电力系统动态模拟综合实验
电力系统动模数字化实验平台简介
1 电力系统动模数字化实验平台简介1.1 电力系统动态模拟实验室基本情况电力系统动态模拟实验室（简称为动模实验室）自1958年筹建以来，经过40多年的不断建设、改造和几代人的艰苦努力，已经从单一的交流系统的物理模拟发展到具有交直流混合系统的物理模拟及数字仿真、数模混合等的综合大型模拟实验室。
现在，动态模拟实验室是电力系统国家重点实验室的最重要分室。
实验室现有5台发电机、2台无穷大系统、6组负荷（具有电阻、电感、电机及整流型等负荷）、24组模拟线路（可模拟10kV、110kV、220kV、330kV、500kV线路）、全数字非线性励磁控制器、微机调速器、直流输电模拟系统、可控硅串联补偿器（TCSC）系统、静止无功补偿器（ASVG）及统一潮流控制器（UPFC）等电气设备。
由这些电气设备可组成不同拓扑结构的电力系统，可逼真模拟实际电力系统的动态过程。
电力系统实验课是在该动模实验室完成，每届上课的本科生约120人，实验课每组5人，每届实验持续时间约500小时。
1.2电力系统动模大型数字化实验平台简介最初建成的动模实验室是一个纯物理的模拟实验室。
随着电力系统规模的扩大和数字化，原有的纯物理的动模实验平台已经无法满足现代电力系统实验的要求。
从2001年开始，对物理动模实验室进行了数字化改造。
经过近2年的刻苦攻关，2003年3月建成了自主知识产权的电力系统动模大型数字化实验平台，实现了物理动模从稳态到暂态的数字化、可视化和自动化，实验能力和效率发生了质的飞跃。
自主研制成功的电力系统动模大型数字化实验平台是一项庞大的系统工程，属于国际首创，工作量大且挑战性强。
为了增强对该成果的感性认识，现采用图文结合的方式加以扼要介绍。
1.2.1物理动模从设备级到系统级的完整的数字监控系统（1）总体结构图1是物理动模数字监控系统的结构示意图，系统基于全网络式和分布式设计和开发，网络式RTU（远方终端单元）和主站之间的通信规约遵循了国际标准。
电力系统仿真实验指导书
电力系统仿真实验指导书本指导书以电力系统仿真实验为主题，介绍了电力系统仿真实验的基本原理、实验步骤以及实验注意事项。
通过本实验的学习，能够加深对电力系统仿真的理解，掌握基本的仿真技术和方法，为后续电力系统相关实验的学习打下基础。
本实验采用仿真软件实现，所需软件主要为MATLAB和SIMULINK。
学生需要提前熟悉MATLAB和SIMULINK的基本操作和常用函数，具备一定的电力系统基础知识。
一、实验原理电力系统仿真实验是通过电力系统的模型来模拟和控制真实电力系统的运行，以实现对电力系统的研究和分析。
通过仿真实验，可以1观察和分析电力系统在不同工况下的运行特性，验证电力系统的稳定性和可靠性，优化电力系统的运行参数等。
电力系统仿真实验的基本原理是将真实电力系统抽象成数学模型，并通过计算机软件来模拟和控制这个数学模型。
模型的输入是电力系统的初始条件和外部扰动，输出是电力系统的动态响应和稳态结果。
通过对模型输入的控制和模型输出的观测，可以实现对电力系统的研究和分析。
二、实验步骤1. 确定仿真实验的目标和内容。
根据实验要求和实验目标，确定仿真实验的内容和范围。
2. 建立电力系统的数学模型。
根据实验要求和实验目标，将电力系统抽象成数学模型，并确定模型的输入和输出。
23. 编写仿真程序。
使用MATLAB和SIMULINK等软件，编写仿真程序，实现对电力系统模型的仿真和控制。
编写的程序应包括模型的输入和输出控制，仿真参数的设置，仿真结果的观测和分析等。
4. 运行仿真程序。
加载仿真程序，设置仿真参数，运行仿真程序，观察仿真结果。
5. 分析仿真结果。
根据仿真结果，分析电力系统的运行特性，验证仿真模型的准确性和有效性。
6. 优化仿真模型和参数。
根据实验结果，对仿真模型和参数进行优化，提高仿真模型的准确性和有效性。
三、实验注意事项31. 熟悉仿真软件的基本操作。
在进行电力系统仿真实验前，需要提前熟悉使用MATLAB和SIMULINK等仿真软件的基本操作和常用函数。
电气工程中的电力系统动态建模与仿真
电气工程中的电力系统动态建模与仿真在当今社会，电力作为支撑现代文明的基石，其稳定、高效的供应对于经济发展和人们的日常生活至关重要。
