目 次范圍 3術語和定義 3仿真機構成要素 4仿真機技術要求 5仿真機性能指標 9仿真機測試 107資料 11附 錄 A資性錄電真統分類） 12附 錄 B（規范性附錄）仿真機模型技術要求 13附 錄 C（規范性附錄）仿真機開發資料要求 16附 錄 D（規范性附錄）仿真機應用資料要求 18附 錄 E（規范性附錄）仿真機事故與故障類型要求 20IDL水電仿真機技術規范范圍本標準適用于以水力發電廠/抽水蓄能電站為仿真對象的仿真機。水電仿真機的類型參見附錄A。術語和定義下列術語和定義專門針對水電仿真機，適用于本標準。水力發電廠HydroelectricPowerPlant將水的勢能和動能轉換為電能的工廠。抽水蓄能電站PumpedStoragePowerStation利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發電的水電站。模型Model對真實世界過程、概念或系統的結構、行為等某些方面特性的理想化近似表達。物理模型PhysicalModel用物理相似的方法建立的模型。數學模型MathematicalModel用數學符號和關系式表達的模型。仿真Simulation建立物理模型和/或數學模型，使其與真實世界過程、概念或系統在相同受控輸入下的特性是相似的。仿真對象SimulationObject被仿真的真實世界過程、概念或系統。本規范中特指被仿真的特定水力發電廠/抽水蓄能電站。環境仿真EnvironmentSimulation對自然及人造環境的仿真。物理仿真PhysicalSimulation使用物理模型對仿真對象的仿真。3DL數字仿真DigitalSimulation使用數字計算機和數學模型軟件對仿真對象的仿真。模擬仿真AnalogueSimulation使用模擬計算機或/和模擬電路對仿真對象的仿真。逼真度Fidelity物理模型和數學模型與仿真對象在特征、特性方面的相似程度。實時仿真Real-TimeSimulation仿真過程中，在任一實際時間段內表達了仿真對象相同時間段的特性。仿真系統SimulationSystem利用仿真技術對仿真對象特征、特性或其它方面進行理想化近似表達的系統。仿真機Simulator仿真計算機SimulationComputer用于實施仿真的數字計算機。培訓環境TrainingEnvironment受訓人員接受培訓時所處的環境。盤臺設備PanelandDeskInstrumentation仿真機或仿真對象的盤臺、盤臺裝儀器儀表設備。激勵式仿真Stimulation在仿真機中采用了與仿真對象相同的全部或部分實際控制設備的仿真方式。外部參數ExternalParameter仿真對象仿真范圍內部系統與外部系統相關聯的參數。仿真機構成要素硬件構成培訓環境主計算機主計算機指高性能數字計算機及其外圍設備，用以完成參考機組仿真模型的實時運算和仿真系統功能的實現。教練員站4DL教練員站包括顯示和操作設備，也可配置附加的手持無線遙控器、打印機和其他的一些設備。教練員站用于控制仿真機運行、實現培訓功能、監視與評價受訓人員操作。操作員站就地操作站網絡設備網絡設備實現仿真計算機之間的數據交換和通訊。輸入輸出接口設備輸入輸出接口指由模擬//軟件構成模型仿真軟件在正常、異常、事故工況的全范圍內，實現對仿真對象的動態、靜態特性實時連續仿真的軟件。操作員站仿真軟件實現操作員站的操作、顯示功能的軟件。教練員站軟件為教練員提供全部的仿真控制、培訓和監視功能的軟件。仿真支撐軟件就地操作站仿真軟件實現仿真對象的計算機監控系統外就地操作、顯示功能的仿真軟件。