火电机组仿真培训体系的建设

王玉文, 聂玉强

(1.中电国际技术技能培训中心， 江苏　苏州　200070；2.芜湖发电有限责任公司， 安徽　芜湖　241009)



火电机组仿真培训体系的建设

王玉文1, 聂玉强2

(1.中电国际技术技能培训中心， 江苏苏州200070；2.芜湖发电有限责任公司， 安徽芜湖241009)

随着火电机组自动化程度的不断提高，对集控运行人员的操控能力提出了更高、更新的要求。仿真培训由于它独特的培训方式，越来越受到火电企业的青睐。完善的仿真培训体系确保了仿真培训的实施和培训效果。本文阐述，仿真培训体系的建设可以从两方面入手，一方面是要确保开发一套与现场高逼真度仿真系统，来满足仿真培训的硬件需求；另一方面是要加强仿真培训教练员的培养和仿真培训管理制度的建设，才能确保仿真培训的效果，按质按量地培训工作。

仿真培训；集控运行；教练员；标准化

1　引言

随着电力行业的快速发展，火电机组自动化程度不断提高，对集控运行人员的操控能力提出了更新、更高的要求。由于仿真系统在模拟机组运行、异常分析和故障处理等方面所具有的独特模拟功能，近些年来，各新建或在役的大功率机组，纷纷开发了相对应的仿真系统。各火电企业也越来越重视仿真培训工作，仿真培训已成为集控运行人员必须的常态化培训。如何保证仿真培训的效果是当前火电企业面临的新课题。笔者认为，提高仿真培训的效果可以从两方面入手，一方面开发一套与现场高逼真度的仿真系统，来满足仿真培训的硬件需求；另一方面建立完善的仿真培训体系，确保仿真培训工作按质按量的完成。

2　仿真系统的建设

2.1仿真系统应具备的功能

目前火电机组都采用DCS(分散控制系统)作为其自动控制系统，DCS自动化程度日益提高。对于高逼真度的仿真系统，不仅需要准确模拟现场的控制逻辑，而且操作员站的人机界面也需要与现场DCS“完全一致”或者“高度一致”[1]。

(1)高逼真度的仿真系统可以具备完善的运行人员培训的功能，向运行人员提供正常运行工况与事故运行工况，并保证与现场实际运行状态相一致。运行人员经仿真培训后能熟练掌握机组启停过程，学会处理异常、紧急事故的技能，提高实际操作能力和分析判断能力，确保机组安全、经济运行。

(2)高逼真度的仿真系统作为晋升岗位的考核平台，能客观反映运行人员的实际操作能力和分析问题能力。

(3)通过仿真系统上的故障处理培训和反事故演习，提升运行人员对机组的故障原因和结果进行分析的能力，达到改进运行操作和提高制定反事故对策的能力。

(4)利用高逼真度的仿真机进行分析研究，总结机组在不同方式、不同工况下的运行经验，对现场控制系统进行试验研究，取得改进控制系统、优化机组操作的实际指导意见。

2.2仿真系统的开发过程

目前火电仿真系统普遍采用的是虚拟DCS技术，以虚拟的DPU软件和DCS软件为基础，将现场的系统结构、控制图形组件、逻辑组态导入到仿真机，实现与现场运行机组的静态、动态特性一致[2]。整个仿真的开发过程主要分三个阶段，即初步设计阶段—分系统调试和整体调试阶段—现场试运行和验收阶段。

(1)在初步设计阶段

要重点做好仿真机开发商的选择和仿真开发协议的签署工作。选择合适的仿真机开发商，对于整个仿真系统的搭建具有重要的意义。好的仿真机开发商，一般都有较好的口碑，有着丰富的仿真系统开发经历和专业的开发技术人员，这是选择仿真机开发商的首要条件。

在仿真系统的初步设计阶段一定要做好慎重的选择，不能简单的以造价为依据，应结合各单位实际情况，以及今后的仿真培训需求全面考虑。选定了仿真机开发商后，在进行开发项目的协议签订过程中，应将仿真系统的各项功能考虑全面，纳入到协议中去。