电气工程中的电力系统动态建模与仿真技术，作为保障电力系统安全、稳定、经济运行的重要手段，正发挥着日益关键的作用。
电力系统是一个极其复杂且庞大的系统，它由发电、输电、变电、配电和用电等多个环节组成。
为了深入理解电力系统的运行特性，预测其在不同工况下的动态行为，以及优化系统的设计和运行策略，我们需要借助电力系统动态建模与仿真技术。
电力系统动态建模，简单来说，就是将电力系统中的各种元件和设备，如发电机、变压器、输电线路等，用数学模型来描述其电气特性和动态行为。
这些数学模型通常基于物理定律和工程经验，通过一系列的方程和参数来表达。
例如，发电机的模型通常包括其电磁特性、机械运动特性以及控制系统的特性等。
而输电线路的模型则需要考虑电阻、电感、电容等参数，以及线路的分布特性。
在建立数学模型时，需要对实际的电力系统进行合理的简化和假设。
这是因为电力系统的复杂性使得完全精确的模型难以建立和求解。
通过适当的简化，可以在保证一定精度的前提下，大大降低模型的复杂度，提高计算效率。
然而，简化也需要谨慎进行，过度的简化可能导致模型无法准确反映电力系统的实际行为，从而影响分析和决策的准确性。
有了数学模型，接下来就是进行仿真。
电力系统仿真就是利用计算机技术，按照一定的算法和步骤，对建立的数学模型进行求解，以得到电力系统在不同条件下的运行状态和动态响应。
通过仿真，我们可以模拟电力系统在正常运行、故障发生、设备投切等各种情况下的电压、电流、功率等参数的变化，从而评估系统的稳定性、可靠性和经济性。
在电力系统仿真中，常用的算法包括时域仿真算法和频域仿真算法。
时域仿真算法直接求解电力系统的微分方程和代数方程，能够较为准确地反映系统的暂态过程，但计算量较大，适用于小规模系统和短时间的仿真。
频域仿真算法则通过将电力系统的方程转换到频域进行求解，计算效率较高，适用于大规模系统的稳态分析和小信号稳定性分析。
电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究
很 难 形 成 系统 性 。 导致 学生 对 动 模 实 验 的 重 视程 度 不 够 ， 实 验 过 程 中 只 是 机 械 地 听 从 教 师 的 指 示 进 行 操 作 ，对 实 验 的 内 容 比较 模 糊 ，动 模 实 验 本 应 具有 的直 观 性 等优 点 未 能充 分 体现 。 继 电 保 护 、 自动 装 黄 等 电 力 专业 课 程 都 有 相 应 的 实验 课 程 ，但 这些 实验 丰要 针 对 该 课 程 的 内容 ， 知
该课程 的 实验课 “ 电力系 统动 模实验 ”在 加 强学 生的 直 观 理解 、培 养动 手 能 力方 面起 着重 要的作 用 。
一
识 面 较 窄 ，初 学 者 易于 将 其 局 限 于 某 一课 程 ，较 难 以
将知识点融合 ，形成 系统的 电力知识。而动模实验既
包含了发电 （ 原动 机 和 励 磁 调 节 等 ）、输 电等 一 次 系 统 内容 ， 又包 含 了保 护 、并 网控 制 等 二次 系 统 知 识 ， 是 最 易 实现 电 力诸 多知 识 点 融 合 的 实验 课 程 。而 且 ， 当 前 课程 的交 叉 性 越 来 越 强 ，实验 课程 也 需 相 应 地 进 行 整 合 ， 而综 合 性 实 验 是 最 有 前途 的路 径 之 一 ，这 有 利 于 克 服传 统 实验 只 停 留在 分 散 的验 证 某 个 概 念 、理 论 、 方 法 的较 低 水 平 上 。通 过 综 合 性 实验 ，改 变 学 生 从 原 来 的验 证 性 实验 到 综 合 性 实验 的 思路 和 方 法 ，引 导 学生 把 实验 的重 点放 在 展 示知 识 的 内在 联 系上 。
电力系统综合实验
电力系统综合实验（动态模拟实验）一．概述电力系统的研究方法可以概括为理论研究和科学实验研究两种途径。
理论分析是非常重要的，它阐明电力系统的基本原理并探索新的理论和方法。
但是，由于电力系统的复杂性，很多问题仅靠理论分析是不够的，只有把理论分析和科学实验结合起来，才能得到正确的结论。
电力系统的实验研究可在实际的电力系统（一般称原型）上进行，也可在模拟的电力系统（一般称模型）上进行。
在原型上进行实验研究，往往受电力系统的安全、经济运行的限制。
如短路实验等一般不能在原型系统进行；对于发展规划中的一些问题，有时更难以在现有的电力系统上进行。
