近年来，随着用电需求的增加和技术的进步，越来越多的大容量、高参数、自动化程度高的火电机组投入运行。通过机组仿真技术验证机组运行的安全性、稳定性和经济性日益得到了重视。传统的机组仿真因受当时的计算机等技术水平的限制，只能对机组某些局部的动态特性进行仿真。

　　目前，APROS的火电、核电、造纸三大版本软件广泛应用于火电厂、核电厂、化工、造纸等在内的多种行业。APROS是一个多功能仿真系统，以火电版本为例，它可以用于协助解决电厂所有阶段的各种任务，包括前期的可行性设计、安全分析、运行指导、控制系统测试、技术改进及培训仿真等。火电版本APROS仿真平台由用户图形界面、热工过程模块库、控制系统模块库、热力计算库、电气系统模块库、仿真实时数据库及APROS仿真引擎组成。在用户图形界面Grades中，用户通过模型搭建并在模型的属性框中填写相关初始参数即可完成仿真模型的图形态。APROS运行时模型参数的变化会实时在线地传递给APROS仿真引擎并在实时数据库中加以更新。在任意时刻，模型的运行过程都以快照文件的形式保存，保存内容有模型及其状态的完整信息。除了模型组态和修改外，APROS还提供管理工具控制仿真计算过程，以及通过数值监控方式或者趋势图方式监视仿真模型的动态性能，其中数值监控可监视指定部件属性的瞬时值，而趋势图可显示模型某些参数的长期性能。

　　火电版本APROS提供的电气系统图形化模型种类相对精简，有母线、开关、发电机、、线路、负载等6种。这样，仿真机中的一些必不可少的电气设备如励磁等就需要根据其物理特性采用数学函数模块或者逻辑模块进行组合建模。热力计算库用户图形界面APROS仿真引擎电气系统模块库热工过程模块库控制系统模块库仿真实时数据库图2APROS仿真平台的组成：针对电厂希望对机组进行全范围、全工况、实时、连续仿真的迫切要求，提出采用高级过程仿真软件（APROS）作支撑平台开发集操作培训、工程分析研究于一体的多功能仿真机。指出火电版本APROS提供的图形化电气模型库中只有母线、开关、发电机、变压器、线路、负荷几种简单的元件，为弥补其不足，部分电气设备如励磁等可采用数学函数模块或逻辑模块组合建模。文中励磁建模是根据励磁系统的物理特性，建立由比例－积分－微分3个函数叠加作为主要环节的励磁系统数学传递函数。发电机同期并网时要求冲击电流要小，并网后发电机能迅速进入同步，因而文中建立的同期模型具备调节功能使得并网断路器两端的电压有效值、电压频率、相角3个分量的差为零。

　　励磁建模APROS中的电气系统模块库相对简单，在搭建发电机励磁系统模型时，APROS模块库不能提供现成的整流器等元件，因此，根据励磁系统的物理特性，建立纯数学传递函数表示自并励励磁系统。UT分量是发电机实测端电压，作为该传递函数的反馈量。

　　UREF分量是励磁系统的目标调节分量。另外，环节A中的一阶惯性函数表示励磁系统信号调理电路对模拟量的影响，环节B代表了自励励磁系统中AVR的调节算法，由比例－积分－微分3个函数叠加组成一个非线性分量并作正弦－余弦角度换算及限幅处理后得到整流柜中晶闸管的控制触发角，环节C是自并励励磁系统三相交流晶闸管整流电路的数学模型，其区别于其他励磁系统的一个重要特征就是其中的乘法器引入了发电机实测端电压UT分量，这是因为自并励励磁的交流电源就取自发电机定子出口电压。由于发电机转子为感性绕组，励磁电压和励磁电流存在一阶惯性函数关系，但延迟时间ta很小，通常可近似取0。最后，励磁传递函数的输出值IFD连接到APROS提供的发电机元件就可以实现自并励励磁的整个环节。

　　同期建模发电机并网时需要遵循的原则是并网断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，在并网后发电机应能迅速进入同步运行状态，以减小并网对系统的扰动。理想的并网条件是要求并网断路器两端的电压有效值、电压频率、相角3个分量的差为零。但在实际操作时，只需前述3个差值分别在接近于零的范围内就可以进行合闸操作。t0时刻合上励磁开关，经过很短的时间到t1时，发电机端电压迅速上升到峰值19kV左右，经过2次超调振荡后，端电压稳定在18kV。之后通过几次手动升压，在t2时刻将发电机端电压升到20kV。在t3时刻，如此时机组转速接近并网允许转速，DEH下达并网允许指令，则同期装置开始判断并网断路器两端电压有效值的差值、频率差值和相位差值，如差值超过并网条件，则同期装置向AVR和DEH传送相应的调节发电机端电压或者汽轮机转速的指令。

　　当并网断路器两端电压的有效值的差值、频率差值和相位差值进入并网允许阈值时，同期装置向并网断路器发送并网合闸命令，从而完成了同期并网的整个过程。

　　APROS仿真支撑系统是一个优秀的过程仿真系统，它可以用于电厂从设计到运行的各个阶段，能够真实模拟电站热力系统、控制系统以及电气系统的全范围全过程的动、静态特性。在APROS平台上实现电气并网系统的仿真时，部分设备没有库元件，可根据设备原理用数学模型来表示，仿真结果证明该方法是可行、有效的。目前，电厂已用该仿真机对运行人员和新员工进行了轮训。参加培训人员一致认为，该仿真系统所模拟的机组启动、并网、停机等仿真效果良好，各种工况下的参数变化、异常情况与现场一致。