完善的仿真系统应当具有工况的保存、冻结功能，多种事故工况的设置、清除功能，系统参数的加速以及在线趋势曲线功能，历史数据回放功能，完整的语音报警功能，如有可能还应建立自动评分系统等功能。

还应根据现场投产机组的运行情况，考虑现场设备、系统可能存在的升级整改，仿真系统应及时进行升级维护等，适当延长售后的服务期限，以便仿真系统的数据更新，及时跟进。

(2)在仿真系统分系统调试和整体调试期间

调试人员必须以现场实际运行数据为依据，从仿真系统的静态特性和动态特性入手，提高仿真度。通过对仿真系统设备启停、整组启动过程的调试，检验仿真模型搭建的是否完善、检验每个系统、每个阀门、每个参数测点是否真实有效，符合现场要求。

通过完成仿真系统的各种标准工况的设置，如：全冷态运行工况、送电后运行工况、锅炉点火前工况、冲转前运行工况、并网前后运行工况、阶段负荷运行工况等，再通过机组实际运行中对应工况下的截屏数据与仿真系统进行比对，查找参数偏差的原因，并加以解决，力求达到静态特性的一致。

通过机组实际运行中的参数变动曲线，结合运行工作经验，采用相关事故工况进行测试，比如机组RB工况等，模拟出与实际相一致的事故现象和参数变化，修正仿真系统各参数的变化方向和变动幅度。通过反复修正，保证仿真系统的动态特性与机组实际运行相匹配。

(3)在仿真系统现场试运行和验收阶段

通过试运行，检验调试人员的调试工作是否有遗漏、考虑不周全的地方。试运行期间，应组织安排一定数量、不同层次的现场运行人员进行反复测试。在仿真系统的测试过程中，发现往往有较高操作水平的测试人员，因为他们有正确的操作方向，反而触及不到一些低端的错误、缺陷。因此参与测试的人员必须有一定的层次，最好是不同岗位的人员。

也可以邀请其他单位的仿真调试人员参与仿真系统的试运行工作，给仿真系统的出厂把关。许多仿真系统的缺陷，不是一两次操作就会暴露出来的，只有通过反复的检验检测，才能发现缺陷、异常或不符合项目，查找原因，及时进行整改。

2.3仿真系统开发过程中的注意事项

在仿真系统的开发和调试的过程中，以下几点不能被忽视，否则有可能前功尽弃。

(1)必须组建一支有丰富现场经验和一定理论基础的开发团队，人数不宜过多，以5人左右为最佳。其专业背景涉及机、电、炉、热控等专业，全过程参与。开发团队人员应尽可能保持相对固定，以保持工作的稳定、连续和有序。

(2)紧紧围绕现场运行实际，以现场实际运行情况为根本。在仿真调试过程中，只要发现与现场实际不相符的现象，就应该加以关注，提出疑问，查明原因进行整改。仿真系统是以数字化的模型搭建起来的，在数据运算过程中不存在损耗或像现场实际运行中的过程量，因此在仿真调试过程中，要积极做好与仿真机开发商技术人员的交流沟通工作，让他们明了实际运行中的参数变化波动情况，反复进行验证。

(3)调试过程中，要做好仿真系统资料的备份工作，在数据的修改过程中要先进行备份。尤其在仿真系统调试的后期，任何一个数据、参数的改动都应深思熟虑。同时，做好详细的仿真调试记录和资料整理工作，以便今后的仿真系统维护、升级工作。

3　仿真培训体系的建设

为达到预期的仿真培训效果，要有良好的仿真培训硬件设施，同时也必须要有完善的仿真培训体系作为保障。仅有仿真系统，是不够的。因此提高仿真培训的效果必须建立完善的仿真培训体系。

3.1仿真培训的标准化

通过标准化的仿真培训体系，可以提高仿真培训效率，保证仿真培训质量。再通过仿真培训与现场实际操作相结合的方式，反复验证，从而全面提高员工的技能操作水平。关于仿真培训的标准化建设，笔者认为应从下列几个方面入手。