在模拟系统上进行实验研究，显然没有这些限制，因此模拟实验在电力系统研究工作中占有重要地位。
电力系统模拟方法有数学模拟和动态模拟两种方法。
数学模拟是建立在数学方程式的基础上的一种模拟研究方法。
首先建立原型的数学模型，然后通过求解方程从而得出结论。
随着计算机的快速发展，利用计算机仿真研究电力系统的数学模拟方法有着广阔的前景。
只要能建立相应的数学模型，就可以方便的利用数字计算机进行研究。
这种方法投资小，方案、参数调整方便，且速度快。
但建立数学模型受到诸多因素的影响，其准确与否受到主观限制。
比如某些简化是否合理，某些因素忽略是否正确等，直接影响到建模的正确性和得出的结论。
电力系统动态模拟是电力系统的物理模拟。
是根据相似理论，用和原型系统具有相同物理性质的相似元件建立起来的。
电力系统动态模拟是建立与原型相似的物理模型，通过模拟实验得出结论的方法。
电力系统动态模拟主要由模拟发电机、模拟励磁系统、模拟变压器、模拟输电线路、模拟负荷和有关调节、控制、测量、保护等模拟装置组成。
动态模拟实验物理概念清晰，直观，且能真实反映实际系统的特征。
但建立动态模型投资大，且实验方案、参数调整复杂。
由于数学模拟和动态模拟各具优缺点，互相补充验证，也是目前研究电力系统的重要方法。
二．模拟理论及动态模拟的作用1. 模拟理论根据相似理论，模型和原型的物理现象相似，意味着在模型和原型中，用以描述现象过程的相应参数和变量在整个研究过程中，保持一个不变的、无量纲的比例系数。
电力系统实验
电章电力系统动态模拟一、电力系统的研究工具电力系统动态模拟也称电力系统物理模拟，是进行电力系统分析和研究的重要方法之一。
电力系统研究方法和其他领域一样，主要采用理论分析和试验研究。
由于电力系统具有多变的参数及其复杂的过渡过程，在进行理论分析的同时必须进行试验研究，二者缺一不可。
电力系统动态模拟实验室就是专门进行电力系统试验研究的重要场所。
电力系统研究工具可以分为两类：数学模拟方法和物理模拟方法。
1．数学模拟方法利用数学模型进行研究称为数学模拟，数学模型是建立在数学方程式的基础上，即当各种物理现象在一定的假设条件下用一组数学方程式来描述原型系统的运动或过程。
它用数学的方法对真实系统的物理特征在计算机上实现实时动态模拟。
2．物理模拟方法利用物理模型进行研究称为物理模拟。
而物理模型则是根据相似原理建立的一种忠实于原系统的物理本质、各项参数按一定比例缩小的模型，在模型上反映的过程和实际系统中的过程相似。
并且模型上的过程和原型的过程具有相同的物理实质，所以电力系统动态模拟也就是电力系统在实验室内的复制品。
二、相似原理1．模拟的基本概念模拟也称仿真，是一种专门用来进行试验研究的方法。
它不是直接对某一实际系统或实际过程进行研究，而是利用模拟理论建立一个对被研究对象进行研究的物理模型，求得模型结果，由此而得到原型系统的结论。
2．模拟的基本原理模拟理论也称相似理论，它指出相似现象间的关系，提出了要使模型与原型系统中的物理现象相似的充分和必要条件。
相似理论在电力系统动态模拟方面的应用：⑴由若干系统组成的复合系统，如果单个系统相似，那么整个系统就是相似。
⑵适用于线性系统中的相似条件，只要其非线性参数的相对特性是重合的，则可推广应用到非线性系统中。
⑶几何上不相似的系统的物理过程，也可以相似。
⑷在电力系统中两个系统相似，那么这两个系统相应元件的标么值参数是相等的。
三、电力系统动态模拟电力系统动态模拟使电力系统物理模拟。
它是根据相似理论建立起来的具有与原型相同物理性质的物理模型。
电力系统分析仿真实验报告模板
电力系统分析仿真实验报告模板一、实验目的本次电力系统分析仿真实验的主要目的是通过对电力系统的建模和仿真，深入理解电力系统的运行特性和规律，掌握电力系统分析的基本方法和工具，提高对电力系统故障和异常情况的分析和处理能力。
二、实验原理电力系统分析是研究电力系统稳态和暂态运行特性的学科，主要包括电力系统潮流计算、短路计算、稳定性分析等内容。
本次实验基于电力系统仿真软件，通过建立电力系统模型，输入系统参数和运行条件，进行仿真计算和分析。
电力系统潮流计算是根据给定的网络结构、参数和负荷分布，计算电力系统中各节点的电压、功率等电气量的分布情况。
短路计算则是分析电力系统在短路故障情况下的电流、电压等参数，评估系统的短路容量和设备的短路耐受能力。