操作系統軟件計算機操作系統及應用軟件。診斷和測試軟件在線或離線診斷仿真裝置硬件故障、幫助檢查、維護系統和設備的測試軟件。工具軟件和資料用于仿真機使用、運行、維護的工具軟件和相關的文檔資料。仿真機技術要求培訓能力要求培訓能力正常運行培訓能力正常運行和操作的仿真效果正常運行和操作的仿真效果應與仿真對象一致。正常運行和操作的仿真范圍5DL正常運行和操作的仿真范圍主要包括：主閥/球閥/快速閘門系統的正常運行和操作；油壓裝置系統的正常運行和操作；機組調速系統的正常運行和操作；技術供排水系統的正常運行和操作；壓縮空氣系統的正常運行和操作；機組制動系統的正常運行和操作；發電機勵磁系統的正常運行和操作；保護裝置的正常運行和操作；機組正常起停、并網、解列、負荷調整；廠用系統的正常運行和操作；直流系統的正常運行和操作；開關站的正常運行和操作；計算機監控系統的正常運行和操作；GISSFC（靜止變頻器）系統的正常運行和操作；機組在線監測系統的正常運行和操作；主變壓器的正常運行和操作；檢修、滲漏排水系統的正常運行和操作；事故與故障仿真事故與故障的仿真效果事故與故障的仿真范圍事故與故障的仿真范圍至少應包括：水輪機/水泵水輪機及輔助系統事故與故障；調速系統事故與故障；發電機/電動機及輔助系統事故與故障；公用系統事故與故障；主變壓器及輔助系統事故與故障；直流系統事故與故障；廠用系統事故與故障；開關站事故與故障；繼電保護和自動裝置的事故與故障；自動控制系統的事故與故障；靜止變頻器事故與故障；換相刀閘事故與故障；黑啟動的運行功能。6DL培訓環境仿真盤臺設備仿真盤臺設備的外觀和功能應盡量與仿真對象一致，其逼真度應滿足培訓要求。操作員站就地操作站聲光報警系統聲光報警系統仿真的效果應盡量與仿真對象一致，其逼真度應滿足培訓要求。仿真范圍操作員站凡是在仿真對象的計算機監控系統內進行的操作和監視均應含在仿真范圍內。就地操作站外部參數教練員站功能教練員站是教練員對仿真機及培訓過程進行控制和監視的設備，教練員站應具備以下功能。仿真機的控制功能仿真機的控制功能包括：啟動和關閉仿真機；裝入、卸載模型軟件；設置、存貯和管理仿真初始工況；回退：將仿真機運行工況返回到已經歷過的某一快存點，并可自該工況點重新開始運行；事件記錄:將仿真過程中的仿真培訓操作和仿真過程中發生的報警等事件按發生時間順序自動記錄。該記錄的內容應滿足對仿真培訓過程的分析要求；故障設置和消除功能7DL監視功能監視功能包括：外部參數設置功能教練員站應具備設置和更改外部參數的功能。初始工況機組變壓器全停工況；主閥/球閥/快速閘門全關閉運行工況；機組空載運行工況；50%負荷運行工況；機組滿負荷運行工況；電氣主接線不同方式的運行工況。仿真機硬件盤臺設備仿真盤臺設備的外觀和功能應盡量與仿真對象一致，其逼真度應滿足培訓要求。仿真計算機50%CPU處50%100Mb/s的網絡通信處理能力。輸入輸出接口系統網絡設備網絡設備應具有不低于100Mb/s的數據通信能力，應采用符合工業標準的計算機通信網絡設備。仿真機軟件基本技術要求模型軟件模型軟件包括設備模型軟件和控制系統模型軟件。設備模型的建立應以仿真對象的生產工藝流程、系統結構設計、設計計算和運行數據資料為依據，1:1模型軟件包括用計算機高級語言或仿真語言編寫的模塊化模型程序以及用結構化或圖形化組態方B（規范性附錄。8DL操作員站軟件1:1教練員站軟件實現教練員站的全部功能。參見4.4。仿真支撐軟件操作系統軟件仿真機應使用能夠滿足水電仿真機需要的實時、多任務、多用戶的操作系統。就地操作站仿真軟件就地操作站仿真軟件應能夠滿足仿真對象的計算機監控系統外就地操作功能的仿真。