(1)将仿真操作规范化、标准化，确保与现场实际相结合。编写的仿真操作标准要有一定的专业高度，将仿真操作标准提升到运行规程的高度。走访过一些单位，因为没有正确、标准的仿真操作规程，在仿真培训过程中，存在许多违章违规现象，可想这样的培训效果，会对现场实际操作产生怎样的风险。因此，建立规范的仿真操作流程，什么时候进行什么样的操作？每个操作的详细步骤是什么？操作的幅度是多少？等等，再通过严格的仿真培训就能提高实际生产的安全性，降低出错的风险。

(2)强调仿真培训过程中的严谨性。仿真教练员必须明确哪些操作是允许的，哪些是严厉禁止的，将仿真操作与实际紧密挂钩。杜绝仿真上的随意操作，更不能将仿真操作上的随意性带到实际运行中，将在仿真上发生的误操作、错误操作，要等同于现场实际操作进行考核、进行分析。

(3)制订有针对性的仿真训练项目，将仿真培训项目分类、分阶段，提高仿真培训的效率。利用仿真系统进行培训的优势在于上手快，容易理解，记忆深刻。尤其是对新进厂的员工，许多需要在现场讲解半天的操作，仿真上一目了然，相互关联清晰明了。在对新入厂人员的仿真培训中涵盖了所有仿真内容，明显不合适。以人为本，明确员工的培训目标和方向。针对不同学历、不同岗位、不同经历的人员制定不同的仿真培训目标和课题，让员工有努力的方向，让仿真教练员有方向，有针对性的补差补缺，提高仿真培训的效率。

(4)仿真培训与理论培训相结合，提高仿真培训效率。目前大机组集控运行岗位的全能值班员就是要求一岗多能，不再有专业界限，给培训工作提升新的高度。在实际培训过程中，经常遇到热机专业的不懂电气操作，电气专业的不懂热机操作的现象。如果仅靠仿真培训，过程艰难，效率低。必须结合相关的理论培训工作，强化被培训人的理论功底，明白每一个仿真操作的原因，方能相得益彰，完成培训目标。

(5)提高仿真训练的频次。通过反复的仿真机练习，使被培训人学会独立思考，提高解决问题的能力。许多经历过仿真培训的员工，都有同样的感触。第一次接触仿真操作，既新奇，又摸不清操作思路和方向。经过几次的适应性操作后，通过教练员的指导讲解，逐渐进入状态。但将仿真与现场实际相结合后，又会出现新的问题。通过教练员的引导，让他们反复的练习、反复的操作，将一个个问题研究透彻，学会发现问题，学会去主动思考一些问题，最终去解决一些问题。这样做的目的不仅仅提高他们的业务水平，更重要的是提升他们分析问题、解决问题的能力。

3.2仿真培训必须与现场相结合

仿真培训的目的是最大限度的为现场生产服务。通过仿真培训可以规范工作流程，可以提高集控运行人员分析问题、解决问题的能力。一个规范的工作流程能最大限度地避免错误和危险，一个颠倒顺序或者不按流程的操作，产生的后果也许就是设备毁坏、人员受伤，对企业造成巨大的损失。因此仿真培训的效果要从被培训人在实际操作过程中体现出来。既不能片面的、无限的扩大仿真培训的效果，也不能漠视仿真培训的优势。结合多年的仿真培训工作经验，笔者将仿真培训的效果分为三个阶段：

第一阶段，通过仿真培训熟悉现场的生产流程，熟悉设备，掌握基本的操作原理，这一阶段是仿真培训的初级阶段，适合于新进厂人员、新入职学习人员、辅助岗位人员或其他专业需要了解生产流程的人员。

第二阶段，通过仿真培训熟练掌握了整个系统的操作方法，能规范的独立完成设备启停操作，有效的控制机组参数以及一些变动工况下的常规操作调整。这一阶段的培训适用于培养现场一般辅助性岗位，通过培训，可使被培训人快速融入现场实际生产，完成各项操作任务，但还不具备独立思考问题，解决问题的能力。

第三阶段，通过系统化的仿真培训后，能够全面掌控机组运行状态，通过机组参数变化，能够独立思考，进行分析判断发现问题，采取相应的处理措施。达到此阶段培训效果的人员再通过与实际操作的磨合，可以独当一面，胜任集控运行主岗位的工作。