电力系统稳定性分析研究系统在受到扰动后能否保持稳定运行，包括功角稳定、电压稳定等方面。
三、实验设备及软件1、计算机2、电力系统仿真软件（如 PSCAD、MATLAB/Simulink 等）四、实验步骤1、建立电力系统模型确定系统的拓扑结构，包括发电机、变压器、输电线路、负荷等元件的连接方式。
输入各元件的参数，如发电机的额定容量、电压、电抗，变压器的变比、电抗，输电线路的电阻、电抗、电容等。
2、设置运行条件确定系统的基准容量和基准电压。
设定发电机的出力、负荷的大小和功率因数。
3、进行潮流计算在仿真软件中运行潮流计算模块，得到各节点的电压幅值和相角、线路的功率潮流等结果。
4、进行短路计算设置短路故障点和故障类型（如三相短路、单相短路等）。
运行短路计算模块，获取短路电流、短路电压等参数。
5、进行稳定性分析模拟系统受到的扰动，如线路故障切除、发电机出力变化等。
观察系统的动态响应，分析系统的稳定性。
6、结果分析与评估对潮流计算、短路计算和稳定性分析的结果进行分析和比较。
评估系统的运行性能和安全裕度，提出改进和优化建议。
五、实验结果1、潮流计算结果各节点电压幅值和相角的分布情况。
各线路功率潮流的大小和方向。
探究电力系统动态模拟实验室开关跳合闸时间控制器
电子 科 技 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ ２ ０ １ ３年 ８月 下
探究电力系统动态模拟实验室开关跳合闸时问控制器
张 亮
（ 黑龙江省绥化 学院电气工程学院 ，黑龙 江绥化 １ ５ ２ ０ ６ １ ）
￡ 抟 ｌ， ２ ｒ ３ ｑ
¨＃ １ 避 游 日 ｝
肆 、 《拣 ， ｊ
∞ Ｊ ｆ
０：＃
瓣
四、开关跳合闸时间控制器 （ 一 ）设计 的具体框架 。依据上述 的控制器设计 目标 以 及 电力系统动态模拟 实验室 已经具备 的一些条件 ，具体就是 说 已经具有 的模拟 开关操作 回路 ，在 电力系统动态模拟 实验 室 当中配各三 台计算机 ，每一 台计算机和 一个系统相对应 ， 根 据这三 台计算机 的串 口，对控制器 后台程序进行控制 ，经 由串 口对开关跳合 闸时间控制器 的前置器 发送 操作 时间顺序 以及指令 ，在开关跳合闸时间控 制器的前置器收到信息之后 ， 进 行时间序列 的设 置，在等到 中断到达 （ 故障的开关行 为动 作 致使 中断 ）以后 ，然而 再落实泄漏 的模拟 开关跳合操作行 为 。另一方面，还需要特别注 意的是控制器 的前 台程序使 用Ｕ Ｄ Ｐ协 议，能够传输 以及 受到指令 ，通过 这种方式 ，就 能 够 完成别 的计算机对实验室模拟开关的控制 。 （ 二） 硬件部分的落 实。 在控制器当中其前置器必须要使用 些元器件才能够实现， 按照输出节点一共二十九个的设计标准
通 过反向器以及光隔离放大器来对继电器进行驱动动作。 一 五、结束语 综上述说 ，开关跳合闸 时间控 制器对于 电力系 统动态模 拟 实验室 的重 要意义，本文描述 的控 制器 已经被投 入实用， 别且效果 良好 ，输 出时间非常精准 ，能够很好达 到预 期效 果， 希望给 相关人员提供 一些有用 的参考 。
电力系统仿真实训报告
电力系统仿真实训报告本实训报告旨在总结和分析我们小组在电力系统仿真实训中的实验结果和经验教训。
通过此次实训，我们深入了解了电力系统的运行原理和仿真方法，并通过实际操作和数据分析，加深了对电力系统的理论知识的理解和掌握。
一、实训目的与背景电力系统是现代社会不可或缺的重要基础设施之一，而电力系统仿真是对电力系统进行实时运行和性能评估的重要工具。
本次实训的目的是通过利用仿真软件对电力系统进行建模和仿真，研究电力系统的运行特性、优化调度以及故障分析等方面的问题。
二、实训过程与方法1. 系统建模与参数设置在开始实验之前，我们首先进行了电力系统的建模和参数设置。
我们根据所给的电网拓扑结构和参数值，利用仿真软件搭建了电力系统的模型，并设置了各个元件的电气参数。
2. 稳态分析稳态分析是电力系统仿真的基础，通过对电力系统的节点电压、功率流等参数进行计算和分析，可以评估电力系统的稳定性和功率平衡情况。
我们通过对不同负载情况下的电力系统进行稳态分析，研究了电力系统的电压、功率流和损耗等参数的变化规律。
