電力仿真解讀

據不完全統計，目前國內投入使用的各類(lèi)型火電機組仿真機(含全范圍仿真機和原理型仿真機)在300臺左右;變電站仿真機超過(guò)100臺;核電仿真機雖臺數不多，但仿真機與發(fā)電機組的比例最高。絕大多數仿真機由國內企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。仿真機的使用有效解決了運行操作人員的技能訓練問(wèn)題，并為提升我國電力工業(yè)的安全經(jīng)濟運行水平發(fā)揮了很大的促進(jìn)作用。

4.2風(fēng)電場(chǎng)仿真機的作用

大型風(fēng)電場(chǎng)通常安裝幾十臺或幾百臺風(fēng)力發(fā)電機組，且單機容量更大，控制系統也更加復雜(變速風(fēng)力發(fā)電機組在低風(fēng)速下具有更高的風(fēng)能轉換效率，相信會(huì )得到更為廣泛的應用)，對風(fēng)電場(chǎng)運行操作人員提出了更高的要求?？紤]到我國風(fēng)電系統的發(fā)展現狀，風(fēng)電場(chǎng)仿真機的應用將有助于消除風(fēng)電發(fā)展面臨的某些制約因素。

首先，可有效解決人才短缺問(wèn)題。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展直接帶動(dòng)風(fēng)電技術(shù)人員需求的增長(cháng)，但當前的人才供應狀況不容樂(lè )觀(guān)。國內高校未設立風(fēng)電專(zhuān)業(yè)或專(zhuān)業(yè)方向，風(fēng)電企業(yè)只能從相關(guān)專(zhuān)業(yè)遴選所需的技術(shù)人員。技術(shù)人員缺乏對風(fēng)電場(chǎng)系統構成與運行知識的了解，更缺乏運行操作經(jīng)驗。借助仿真機，可以在較短的時(shí)間內培訓出合格的運行操作人員。

其次，可有效提高運行管理水平。技術(shù)人員可以在仿真機上開(kāi)展反事故演習和不同運行方式仿真實(shí)驗，熟練掌握各種異常運行工況下的應對處理措施，進(jìn)而提高實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)的運行水平，減少設備受損幾率，提高風(fēng)電場(chǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性。

4.3風(fēng)電場(chǎng)仿真機模型組成特點(diǎn)

前面敘述的風(fēng)力發(fā)電機組和風(fēng)電場(chǎng)的仿真模型側重于分析研究方面的應用，若用于人員培訓，則需要在建模方法、模型覆蓋范圍等方面做出調整。主要體現在下述幾個(gè)方面。

4.3.1實(shí)時(shí)模型

要求模型參數的變化在時(shí)間尺度上與實(shí)際系統一致。受限于計算機的運算能力，對于運算量大的模型要進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。如電網(wǎng)潮流計算模型適當簡(jiǎn)化，電磁暫態(tài)過(guò)程通常不予考慮。

4.3.2考慮風(fēng)向和季節因素

除前面討論的風(fēng)速變化特性外，仿真機還需要考慮風(fēng)向變化對風(fēng)電機組和風(fēng)電場(chǎng)運行的影響。同時(shí)，應選取幾個(gè)代表性季節分別仿真其風(fēng)速特性，并考慮不同季節的風(fēng)密度的變化。

4.3.3更詳細的風(fēng)力發(fā)電機組模型

前面提到的將風(fēng)力機或發(fā)電機合并建模的方法不再適用，需要一一建立每一臺風(fēng)電機組的仿真模型。實(shí)際機組的全部系統、運行人員在控制室能夠觀(guān)測到的全部參數均在仿真之列，仿真范圍較分析研究用模型要寬得多，除圖3、圖4表示出的子系統外，還包括：

1)包含金屬溫度、振動(dòng)、受力變形等參數計算的設備本體模型;

2)偏航控制等輔助控制系統模型;

3)風(fēng)力機機械能計算應考慮尾流效應;

4)各種輔助系統模型，如潤滑油系統、冷卻系統等;

5)變壓器及廠(chǎng)用電系統模型。

4.3.3完整的人機界面仿真

出于為受訓學(xué)員提供一個(gè)真實(shí)的操作環(huán)境，以及操作員站使用培訓兩個(gè)方面的考慮，仿真機應設置多臺仿真操作員站以仿真實(shí)現操作員站的全部操作監視功能。大型風(fēng)電場(chǎng)通常分期建設，操作員站因設備供貨廠(chǎng)家的不同而風(fēng)格各異，為此，應仿真實(shí)現各種不同類(lèi)型的操作員站。

結論與展望

在西方發(fā)達國家，仿真技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統中得到了越來(lái)越廣泛的應用，仿真理論、方法和建模技術(shù)逐步完善，仿真技術(shù)解決了很多實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題。借鑒國外已有的研究成果，對于提高我國風(fēng)電系統仿真技術(shù)的應用研究水平將大有幫助。本文提出了應用風(fēng)電場(chǎng)仿真機開(kāi)展人員培訓，進(jìn)而解決我國風(fēng)電發(fā)展面臨的人才短缺問(wèn)題的建議。相信仿真技術(shù)的應用，對于提高我國風(fēng)電產(chǎn)品的自主研發(fā)能力和風(fēng)電場(chǎng)運行管理水平將會(huì )發(fā)揮日益重要的作用。