仿真系统将实际运行中的每个系统、每个设备可能出现的问题，都进行了详细列出，展现在被培训人面前。通过系统化的仿真培训后，使被培训人在突发事故面前从容不迫，细致合理的进行分析处理。通过仿真培训，无论哪个阶段的人员，都必须接受实际操作的考验。仿真培训过程中学习到的技能、操作要领，需要在不断的实践中进行验证、总结。因此在制订仿真培训计划时，要留有生产实践的时间。通过生产实践的检验，将发现的问题，带到仿真培训中，再次加以验证解决。通过仿真—实践—仿真—再实践，反复不断的循环，许多生产现场的实际问题就能迎刃而解。这样企业的安全才能保证，企业的效益才能保证。

3.3必须培养自己的仿真教练员队伍

“工欲善其事，必先利其器”。仿真培训工作离不开优秀的仿真教练员。仿真系统的开发，只是建立了培训平台，还需要仿真教练员的组织、策划、指导和讲解，才能高质量、高效率的完成培训任务。因此，加强师资力量的投入，建立一只高素质、高水平的教练员队伍是必不可少的。一般来说仿真教练员必须具备下列几个方面的条件：(1)必须具有足够的生产运行经验，担任过较高的运行岗位。(2)具有一定的相关专业理论基础，具备透过现象看本质的能力。(3)有较强的语言沟通、表达能力，才能高效的完成仿真教学过程中的指导、讲解。(4)参与过仿真系统的调试开发，对仿真系统有着深入的理解认识。(5)参加过系统的仿真培训，对仿真系统有足够的熟练程度。

如何培养自己的仿真教练员队伍？首先，企业必须在制度、体制上高度重视仿真教练员队伍的建设，充分调动人员积极性。仿真系统的开发和调试人员，是仿真教练员的首选人员，因其在仿真系统的调试开发过程中，提高了他们对仿真系统的理解认识。

其次开展多种仿真教练员培训活动，提升他们的语言组织、沟通能力，掌握一定的教学技巧和方法。坚持开展仿真培训工作，发现新人，给予他们有锻炼的机会，不断总结，提升教练员的培训水平。开展“传帮带”活动，把仿真教练员带出来，从而不断壮大教练员队伍，更好的为开展仿真培训服务。

4　结束语

面对当前火电企业的发展方向和思路，“走出去”的战略已经深入人心。“走出去”是电力企业开拓市场空间、优化产业结构、获取优质资源的必然选择，也是提升国际竞争力，建设一流综合性电力集团的重要途径。只有培养高素质、技能全面的集控运行人员，才能让他们更快、更高地走出去。

扎实开展培训工作既是企业发展的需要，也是员工发展的需要。作为培训工作者，应当切实的做好仿真培训的各项工作，不断提升培训工作的高度，加大仿真培训工作的投入，提升仿真培训效果，从而使集控运行人员受益，使企业受益。

[1] 吕崇德,任挺进,姜学智,等.大型火电机组系统仿真与建模[M].北京:清华大学出版社,2002.

[2] 项文杰.600MW超临界机组仿真机在电厂的开发及应用[J].中国电力教育,2013,(27).

[责任编辑：薛宝]

Simulation Training System Construction of Thermal Power Station

WANGYu-wen1,NIEYu-qiang2

(1.ChinaPowerInternationalTechnologyTrainingCenter,Suzhou200070,China;2.WuhuPowerGenerationCompanyLtd.,Wuhu241009,China)

With the automation development of thermal power station, the requirements of centralized control operators are updated. More thermal power companies are interested in simulation training system due to its unique training methods. The complete simulation training system can ensure the simulation training application and performance. This paper proposes that simulation training system construction can start with two fields. First, a high fidelity simulation system shall be developed to ensure the training hardware requirements. Secondly, the training of simulation trainers and the systems of simulation training managements shall be enhanced to ensure the simulation training performance with necessary quality and quantity.

simulation training; centralized operation; trainer; standardization

2016- 03-11

王玉文(1962-)，男，安徽芜湖人，工程师，从事火电企业培训管理工作。

聂玉强(1972-)，男，江苏涟水人，技师，从事火电机组集控运行生产工作。

G726

A

1672-9706(2016)03- 0122- 04