数字化电厂作为电厂信息化的重要手段和方法,受到了电力设计院和电厂运营商的广泛关注,它不仅能够实现电厂全生命周期的设计,指导电厂建设阶段的采购、施工和管理等过程,而且还为后期电厂运营管理提供数据支撑。本文在分析总结了数字化电厂和协同设计研究现状的基础上,将协同设计引入数字化电厂燃料系统设计中,对协同设计系统的体系结构、数据库建模和冲突检测进行了较为深入的研究,为数字化电厂燃料系统的协同设计提供了理论依据和技术支持。论文的主要研究内容与成果如下：1.数字化电厂燃料系统协同设计的系统体系结构研究。针对电厂燃料系统设计的特点,从框架结构、网络拓扑结构和技术体系三个方面对数字化电厂燃料系统协同设计的系统体系结构进行了研究。采用层次式结构,建立了一种4层次的多Agent数字化电厂燃料系统协同设计的系统框架结构,并对多Agent燃料系统协同设计系统设计过程进行了分析；采用分布-集中式系统结构,建立了系统的分布式网络拓扑结构；采用C/S结构模式,建立了三层的系统技术体系,并对系统软件组件技术进行了研究,分析了客户端与对象应用软件的交互过程。同时,针对数字化电厂燃料系统零部件信息模型问题,建立了一个基于领域维、进度维、数据维和成本维的数字化电厂燃料系统协同设计层次模型,分析了燃料系统产品信息模型的组成,并以火电厂输煤系统为例,研究了基于XML的产品信息模型描述和多视图模型。2.数字化电厂燃料系统协同数据库建模研究。根据数字化电厂燃料系统协同数据特点分析,将协同数据分成非结构化数据和结构化数据两种。针对非结构化数据存储,建立了分布式文件存储系统,研究了其基本架构,并将其作为分布式协同数据库的底层进行存储；针对结构化数据存储,建立了一种基于中间层的多Agent分布式协同数据库模型,并对其框架结构进行了分析。针对协同数据库性能问题,从存储方式、查询处理和扩容分析三方面,优化完善了数据库性能。首先通过响应时间测试,分析了横向存储和纵向存储对数据库访问性能的影响；其次设计了一种动态规划算法来优化数据库查询问题,并通过实例进行了说明；最后从纵向扩容和横向扩容两个角度研究了分布式协同数据库的扩容问题。针对协同数据库并发操作控制问题,提出了基于角色-多版本时间戳的并发控制策略,通过角色因子和版本因子平衡的原则,对冲突事务进行调度,保证了数据的一致性和稳定性。3.数字化电厂燃料系统协同设计冲突检测方法研究。深入研究了约束网络的分层以及基于XML文档的约束关系集合表达方法,并在此基础上拓展了基于约束满足的冲突检测方法。该检测方法将约束划分为已知约束关系集合和未知约束关系集合两部分,采用不同的方法对其进行冲突检测。前者采用区间传播算法验证,研究了基于区间传播算法的冲突检测算法流程,并通过实例进行了验证；后者提出了用免疫算法优化BP神经网络来模拟未知约束关系集合进行冲突检测的方法,设计了免疫算法优化BP神经网络的具体步骤,并通过实例与遗传算法优化BP神经网络进行对比,验证了算法具有较快的收敛速度和较强的全局收敛能力。4.综合上述理论研究成果和方法,结合实际电厂工程项目,开发了“数字化发电厂燃料系统协同设计原型系统”,设计了原型系统的结构和数据库模型,并以火电厂输煤系统协同设计为例,对其结构设计、三维建模、协同工作、设计检测和设备清单生成等功能进行了应用研究。设计人员通过系统选择其他协同设计人员,以模型共享和信息交流的方式协作完成设计过程,实现输煤系统设计的三维化、参数化和自动化,大大提高了设计效率和设计质量。