3. 短路分析短路分析是研究电力系统故障的重要方法之一。
我们模拟了电力系统中的短路故障，并通过仿真软件对其进行分析和定位。
通过短路分析，我们可以评估电力系统的短路容量和保护装置的动作特性，并提出相应的改进措施。
4. 频率特性分析频率特性分析是研究电力系统稳定性和动态响应的重要手段。
我们对电力系统进行了不同负载变化下的频率特性分析，并研究了电力系统的频率响应和阻尼特性。
通过频率特性分析，我们可以评估电力系统的稳定性和调频控制的有效性。
三、实训结果与分析通过实验和数据分析，我们得出了以下几个结论：1. 稳态分析结果表明，在负载增加的情况下，电力系统的电压会有所下降，功率流和损耗会增加。
因此，在实际运行中，需要合理进行功率调度和负荷控制，以保证电力系统的稳定运行。
2. 短路分析结果表明，电力系统的短路容量与系统的电气参数和保护装置的动作特性密切相关。
电力系统中的稳态分析与动态仿真研究
电力系统中的稳态分析与动态仿真研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它涉及到诸如发电、输电和配电等各个方面。
电力系统中的稳态分析和动态仿真是对其稳定性和可靠性的评估和优化，是电力系统研究中重要的环节。
一、稳态分析稳态分析是电力系统研究中的一项重要工作，其主要目的是评估电力系统的稳定性、安全性和可靠性。
稳态分析的核心内容包括功率平衡计算、电压稳定计算和电流分布计算等。
在功率平衡计算中，我们需要计算出各发电机的产生功率、各负载的消耗功率以及系统中各个节点的潮流，从而保证功率平衡。
对于电压稳定计算，我们需要考虑电网中可能出现的电压不稳定现象，如电压振荡、电压偏差等，从而控制电网中各个节点的电压在合理范围内波动。
电流分布计算则是用于评估各个电网部件的负荷容量和电流热稳定性。
稳态分析的结果可以用于电力系统的规划、设计、运行和维护等方面。
同时，稳态分析也是其他电力系统分析的基础，如电力系统动态仿真。
二、动态仿真动态仿真是对电力系统的瞬态性能进行评估和分析的一种方法。
瞬态性能主要包括电力系统对于负荷和扰动的响应能力、电力系统的稳定性和响应速度等重要指标。
动态仿真的分析流程包括建立电力系统模型、进行故障分析、进行稳定性分析和评估等步骤。
其中，故障分析是指在电力系统中模拟出各种可能出现的电路及设备故障，并观察其对电力系统运行状态的影响。
稳定性分析则是对电力系统在故障情况下的稳定性进行评估和分析，包括小干扰稳定性和大扰动稳定性等方面。
动态仿真的结果可以用于电力系统的重大修建和重组，为电力系统规划、设计和运行提供重要支持。
三、稳态分析与动态仿真的联系稳态分析和动态仿真是电力系统研究中不可分割的两个方面，其关系可以从如下几个方面进行阐述。
首先，稳态分析是动态仿真的基础。
只有对电力系统在稳态条件下的性能进行分析和评估，才能在瞬态条件下对其进行仿真分析和评估。
其次，动态仿真是稳态分析的延伸。
在稳态分析的基础上，我们需要对电力系统在故障和扰动等情况下的稳定性进行分析和评估，才能更加全面地评估电力系统的性能和可靠性。
电力系统动态建模与仿真技术研究
电力系统动态建模与仿真技术研究随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断增加，对于电力系统的可靠性和稳定性要求也越来越高。
因此，电力系统动态建模与仿真技术的研究成为了当今电力领域的热点之一。
本文将探讨电力系统动态建模与仿真技术的研究进展、应用领域以及未来发展趋势。
一、电力系统动态建模技术的研究进展电力系统动态建模技术主要是通过对系统的特性进行数学建模，将电力系统的动态行为转化为数学方程，以实现对系统的动态响应进行模拟和预测。
该技术的核心任务是准确描述电力系统的动态特性和电磁特性，为电力系统的稳定运行提供科学依据。
在电力系统动态建模技术的研究中，最常用的方法是采用微分方程组或差分方程组描述系统的动态行为。
传统的动态建模方法主要基于物理方程和实验数据，通过对系统的分析得到数学模型。
如功率平衡方程、电机方程、传输线方程等。
这些方法虽然能够较为准确地描述电力系统的动态特性，但其缺点是计算量大、收敛速度慢，并且对系统的响应能力有一定的限制。
随着现代计算机技术的快速发展，基于物理方程的动态建模方法逐渐被基于仿真技术的动态建模方法所取代。