診斷和測試軟件包括在線或離線診斷仿真裝置硬件故障的診斷軟件，提供幫助檢查或維護系統和設備的診斷程序。仿真機性能指標靜態性能指標關鍵參數在穩定的狀態下，與仿真對象相應參數值的偏差不超過測量儀表量程的±2%；非關鍵參數在穩定的狀態下，與仿真對象相應參數值的偏差不超過測量儀表量程的±5%；典型的關鍵參數如下：發電機有功功率；發電機無功功率；機組轉速；導葉、輪葉的開度；電站上、下游水位；發電機定、轉子溫度；發電機勵磁系統電流和電壓；水輪發電機組各軸承溫度和油位；油壓裝置壓力和油位；廠用系統電壓、電流；直流系統電壓、電流；技術供水壓力；制動裝置壓力；壓縮空氣系統壓力；電制動電流；主變壓器溫度；母線電壓、頻率；出線有功、無功、電流、電壓；9DL公用系統的液位、壓力等。動態性能指標運行過程中，報警、自動裝置動作仿真結果與仿真對象相一致；實時性指標仿真操作及其響應應滿足以下要求：0.5s；系統可靠性指標系統可靠性指標包括：計算機主機兩次故障平均時間（MTBF）4320h；輸入輸出接口系統兩次故障平均時間（MTBF）2160h；72h。仿真機測試基本要求仿真機系統的測試依據本標準的規定和供需雙方的技術協議規定進行。硬件測試仿真機硬件測試驗收的范圍包括：盤臺設備性能配置、功能及逼真度；仿真計算機硬件系統及外部設備的性能配置；輸入輸出接口系統的性能配置；網絡設備的性能配置；聲光報警系統的性能配置。軟件測試模型軟件測試仿真機模型軟件測試的范圍包括：模型仿真范圍的完整性；模型的穩定性；模型的靜態特性及逼真度；模型的動態特性；模型運算的實時性。操作員站軟件測試操作員站軟件測試的范圍包括：操作員站界面的完整性；操作員站界面的逼真度；操作員站界面響應的實時性。10DL教練員站軟件測試教練員站軟件測試的范圍包括：教練員站的控制功能；教練員站的故障設置和消除功能；教練員站的監視功能。支撐軟件測試模型的建立、修改、調試、運行、監視、數據管理和文件管理功能測試。就地操作站軟件測試仿真機就地操作站軟件測試的范圍包括：就地操作站功能的完整性；就地操作站逼真度；就地操作站數據響應的實時性。操作系統檢查操作系統軟件檢查的范圍包括：操作系統版本檢查；軟件開發工具等應用軟件的版本及完整性；備份或安裝媒體及資料。診斷和測試軟件的測試I/O可靠性測試仿真機可靠性指標的統計和檢驗。資料基本要求資料是水電仿真機的重要組成部分，應滿足用戶技術人員對仿真機進行安裝、運行和維護的需要。資料應主要用中文編寫，部分進口設備的隨機資料，可以用原文提供。仿真機資料要求仿真機資料分為仿真機開發資料和仿真機應用資料。C；D。11DL附 錄 A(資料性附錄水電仿真系統的分類1）按照范圍的分類全范圍仿真系統對仿真對象的控制室環境、生產流程全過程、生產過程全部運行設備和系統進行仿真的系統。部分范圍仿真系統對仿真對象的控制室環境或/和生產流程或/和生產過程運行設備、系統的部分進行仿真的系統。按照實時性要求的分類實時仿真系統對仿真對象進行實時仿真的系統。非實時仿真系統對仿真對象進行非實時仿真的系統。按照用途的分類運行人員培訓用仿真系統簡化型仿真機：在仿真時對仿真對象控制室設備或/和生產流程或/和生產運行設備、系統進行不同程度的刪減、簡化、歸并的仿真機。分析型仿真系統/抽水蓄能電站系統設計方案、運行特性、故障特性等分析研究的仿真系統。按照仿真用計算機類型的分類數字仿真系統使用數字計算機對仿真對象進行仿真的系統。模擬仿真系統使用模擬計算機和/或模擬電路對仿真對象進行仿真的系統。模數混合仿真系統采用數字計算機、模擬計算機和/或電路相結合的方式對仿真對象進行仿真的系統。歸入不同的類別。