验参数，模拟试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据。

其中，仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建。

步骤S240、根据仿真试验数据绘制试验曲线。

步骤S250、获取试验评价结果。

其中，试验评价结果基于预先设置的专家数据库分析仿真试验数据和试验曲线生成，其中，专家数据库基于发电机整组启动试验的试验大纲、调试大纲、运行规程和故障判据形成。

试验大纲指发电机整组启动试验中试验操作的参考依据，用于指导试验的具体操作，可以包括试验项目、试验原理、试验步骤、参数设定、注意事项和/或特殊情况的应对策略等，本发明实施例对试验大纲的内容不作具体限定。

调试大纲指发电机整组启动试验中调试操作的参考依据，用于指导调试的具体操作，可以包括发电机整组启动前应具备的条件、调试范围、调试项目、调试进度计划、分工职责和/或反事故措施等，本发明实施例对调试大纲的内容不作具体限定。

运行规程指对发电机整组试验中进行各种操作和监护、处理系统和设备故障及各种事故的规程，用于指导整个试验的运行，可以包括总体运行规程、报警规程、故障处理规程、事故处理规程和/或定期试验规程等，本发明实施例对运行规程的内容不作具体限定。

故障判据指判定发电机发生故障的依据，用于在检测到发电机发生故障时，可以触发保护模式，可以包括励磁电压判据、低电压判据和/或转子低电压判据等，本发明实施例对故障判据的内容不作具体限定。

步骤S260、判断所述试验评价结果是否为所述仿真试验数据正常，若是，则执行步骤S270，否则执行步骤S280。

步骤S270、试验评价结果是仿真试验数据正常，输出仿真试验数据，以对仿真试验数据进行显示。

步骤S280、试验评价结果是仿真试验数据异常，输出故障提示信号。

本发明实施例通过获取试验人员输入的试验类型信息、发电机整组启动故障时的运行参数和检测参数，并基于预先设置的专家数据库分析仿真试验数据和试验曲线形成的试验评价结果，判定仿真试验数据是否正常，若正常，则显示仿真试验数据，若异常，则输出故障提示信号。本发明实施例将发电机整组启动试验程序、验收准则及经验反馈提炼并转化为计算机程序，实现对发电机整组启动试验全过程仿真推演，预判参数的变化及主要风险点，制定相应的应对措施，提升试验人员的专业素质，提高试验效率及质量水平。

实施例三

图11是本发明实施例三中的一种发电机整组启动试验的仿真装置的结构示意图。该装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在仿真服务器中，可以通过执行发电机整组启动试验的仿真方法真实反映发电机整组启动试验中各项试验过程和参数变化趋势。如图11所示，该装置包括：

基础参数获取模块310，用于获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

试验参数获取模块320，用于获取试验类型信息和试验参数；

试验仿真模块330，用于基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

数据显示模块340，用于输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

可选地，所述基础参数获取模块310，具体用于：

获取试验人员输入的电气系统参数，将电气系统参数与预设第一阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤；

获取试验人员输入的辅助系统参数，将辅助系统参数与预设第二阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤。

可选地，所述试验参数获取模块320具体用于：

获取试验人员输入的试验类型信息，根据所述试验类型信息由设定数据库中获取历史试验参数，其中，所述设定数据库中存储历史试验参数和历史仿真试验数据。

可选地，所述试验参数获取模块320具体用于：

获取试验人员输入的试验类型信息，获取试验人员输入的与所述试验类型信息对应的试验参数，其中，所述试验参数包括发电机整组启动试验正常运行时和故障时的运行参数和检测参数。

可选地，所述仿真装置还包括：

曲线绘制模块350，用于在基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据之后，根据所述仿真试验数据绘制试验曲线。

可选地，所述数据显示模块340具体用于：

获取试验评价结果，其中，所述试验评价结果基于预先设置的专家数据库分析所述仿真试验数据和试验曲线生成，其中，所述专家数据库基于发电机整组启动试验的试验大纲、调试大纲、运行规程和故障判据形成；

当所述试验评价结果是所述仿真试验数据正常时，输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示；

当所述试验评价结果是所述仿真试验数据异常时，输出故障提示信号。

本发明实施例所提供的发电机整组启动试验的仿真装置可执行本发明任意实施例所提供的发电机整组启动试验的仿真方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图12是本发明实施例四提供的一种发电机整组启动试验的仿真系统的结构示意图。该仿真系统可以通过执行发电机整组启动试验的仿真方法实现模拟发电机整组启动试验中各项试验过程。如图12所示，该仿真系统包括：