利用仿真软件，可以更加方便快捷地对电力系统进行建模和仿真。
常用的电力系统仿真软件有PSS/E、PSCAD等。
这些软件不仅提供了一套完整的电力系统模型库，还能够进行稳定性分析、暂态分析、短路分析等多种仿真计算。
相比传统的动态建模方法，基于仿真软件的电力系统动态建模技术具有计算速度快、准确性高、便于使用等优点。
二、电力系统动态仿真技术的应用领域电力系统动态仿真技术在电力行业中有着广泛的应用。
主要体现在以下几个方面：1. 电力系统稳定性分析电力系统稳定性是评估系统抗击扰动和恢复稳定状态的能力。
通过电力系统动态建模和仿真技术，可以分析系统在不同负荷和故障情况下的稳定性，预测系统在各种工况下的暂态响应。
这对于电力系统的规划和运行具有重要意义。
2. 电力系统故障分析电力系统故障是指系统中发生的电气故障，如短路、开路等。
电力系统动态模拟试验-上海交通大学电气工程试验中心
电气系统综合实验（下）电力系统动态模拟实验实验模版任务编号电力系统调度自动化实验一、实验目的1．了解电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能。
2．了解电力系统调度的自动化。
二、原理与说明电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的。
由于元件数量大，接线复杂，因而大大地增加了分析计算的复杂性。
作为电力系统的调度和通信中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。
“PS-5G型电力系统微机监控实验台”相当于电力系统的调度和通信中心。
针对五个发电厂的安全、合理分配和经济运行进行调度，针对电力网的有功功率进行频率调整，针对电力网的无功功率的合理补偿和分配进行电压调整。
微机监控实验台对电力网的输电线路、联络变压器、负荷全采用了微机型的标准电力监测仪，可以现地显示各支路的所有电气量。
开关量的输入、输出则通过可编程控制器来实现控制，并且各监测仪和PLC通过RS-485通信口与上位机相联，实时显示电力系统的运行状况。
所有常规监视和操作除在现地进行外，均可以在远方的监控系统上完成，计算机屏幕显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布，通过画面切换可以显示每台发电机的运行状况，包括励磁电流、励磁电压、通过鼠标的点击，可远方投、切线路或负荷，还可以通过鼠标的操作增、减有功或无功功率，实现电力系统自动化的遥测、遥信、遥控、遥调等功能。
运行中可以打印实验接线图、潮流分布图、报警信息、数据表格以及历史记录等。
三、实验项目和方法1．电力网的电压和功率分布实验。
2．电力系统有功功率平衡和频率调整实验。
3．电力系统无功功率平衡和电压调整实验。
同学们自己设计实验方案，拟定实验步骤以及实验数据表格。
四、实验报告要求1．电力系统的调度自动化常用的通信协议或规约有哪几种?2．详细说明各种实验方案和实验步骤。
3．比较各项的实验数据，分析其产生的原因。
五、思考题1．电力系统无功功率补偿有哪些措施？为了保证电压质量采取了哪些调压手段？2．何为发电机的一次调频、二次调频？3．电力系统经济运行的基本要求是什么？复杂电力系统运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围。
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真实验1精选全文
可编辑修改精选全文完整版基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真一、实验目的电力系统的动态仿真研究将不能在实验室中进行的电力系统运行模拟得以实现。
在判定一个电力系统设计的可行性时，都可以首先在计算机机上进行动态仿真研究，它的突出优点是可行、简便、经济的。
本实验目的是通过MATLAB的simulink环境对一个典型的工厂供电系统进行仿真，以熟悉供电系统在发生各种短路故障时的分析方法并与课堂知识进行对比学习。
二、预习与思考1、建立仿真模型，对不同短路形式进行仿真，截取仿真结果图，补充报告中每个仿真图形的名称。