12DL附 錄 B（規范性附錄）仿真機模型技術要求模型基本要求模型軟件包括用計算機高級語言或仿真語言編寫的模塊化模型程序庫以及用結構化或圖形化組態模型構成水輪機及輔助設備模型水輪機及輔助設備模型包括：引水系統的水力學模型；水輪機水力學模型；水泵工況水力學模型；水輪機軸承的發熱模型；水泵工況軸承的發熱模型；技術供水、排水系統模型；壓縮空氣系統模型；機組制動系統模型；機械保護系統模型。調速系統模型調速系統模型包括：調速器模型；油壓裝置系統模型。發電機及輔助設備模型發電機及輔助設備模型包括：發電機電氣模型；電動機工況電氣模型；發電機、勵磁系統及軸承的發熱模型；發電機勵磁系統模型；發電機冷卻系統模型；發電機同期裝置模型；發電機保護裝置及自動控制裝置模型。靜止變頻器系統模型公用系統模型公用系統模型包括：檢修排水系統模型；滲漏排水系統模型；13DL高壓空壓機系統模型；低壓空壓機系統模型；消火系統模型；公用油系統供油、排油模型。變壓器及輔助設備模型變壓器及輔助設備模型包括：變壓器電氣模型；變壓器的發熱模型；變壓器冷卻系統模型；變壓器保護裝置模型。廠用系統模型直流系統模型開關站模型開關站模型包括：電網模型；母線模型；線路模型；繼電保護裝置及自動控制裝置模型。操作員站模型操作員站模型包括：主機系統自動化監控模型；輔機系統自動化監控模型；操作、監視、調整功能模型；自動流程模型；信息功能模型（各種事故記錄、實時趨勢、歷史趨勢記錄。模型技術要求電氣模型技術要求電氣模型技術要求包括：發電機/電動機、勵磁系統模型應準確遵循：轉矩和功率方程、轉子運行方程、空載特性、短路特性、負載特性、調節特性、電制動力矩特性等；正確反映水輪發電機組冷卻系統、變壓器冷卻系統有關參數變化對各測點溫度的影響；正確反映勵磁系統的正常、非正常操作及儀表指示、燈光的變化；正確反映勵磁系統故障對發電機的影響；正確反映電動機啟動、正常運行、事故與故障及各種非正常運行工況下的參數變化；正確反映水輪發電機-變壓器組事故與故障的主要參數變化及現象；正確計算開關站的正常、非正常運行工況下的主要參數變化及現象；正確反映斷路器、隔離開關的遠方和就地操作；正確反映斷路器、隔離開關等設備本體、操作機構異常對操作的影響及現象；正確反映廠用系統事故與故障的主要參數變化及現象；正確反映直流系統的各種運行方式和直流接地絕緣監察裝置的操作；正確反映控制電源、合閘電源、信號電源的投切；14DL正確反映各保護、自動裝置的投切，電壓互感器、電流互感器故障對保護和自動裝置的影響；機械模型技術要求機械模型技術要求包括：正確反映各輔機系統及設備（油泵、水泵、空壓機）的運行特性；正確反映水輪機的能量特性、轉輪特性和調速特性；正確反映水泵水輪機水泵工況下的運行特性；正確反映開關主閥/球閥/快速閘門的正常操作、順控流程；正確反映水輪機/水泵水輪機的正常操作、順控流程；正確反映各種主要試驗的現象；操作員站模型技術要求操作員站模型技術要求包括：正確顯示操作員站的所有畫面；正確反映操作員站的動態信息：包括所有動態操作、動態顯示信息；正確反映各種事故與故障記錄、實時趨勢、歷史趨勢記錄。15DL附 錄 C（規范性附錄）仿真機開發資料要求基本要求仿真對象系統資料；仿真對象設備資料；仿真對象運行及試驗資料。仿真對象系統資料仿真對象系統資料用于仿真機的仿真范圍設計和仿真功能約定。主要包括：電氣主接線圖；廠用系統圖；直流系統圖；輔機系統圖；控制回路圖；自動流程圖；功能邏輯圖。仿真對象設備資料水輪機及輔助設備系統用戶應提供水輪機/水泵水輪機及輔助設備系統主要設備的規范、使用說明書，相關控制盤臺的盤面圖、設備參考手冊。