仿真服务器，该仿真服务器用于执行如本发明任意实施例所述的发电机整组启动试验的仿真方法。

具体地，根据发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息，内嵌发电机及相关试验模拟，全面模拟发电机整组启动试验。仿真服务器接收输入输出模块发送的基础参数输入、试验类型信息和试验参数，发送生成的仿真试验数据。

可选地，该仿真数据库可以调用数据库中的数据进行推演和计算。

可选地，该仿真数据库可以根据内嵌绘图工具，绘制试验曲线。

可选地，该仿真服务器还用于发送试验评价结果和故障提示信号给输入输出模块，以指示输入输出模块显示试验评价结果和故障提示信号。

输入输出模块，与仿真服务器通信连接，用于获取试验人员输入的基础参数输入、试验类型信息和试验参数，发送基础参数输入、试验类型信息和试验参数给仿真服务器，并获取仿真服务器生成的仿真试验数据，显示仿真试验数据。

可选地，输入输出模块可以包括操作员站和工程师站。其中，操作员站用于进行试验操作，通过人机界面及方便的键盘或鼠标操作予对试验过程进行操控，将相应指令传递至仿真服务器。其中，相应指令可以包括试验选择、试验接线与准备、试验过程控制、试验数据读取与记录等模块。工程师站用于对电网参数、机组参数和运行参数进行输入和调整，设定试验类型，将相应参数发送至仿真服务器，同时，利用故障插入模块，插入多种预设故障。其中，包括参数输入与模型维护、试验工况选择及初始化、故障插入模块。其中，参数输入及维护模块指提供电网、发电机(含励磁机、AVR、AVC、PSS、主变、厂变等)参数输入的人机界面和入口；试验工况选择及初始化模块指通过试验工况的选择和初始运行参数的设定，相关参数传递至服务器，为试验操作做好准备；故障插入模块指故障插入界面，可在实验开始之前或在试验进行过程中实时插入多种预设故障。

数据库，与仿真服务器通信连接，用于存储仿真服务器生成的仿真试验数据。

可选地，数据库可以包括发动机整组实时数据存储模块和仿真试验数据存储模块。其中，发动机整组实时数据存储模块用于将从发电机监测系统采集的数据进行集中接收，存储机组历史试验数据，供仿真服务器调用；仿真试验数据存储模块用于存储历次仿真推演相关试验数据，供试验后的分析和评价使用。

可选地，该仿真系统还包括：

评价及故障诊断装置，与仿真服务器通信连接，用于获取仿真服务器生成的仿真试验数据和试验曲线，采用预先设置的专家数据库分析仿真试验数据和试验曲线，得到试验评价结果，发送试验评价结果给仿真服务器，其中，专家数据库基于发电机整组启动试验的试验大纲、调试大纲、运行规程和故障判据形成。

可选地，评价及故障诊断装置还可以对试验参数进行实时监测，若监测到异常情况，发送异常信号给仿真服务器。

可选地，该仿真系统还包括发电机监测系统，可以包括发电机本体及辅助系统检测系统，用于记录发电机相关参数变化情况，例如发电机监测系统可以为实时信息监控系统服务器。

示例性地，图13是本发明实施例四中提供的另一种发电机整组启动试验的仿真系统的结构示意图，如图13所示，该系统包括：

实时信息监控系统，可以运行在实时信息监控系统服务器上，用于接收分布式控制系统(distributed control systems,DCS)中相关数据，可以供试验人员进行数据调用。

就地监测装置，用于采集发电机整组启动试验中非实时信息监控系统数据和信号，可以包括数据采集卡和传感器等。

数据信号传输装置，用于集中接收实时信息监控系统、就地监测装置采集的数据，并转换和传送数据信号，可以包括交换机等。数据信号传输装置还可以包括信号隔离模块，用于将智能管理装置与实时信息监控系统、就地监测装置进行隔离，跨越是针对不同试验进行参数筛选及排序，防止因意外情况对所述正在运行的设备造成伤害。

中间数据库，用于存储发电机整组历史试验数据，可以供操作终端调用。

操作终端，可以是工业级工控机，用于根据试验步骤来执行相应试验步骤，结合内嵌试验模型，根据调用的试验数据，模拟试验参数变化情况。同时，根据内嵌绘图工作，进行试验曲线的绘制。

