[发明专利]一种基于主动感知的水电站仿真方法及仿真系统

说明书

本发明属于水电站仿真控制技术领域，公开了一种基于主动感知的水电站仿真方法及仿真系统，以水电站设备为解耦和仿真服务的组织单位，以水电设备的智能感知和主动服务为主线驱动建模和仿真过程。通过合理融合SOA和EDA中的服务组合及交互思想，并将其无缝集成到水电环境的建模对象—智能水电设备的仿真模型中，实现设备感知信息的按需分发和事件驱动的服务协同，完成整个水电站仿真运行环境的构建。本发明提供的水电站仿真系统的建模方法以设备为系统解耦和模型组织的基本单位，更符合真实水电站运行原理，在职责划分时更加清楚和自然，更有利于建模的精细化和模型的松耦合、可重用和可扩展，以及水电站仿真系统的大规模个性化定制。

技术领域

本发明属于水电站仿真控制技术领域，尤其涉及一种基于主动感知的水电站仿真方法及仿真系统。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

水电站仿真是通过在计算机上建模整个水电站的生产运行过程来实现一个与实际水电站相同或相似的虚拟操作环境。水电站工作人员和研究者可在该环境中完成水电站各种工况下的仿真运行测试和虚拟操作，以分析评估水电生产的安全和效率，辅助决策，并能对新学员进行各种正常工况和事故工况下的操作训练。

水电站是一个水力、机械、电气设备和过程紧密耦合的复杂大系统，构成水电站的设备数量多、关联性强、交互过程复杂，传统上多采用水机电整体联合建模和联立方程求解，导致仿真模型耦合严重，集中计算量大。加之每个水电站的机组类型、主接线形式和运行规程都各不相同，传统水电站仿真系统均为针对特定水电站的定制开发，模型重用度低，开发周期长，难以适应水电站大规模仿真的急迫需求。一方面，强耦合模型的计算速度越来越不满足大规模仿真的实时性要求；另一方面，强耦合模型也导致系统开发调试的困难，模型的重用和扩展极其不便。

目前多采用基于大系统解耦思想的模块化建模方法，将水电站全站、全范围、全过程仿真模型分解为若干个能独立计算的子系统，如水电生产主系统、辅机系统、继电保护系统等，并且每个子系统又可划分为若干个标准的模块。采用这种方法开发水电站仿真模型一定程度上解决了水电站仿真计算实时性和精确性的矛盾，但水电站仿真的流程和逻辑耦合在大量的模块化代码中，难以配置和修改，仍存在解耦后的模块化模型高度相互依赖的问题，没有解决仿真模型的复用和扩展问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统水电站仿真模型的集中式计算模式无法保证仿真系统的计算实时性，存在系统延时现象。

(2)传统水电站仿真系统模型耦合严重，不具备可扩展性，导致模型重用度低，开发调试难度大，开发周期长。

(3)基于大系统解耦思想的模块化建模方法，难以配置和修改代码，解耦后的模块化模型相互依赖程度高，无法复用，难以进行仿真系统的大规模定制。

解决上述技术问题的难度：

水电站是一个典型的复杂强耦合大系统，涉及水力、机械、电气、控制、计算机等多个领域，系统规模大、设备数量多、系统耦合性强、动态过程复杂、“人机”和设备间交互不确定。这也正是传统水电站仿真建模的难点所在。基于主动感知的仿真建模方法可扩展现有仿真方法的建模边界，从新的视角解决这一问题。

解决上述技术问题的意义：

基于主动感知的仿真建模方法和系统可有效解决上述问题，有利于降低水电站仿真系统的开发周期和开发费用，进而有利于仿真系统的大规模定制开发和推广应用，为水电站安全稳定高效运行提供辅助分析和培训工具。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于主动感知的水电站仿真方法及仿真系统。

本发明是这样实现的，一种基于主动感知的水电站仿真方法，所述基于主动感知的水电站仿真方法以水电站设备为解耦和仿真服务的组织单位，以水电设备的智能感知和主动服务为主线驱动建模和仿真；