主要包括：；技術供水、排水系統；壓縮空氣系統；機組制動系統；機械保護系統。調速系統調速器；油壓裝置系統。公用系統檢修排水系統；滲漏排水系統；高壓空壓機系統；16DL低壓空壓機系統；消火系統。發電機/電動機及輔助設備系統用戶應提供發電機/發電機/電動機本體；發電機勵磁系統；發電機冷卻系統；發電機同期裝置；發電機保護裝置及自動控制裝置。變壓器及輔助設備系統變壓器本體；變壓器冷卻系統；變壓器保護裝置。廠用系統用戶應提供廠用系統主要設備的規范、使用說明書，相關控制盤臺的盤面圖、設備參考手冊。直流系統用戶應提供直流系統主要設備的規范、使用說明書，相關控制盤臺的盤面圖、設備參考手冊。開關站用戶應提供開關站主要設備的規范、使用說明書，相關控制盤臺的盤面圖、設備參考手冊。主要包括：母線；線路；開關站繼電保護裝置及自動控制裝置。操作員站用戶應提供操作員站的全部畫面資料和使用說明書。仿真對象運行及試驗資料仿真對象運行資料和試驗資料用于驗證仿真模型的準確性。主要包括：水力發電廠/抽水蓄能電站運行規程；水力發電廠/抽水蓄能電站運行記錄、報表；機組空載運行數據；50%、75%、100%等負荷完整運行數據；水力發電廠/抽水蓄能電站運行操作票；水力發電廠/抽水蓄能電站檢修隔離和恢復操作操作票；水力發電廠/抽水蓄能電站檢修后的主要試驗記錄。17DL附 錄 D（規范性附錄）仿真機應用資料要求向用戶提供的仿真機資料，應符合以下要求：總體性資料供貨清單硬件設備交付清單；軟件交付清單；技術資料交付清單。仿真機使用維護資料仿真機使用手冊；教練員手冊；仿真機軟件維護參考手冊；仿真機系統布置圖、電源；網絡連接圖。仿真機設計資料機組仿真系統圖；對象機組各組成部分的仿真范圍、仿真程度和實現方案；簡化仿真依據和簡化說明。仿真機全部運行版軟件的備份軟件硬件資料計算機設備廠家隨機資料（UPS；I/O接口系統布置圖；接口設備使用維護手冊；I/O/輸出清單。盤臺硬件資料盤面布置圖；盤裝設備清冊；盤臺接線圖；各類盤裝設備說明書；端子排標識清冊。軟件資料軟件資料應滿足用戶軟件技術人員對仿真機進行軟件維護和修改的需要。計算機廠家隨機軟件手冊仿真機軟件維護參考手冊18DL各類基于計算機圖形界面的操作員站使用維護說明書；就地操作站用戶手冊；虛擬盤臺操作站用戶手冊；硬件系統診斷軟件使用說明書；網絡通訊軟件使用說明書。仿真模型說明資料模型維護手冊；事故與故障清單；模型模塊及其輸出變量命名規范。測試資料仿真機測試大綱；仿真機測試報告。19DL附 錄 E（規范性附錄）仿真機事故與故障類型要求仿真機應具備對以下各種類型事故與故障的仿真：水輪機/水泵水輪機及輔助系統事故與故障水輪機主機事故與故障推力軸承瓦溫升高事故；導軸承瓦溫升高事故；事故電磁閥動作；水輪機頂蓋或軸承座振動過大；水輪機軸擺度過大；機組過速；剪斷銷剪斷；導軸承溫度升高故障；推力軸承溫度升高故障；推力軸承油槽油位異常；導軸承油槽油位異常；頂蓋水位升高；真空破壞閥漏水；發電機熱風、冷風溫度高；機組甩負荷；機組啟動或停機在規定時間內未完成；機組潛動；機組進水口攔污柵堵塞故障；自動開機/抽水不成功。主閥/球閥/快速閘門故障油泵電源故障；油泵電機過熱；油泵電機斷相；油系統故障；快速閘門下滑故障；機械系統拒動；電磁配壓閥發卡；（；主閥/球閥工作密封不能退出；主閥/球閥工作密封不能投入；主閥/球閥液壓鎖定不能退出。油壓裝置事故與故障油壓裝置事故低油壓；（；（；20DL（；油壓裝置集油槽油混水；（；油壓裝置漏油槽油混水；壓油泵備用泵啟動；壓油泵電源故障；漏油泵電源故障；壓油泵電機過熱；壓油泵電機斷相；壓油泵長時間運行；漏油泵電機過熱；壓油系統常開閥誤關；安全閥誤動、拒動。