大型火电机组系统仿真与建模

　　计算机仿真技术是涉及到多种专业的交叉学科，大型电站仿真技术涉及到计算机技术、热能动力、电机与电气、自动控制等多个学科领域。电站机组仿真系统既可用于对运行人员进行培训，也可作为工程设计、工程调试和工程分析之用。本书内容大多是清华大学热能工程系大型火电仿真系统科研集体和清华能源仿真公司20多年来部分科技成果的积累，通过本书加以编撰和系统化。书中扼要介绍了大型火电仿真系统的仿真对象、仿真机功能与评价；包括计算机系统、机组控制操作盘台和操作站、I/O接口等在内的硬件设备组成；仿真建模与调试支持环境、仿真图形界面等软件；电站锅炉、汽轮机、发动机和自动控制等设备和系统的建模理论和建模方法等。本书可供电力部门和各种连续流程工业部门的科研、设计、生产人员使用，也可作为热能动力专业、石油化工专业、自动控制专业和计算机专业硕士生、博士生的教学参考书。

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第一篇电站系统仿真技术
第1章系统仿真概述2
1.1系统仿真的重要性2
1.2系统仿真的应用3
1.3系统仿真和仿真系统6
1.4仿真系统的分类8
1.5火电培训仿真机的专用分类方法10
1.6系统仿真中技术术语的内涵10第2章大型发电厂仿真技术的发展过程13
2.1电厂仿真技术的重要性和必然性13
2.2电厂仿真技术的发展历程15第3章发电厂生产过程的仿真原则32
3.1概述32
3.2锅炉设备主要系统及仿真原则34
3.3蒸汽轮机主要系统及仿真原则43
3.4发电机和电气系统及仿真原则49
3.5火电机组的运行与仿真机的调试51
3.6火电厂的自动控制及仿真要求55第4章电站培训仿真机工作原理及功能要求67
4.1仿真机的工作原理67
4.2对仿真机的功能要求70
4.3仿真机的精度75第5章仿真机的硬件系统结构78
5.1仿真机的操作控制盘台78
5.2主计算机系统83
5.3I/O接口系统85
5.4就地操作站、指导教师工作站和工程师站93
第二篇建模原理与技术
第6章电站实时仿真模型概述98
6.1建立电站实时仿真模型的理论基础98
6.2动态数学模型的作用与类型102
6.3动态数学模型的不同表示形式105
6.4建立动态数学模型的一般步骤111第7章仿真对象基本动态数学模型114
7.1一元非定常流动的基本方程114
7.2基本方程的扩展形式117
7.3集总参数形式的基本方程122
7.4传热方程130
7.5流体介质的热力性质135第8章锅炉系统数学模型138
8.1锅炉蒸发系统数学模型138
8.2锅炉对流受热面各环节的数学模型145
8.3制粉及风烟系统数学模型150
8.4锅炉燃烧及传热数学模型158第9章汽轮机系统数学模型161
9.1汽轮机的流量、功率计算数学模型161
9.2旁路系统数学模型163
9.3液压调节系统及油系统数学模型165
9.4凝汽系统数学模型171
9.5除氧器、回热加热器数学模型179
9.6振动与轴向位移数学模型187
9.7汽轮机缸体温度、胀差数学模型188第10章模块化建模及流体网络的计算方法193
10.1模块化建模方法193
10.2热工流体网络建模方法202第11章仿真数学模型的求解与算法208
11.1整体数学模型的构成208
11.2模型的数学结构209
11.3仿真模型的求解212
11.4常微分方程组求解的算法选择214
11.5代数方程组的联立求解221第12章电气系统数学模型223
12.1发电机数学模型223
12.2励磁系统数学模型234
12.3同期系统数学模型238第13章电站控制系统仿真240
13.1概述240
13.2控制系统建模方法与建模系统243
13.3控制系统全仿真模型分析264
13.4控制系统仿真模型调试与参数自整定282
第三篇仿真支撑环境与仿真机的调试
第14章仿真支撑环境的定义、作用及其发展概况302
14.1什么是仿真支撑环境302
14.2仿真支撑环境的作用303
14.3仿真支撑环境的起源与发展305第15章仿真支撑环境的功能构成308
15.1自动建模308
15.2模型调试与结果分析309
15.3运行支撑309
第16章微机系统电站仿真支撑环境312
16.1系统简介312
16.2数据结构及内存共享314
16.3调试系统317
16.4变量数据库管理系统332
16.5主程序库334
16.6网络通信系统335参考文献344