2 数值仿真实验结果与课堂推导结果有什么区别与联系？3 典型的短路形式包括几种？4 根据仿真结果，说明短路时零序电流存在的必要条件？三、MATLAB PSB简介Matlab PSB(Sim Power Systems)以simulink为运行环境，涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型，它主要由6个子模块库组成。
(1)电源模块库:包括直流电压源、交流电压源、交流电流源、可控电压源、可控电流源、三相电源、三相可编程电压源;(2)基本元件模块库:串联(并联)RLC/负载/支路、变压器(单相、三相等)、断路器和三相故障部分;(3)电力电子模块库:二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块;(4)电机模块库:励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;(5)测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路，还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模，如风力发电系统、机器人控制系统等等。
四、仿真模型的设计和实现在三相电力系统中，大多数故障都是由于短路故障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，并伴随着复杂的暂态现象。
电力系统动态模拟试验
电力系统的动态模拟的特点
系统动态特性分析和研究。 在已建立的模型设备上可以研究实际电力系统的各种运
行方式，可以研究电力系统不够清楚的现象，改变各种物理 量，模拟各种故障，以研究系统的稳定性。 系统故障设计
在动态模拟实验室中可以很方便的模拟实际系统中发 生的故障，重现故障过程，研究故障发生的原因，找出解决 的办法。
电力系统的动态模拟的特点
系统设计 可以在模型上直接观察到电力系统发生的现象，也可
以直接观察到研究结果，获得明确的物理概念，并具有真实 感，对电力系统特性和一些过程进行定性的研究； 装置试验
一些新的技术设备装置可以直接接入动态模拟来进行 研究，在动模实验室进行试验及调试，接受各种各样的运行 考验，观察这些设备在电力系统不同运行方式下的工作性能， 消除缺陷，以保证设备在电力系统中的可靠运行。
相似性原理附加定理
1. 由若干系统组成的复合系统,只要单个系统分别相似，组成复合系统时的 边界条件相似，那么整个复合系统是相似的；
2. 适用于线性系统的相似条件可推广到非线性的系统中去，只要非线性参数 对某一量的函数关系是相似的；
3. 适用于各向同性的或均质的系统的相似条件也可以推广到各向异性和非均 质系统中去，只要所比较的系统中，对应的各向异性和非均质是相似的；
x
,m y
y
,m z
z
}
模拟理论的基本概念
绝对相似： 在原型和模型之间现象的一切过程在时间和空间上的 进行都是相似的。
近似模拟： 在进行模拟时，相似条件建立在某些假设的条件下进 行一些简化，而忽略某些次要因素。
相似定理 一、相似第一定理
牛顿在1698年首先发现，别尔特兰于1848年证明。 该定理说： 相似现象之间所具有的相似判据在数值上是相等的
电力系统综合动模实验系统简介
电力系统综合动模实验系统完全实现了传统动模的所有仿真功能，能 够满足教学、科研和装置研发等方面的辅助研究工作。其特色及特殊功能 如下：
电气工程学院
电力系统综合动模实验系统平面图（建成后）
一期设备说明
1～2、 新能源测控屏 2面 3～7、 高压线路测控屏 5面 8～9、 发电机测控屏 2面 10、 无穷大测控屏 1面 11、 负荷测控屏 1面 12、14、微机励磁调节及负阻器屏 2面 13、15、原动机及调速系统仿真屏 2面 16～17、高压系统电网组合屏 2面 18、 高压系统故障屏 1面
1.实现数字仿真软件 （BPA、PSSE等仿真软件）、实时仿真装置 （RTDS）与传统模拟仿真系统的紧密结合，使先进实时仿真技术、数值 分析技术和精确的实物模拟技术在一体化综合平台上得到统一。
2.在同一平台内，可以方便地在模拟机组上实现水电、火电厂动力驱 动特性的综合仿真，拓宽机组的仿真范围。
3.可实现分布式数字化网络测量，并对测量数据进行统一分析。