技術供水系統事故與故障水導軸承潤滑水中斷事故；主軸密封水中斷事故；機組冷卻水中斷故障；水潤滑軸承主用潤滑水中斷，備用潤滑水投入；主軸密封水中斷故障；技術供水濾過器堵塞；技術供水冷卻水水壓降低；技術供水取水口堵塞；技術供水常開閥誤關；技術供水調節閥開度異常；技術供水泵備用泵啟動；技術供水泵電源故障；技術供水泵電機斷相；技術供水泵電機過熱；技術供水電磁閥發卡。壓縮空氣系統事故與故障低壓用氣系統壓力異常；高壓用氣系統壓力異常；主壓水閥無法正常操作調相壓水氣罐壓力低報警蝸壓排氣閥故障壓縮空氣系統管路異常；風閘誤投；電磁閥發卡。調速系統事故與故障調速器運行不穩定；主配壓閥故障；電調抽動；電液調節系統故障；21DL導葉、輪葉主接力器故障；導葉、輪葉零點漂移；導葉、輪葉控制故障；導葉、輪葉液壓系統故障；開度限制機構控制失靈；接力器鎖錠失靈。發電機及輔助系統事故與故障發電機定子事故與故障發電機定子繞組單相接地；發電機定子繞組匝間短路；發電機定子繞組相間短路；發電機定子繞組溫度過高；發電機過負荷；發電機過電壓；發電機低壓過電流。發電機轉子轉子一點接地；轉子兩點接地；發電機失磁。勵磁系統發電機滅磁開關合閘回路故障；勵磁機滅磁開關跳閘回路故障；運行中發電機滅磁開關誤跳；勵磁電壓互感器故障；勵磁機調節器控制回路故障；勵磁調節器故障。勵磁功率柜故障；低勵限制動作；勵磁系統建壓不成功。7)斷路器、刀閘事故與故障發變組出口斷路器拒合、拒分；發變組出口斷路器油泵故障；發變組出口斷路器壓力異常；運行中發變組出口斷路器誤跳；發電機出口刀閘電動機故障。同期裝置事故與故障發電機非同期并列；監控機升壓/降壓失控；就地加/減有功操作故障；就地加/減無功操作故障；監控機加/減速故障；PT22DLPT監控機合閘信號輸出故障。保護有關事故與故障發電機差動保護拒動；發變組差動保護拒動；橫差保護拒動；發變組保護柜故障；發電機電壓互感器故障。順序控制事故與故障自動開機、停機不成功；發電調相不成功；抽水不成功；抽水調相不成功。電制動裝置磁場開關拒動；短路開關拒動；整流柜風機跳；整流器故障；電制動啟動回路故障。公用系統事故與故障公用系統事故與故障包括：檢修、滲漏排水系統事故與故障潤滑系統壓力異常；排水液位異常升高；排水系統管路異常；排水泵電源故障；排水泵過熱；排水泵電機斷相。高低壓空壓機事故與故障；潤滑系統壓力異常；高低壓空壓機溫度升高；高低壓空壓機電源異常；高低壓系統壓力異常；高低壓空壓機冷卻系統故障；安全閥誤動、拒動；壓縮空氣系統管路異常；電磁閥發卡。消火供水系統事故與故障消火供水系統管路異常；消火供水水泵電源故障；消火供水水泵過熱；消火供水水泵電機斷相；發電機消火；23DL變壓器消火；中控室消防系統自動起動失靈。主變壓器及輔助系統事故與故障主變壓器故障主變壓器單相接地；主變壓器匝間短路；主變壓器相間短路；主變壓器過負荷；主變壓器著火；重瓦斯保護動作；輕瓦斯保護動作；主變壓器套管對地閃烙；主變壓器油位低；主變壓器油溫過高；主變壓器防爆管安全膜破裂；主變壓器套管油位低；主變壓器吸潮器潮解；變壓器有載調壓器故障；主變壓器冷卻系統故障；主變壓器油泵電機故障。直流系統事故與故障直流系統蓄電池部分事故與故障直流系統蓄電池接地；直流系統蓄電池熔斷器熔斷；直流系統母線故障母線正極接地；母線負極接地；母線短路；母線上機組勵磁柜短路；母線上斷路器操作電源掉電；母線上中控室信號回路掉電。整流裝置事故與故障直流系統可控硅充電整流裝置故障；直流系統可控硅浮充電整流裝置熔斷器熔斷；直流系統可控硅浮充電整流裝置掉電；直流系統可控硅浮充電整流裝