CN204302786U - 燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统 - Google Patents

燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统 Download PDF

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李义强
王恒涛
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Abstract

本实用新型公开了一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，包括：模型站1、可控信号发生器2、DCS控制柜3和优化站4，所述的可控信号发生器2分别与模型站1和DCS控制柜3连接，优化站4分别与模型站1和DCS控制柜3连接。本实用新型通过采用模型站、可控信号发生器、DCS控制柜和优化站，尤其是采用可控信号发生器，从而可以将燃气分布式三联供系统中的其他外围设备的模型存储起来并模拟产生流量、温度等信号，从而解决了燃气分布式能源系统的决策优化系统在开发过程中无法在实际项目工程中进行就地测试验证的问题，使得燃气分布式能源系统的决策优化系统在实验室环境下就可以进行测试，保证了安全同时方便了实验室操作。

Description

燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统
技术领域
本实用新型涉及一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，属于燃气分布式发电系统技术领域。
背景技术
一般在系统控制器开发的过程中，模型与仿真是重点，另外，在控制器软件算法开发成型后，为了验证和改进控制策略设计的全面性，还必须要对控制器与各分布式子设备之间进行大量的各种工况实验，以发现设计中的问题和不足，实验通过验证后方可确定控制器的各种逻辑的正确性，验证通过后控制器才能够进入施工现场，进行现场调试。但分布式能源系统控制器具有智能决策优化功能、负荷智能分配、动态负荷预测以及其程序复杂等特点，在一般现场很难对该分布式能源系统控制器进行全面的测试，而且如果测试过程中一旦遇到控制器程序问题，则很可能会对分布式能源站机组造成巨大的损害；另外，对于分布式能源系统控制器，还有一些其他的测试也是无法在现场完成的，如负荷突变测试等；同时在试验过程中，也常会发生由于前一阶段设计的缺陷，而导致实验出现重大故障的问题，严重危及到实验设备和实验人员。因此，由于以上原因，分布式能源系统控制器进行现场实验非常困难，风险性较大。那么就需要一种替代方案，既能达到控制系统测试的目的，又能保证安全，方便实验室操作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，实现在实验室中对燃气分布式发电系统的分布式能源系统控制器进行全面测试验证同时保证安全、方便实验室操作的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，包括：模型站、可控信号发生器、DCS控制柜和优化站，所述的可控信号发生器分别与模型站和DCS控制柜连接，优化站分别与模型站和DCS控制柜连接。
优选的，所述的可控信号发生器与DCS控制柜通过IO硬接线连接，从而使得系统中的信号传输方式同实际分布式能源站中的一样，而且通过这种连接方式还能真实的测试出控制信号指令的响应时间。
前述的燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统中，所述的优化站的个数为n，其中，n≥1，所述的n个优化站分别与模型站和DCS控制柜之间及可控信号发生器与模型站之间通过以太网通讯连接；尤其是分布式能源站DCS同工作站、操作员站等一些控制器(即n个优化站)采用以太网通讯方式连接，从而可以使得本实用新型的仿真系统适用于大多数分布式能源系统的仿真。
更优选的，所述的可控信号发生器为NI-PXI控制器，从而可以进一步减小系统输入输出延时，提高系统的实时性和稳定性。
与现有技术相比，本实用新型通过采用模型站、可控信号发生器、DCS控制柜和优化站，尤其是通过采用可控信号发生器，从而可以将燃气分布式三联供系统中的其他外围设备(如航改型燃气轮机、微型燃机、燃气内燃机、余热锅炉、溴化锂制冷机、直燃机、热泵、燃气锅炉、汽轮机等)的模型存储起来并模拟产生流量、温度、压力、电量、用气量、烟气温度等信号，从而解决了燃气分布式能源系统的决策优化系统在开发过程中无法在实际项目工程中进行就地测试验证的问题(即实现了对优化站中存储的优化方案进行就地测试验证的目的)，使得燃气分布式能源系统的决策优化系统在实验室环境下就可以进行测试，保证了安全同时方便了实验室操作；此外，本实用新型中所述的可控信号发生器为NI-PXI控制器，从而可以进一步减小系统输入输出延时，提高系统的实时性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的一种实施例的结构连接示意图。
附图标记：1-模型站，2-可控信号发生器，3-DCS控制柜，4-优化站。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
本实用新型的实施例1：一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，如图1所示，包括：模型站1、可控信号发生器2、DCS控制柜3和优化站4，所述的可控信号发生器2分别与模型站1和DCS控制柜3连接，优化站4分别与模型站1和DCS控制柜3连接。所述的可控信号发生器2与DCS控制柜3通过IO硬接线连接。所述的优化站4的个数为n，其中，n≥1，所述的n个优化站4分别与模型站1和DCS控制柜3之间及可控信号发生器2与模型站1之间通过以太网通讯连接。所述的可控信号发生器2为NI-PXI控制器。
实施例2：一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，如图1所示，包括：模型站1、可控信号发生器2、DCS控制柜3和优化站4，所述的可控信号发生器2分别与模型站1和DCS控制柜3连接，优化站4分别与模型站1和DCS控制柜3连接。
本实用新型的一种实施例的工作原理：本实用新型的硬件在环仿真系统主要应用在燃气分布式三联供系统中，通过对系统中发出的电能、蒸汽、热水以及制冷站的冷在模型站1中进行建模，再采用可控信号发生器2对各模型的输入输出参数进行模拟并将产生的流量、温度、压力、电量、用气量、烟气温度等信号输送到DCS控制柜3中，接着DCS控制柜3再将这些信号整理后输送到优化站4中进行优化，优化后的结果返回到DCS控制柜3中，最后DCS控制柜3再将控制信号送到可控信号发生器4中，将模型的输入输出结果调整后输出，直到满足优化站的要求为止。此外，模型站1中运行着各种用户的负荷模型，模型站1可以将负荷模型的数据发送给优化站4，使优化站4根据实际负荷情况给DCS控制柜3发出控制指令。其中，所述的对系统中发出的电能、蒸汽、热水以及制冷站的冷在模型站1中进行建模均可采用现有技术进行建模；可控信号发生器2对各模型的输入输出参数进行模拟并将产生的流量、温度、压力、电量、用气量、烟气温度等信号也属于本领域的常规技术。上述的模型站1及优化站4可采用普通的PC机。

Claims (4)

1.一种燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，其特征在于，包括：模型站(1)、可控信号发生器(2)、DCS控制柜(3)和优化站(4)，所述的可控信号发生器(2)分别与模型站(1)和DCS控制柜(3)连接，优化站(4)分别与模型站(1)和DCS控制柜(3)连接。
2.根据权利要求1所述的燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，其特征在于，所述的可控信号发生器(2)与DCS控制柜(3)通过IO硬接线连接。
3.根据权利要求1或2所述的燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，其特征在于，所述的优化站(4)的个数为n，其中，n≥1，所述的n个优化站(4)分别与模型站(1)和DCS控制柜(3)之间及可控信号发生器(2)与模型站(1)之间通过以太网通讯连接。
4.根据权利要求3所述的燃气分布式发电系统的硬件在环实时仿真系统，其特征在于，所述的可控信号发生器(2)为NI-PXI控制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108829050A (zh) * 2018-05-28 2018-11-16 中国神华能源股份有限公司 多电站异种dcs仿真系统及其构建方法

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