打印装置，用于根据试验进展打印相关试验数据及报告。

可选地，图14是本发明实施例四中提供的一种发电机整组启动试验的仿真系统的工作示意图，如图14所示，基于过励限制、低励限制、电力系统稳定器、定子电流限制、压降(DROOP)、励磁机模型、AVR、发电机和/或电网模型，利用基于状态方程的电力与电力电子仿真软件Starsim，构建系统仿真模型，LabVIEW参数显示界面可以调用数据库中的参数，并基于Starsim系统仿真模型，模拟发电机整组仿真试验，并通过LabVIEW参数显示界面显示仿真试验数据。其中，发电机整组仿真试验还包括电力系统稳定器(PSS)试验。LabVIEW参数显示界面还可以进行故障模拟，包括单相接地、两相短路、两相接地和/或单相接地等。在发电机整组仿真试验和故障模拟之后，还包括历史数据回放、信号报警、生成报告，打印报告，状态显示和/或帮助等。

本发明实施例所提供的发电机整组启动试验的仿真系统可执行本发明任意实施例所提供的发电机整组启动试验的仿真方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种发电机整组启动试验的仿真方法，该方法包括：

获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

获取试验类型信息和试验参数；

基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的发电机整组启动试验的仿真方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述发电机整组启动试验的仿真装置的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发电机整组启动试验的仿真方法，其特征在于，包括：

获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

获取试验类型信息和试验参数；

基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，包括：

获取试验人员输入的电气系统参数，将电气系统参数与预设第一阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤；

获取试验人员输入的辅助系统参数，将辅助系统参数与预设第二阈值进行比较，以模拟试验先决条件检测步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取试验类型信息和试验参数，包括：

获取试验人员输入的试验类型信息，根据所述试验类型信息由设定数据库中获取历史试验参数，其中，所述设定数据库中存储历史试验参数和历史仿真试验数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取试验类型信息和试验参数，包括：

获取试验人员输入的试验类型信息，获取试验人员输入的与所述试验类型信息对应的试验参数，其中，所述试验参数包括发电机整组启动试验正常运行时和故障时的运行参数和检测参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据之后，还包括：

根据所述仿真试验数据绘制试验曲线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示，包括：

获取试验评价结果，其中，所述试验评价结果基于预先设置的专家数据库分析所述仿真试验数据和试验曲线生成，其中，所述专家数据库基于发电机整组启动试验的试验大纲、调试大纲、运行规程和故障判据形成；

当所述试验评价结果是所述仿真试验数据正常时，输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示；

当所述试验评价结果是所述仿真试验数据异常时，输出故障提示信号。

7.一种发电机整组启动试验的仿真装置，其特征在于，包括：

基础参数获取模块，用于获取试验人员输入的基础参数，根据所述基础参数模拟试验先决条件检查步骤，其中，所述基础参数包括电气系统参数和辅助系统参数，所述辅助系统参数是在发电机整组启动过程中起辅助作用的参数；

试验参数获取模块，用于获取试验类型信息和试验参数；

试验仿真模块，用于基于内嵌的仿真推演模型和所述试验参数，模拟所述试验类型信息对应的发电机整组启动试验，得到仿真试验数据，其中，所述仿真推演模型基于发电机整组启动试验原理、参数信息、验收准则和验证经验反馈信息构建；

数据显示模块，用于输出所述仿真试验数据，以对所述仿真试验数据进行显示。

8.一种发电机整组启动试验的仿真系统，其特征在于，包括：

仿真服务器，所述仿真服务器用于执行如权利要求1-6中任意一项所述的发电机整组启动试验的仿真方法；

输入输出模块，与所述仿真服务器通信连接，用于获取试验人员输入的基础参数输入、试验类型信息和试验参数，发送所述基础参数输入、试验类型信息和试验参数给所述仿真服务器，并获取所述仿真服务器生成的仿真试验数据，显示所述仿真试验数据；

数据库，与所述仿真服务器通信连接，用于存储所述仿真服务器生成的仿真试验数据。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

评价及故障诊断装置，与所述仿真服务器通信连接，用于获取所述仿真服务器生成的仿真试验数据和试验曲线，采用预先设置的专家数据库分析所述仿真试验数据和试验曲线，得到试验评价结果，发送所述试验评价结果给所述仿真服务器，其中，所述专家数据库基于发电机整组启动试验的试验大纲、调试大纲、运行规程和故障判据形成。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述仿真服务器还用于：

发送所述试验评价结果和故障提示信号给所述输入输出模块，以指示所述输入输出模块显示所述试验评价结果和故障提示信号。

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