2000年前后，实验室中的很多设备都已老化甚至损坏，整个系统基本 不能正常运转，极大地阻碍、限制了我院科研工作的发展。经学院领导研 究讨论，决定恢复动模实验系统，并将其列入“985”二期工程。
动模一期改造工程从06年开始筹划，至08年已基本完成，建成了微机 型中央监控平台，并恢复了2台5kVA模拟发电机，部分110kV、220kV模拟 线路与模拟负荷。现阶段系统能够实现单机—无穷大、双机并列等大部分 电力系统动态模拟实验，基本满 足教学、科研实验研究的需要 （ 投 入 总 经 费 约 265 万 元 ， 其 中 “985”工程二期专项资金175万元， 重点学科建设资金约90万元）。 后续将根据学科发展的需要，每 年投入学科建设经费，逐步完善 该系统。
电力系统动态模拟与优化
电力系统动态模拟与优化一、电力系统动态模拟电力系统是一个巨大的能量传输与转化体系，由多个元件组成。
在电力系统的运行过程中，各个元件之间的关系及其相互作用非常复杂。
因此，为了更好地理解电力系统的运行特点和规律，我们需要利用数学建模与计算机仿真这两种技术手段，进行电力系统的动态模拟。
1.数学建模电力系统的动态模型通常采用一阶微分方程及其它非线性方程组来描述各个元件的动态特性。
通过对电力系统的各个元件进行建模，可以有效地描述电力系统的运行过程。
常用的电力系统元件包括发电机、传输线路、变压器、负荷等。
通过建立这些元件的数学模型，可以得到电力系统的动态特性。
2.计算机仿真电力系统的动态模拟通常需要借助计算机来进行仿真。
计算机是一个强大的计算工具，可以对电力系统的运行进行模拟，帮助我们更好地理解电力系统的动态特性和运行机理。
利用计算机仿真，可以对电力系统的各个元件进行模拟计算，得到电力系统的时间响应、频率响应等重要参数，为电力系统的优化提供依据。
二、电力系统优化电力系统优化是指通过对电力系统的各个元件参数和运行策略进行调整，以达到提高电力系统运行效果和稳定性的目的。
电力系统优化主要包括多目标优化、约束优化、灵敏度分析等。
1.多目标优化电力系统有着多个相互矛盾的目标，如经济性、可靠性、环保性等。
通过多目标优化技术，可以在考虑多个目标的约束条件下，找到一组最优解。
常用的多目标优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
通过执行这些算法，可以优化电力系统的运行效果，提高电力系统的经济性和可靠性。
2.约束优化电力系统中的许多问题都存在约束条件，如电力系统的潮流方程、传输线的最大传输能力、负荷需求等。
通过约束优化技术，可以最大限度地满足这些约束条件，提高电力系统的运行效果。
常用的约束优化算法包括线性规划、非线性规划等。
3.灵敏度分析灵敏度分析是指对电力系统的不同参数和运行策略进行调整，观察电力系统的响应程度。
通过灵敏度分析，可以确定电力系统的脆弱性和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《电力系统动态模拟综合实验》实验报告实验名称发电机及系统短路故障影响实验姓名XXX 学号XXX日期XXX 地点XXX成绩教师电气工程学院东南大学1.实验目的：（1）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。
（2）熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。
（3）通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验，理解发电机在短路时的电磁暂态过程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。
2.实验内容：在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。
3.实验原理（实验的理论基础）：根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量图1.发电机短路电流波形图i w(∞)为强制分量，不衰减∆i w为按此时励磁绕组的时间常数T d’衰减的分量∆i w2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d’’衰减的分量iα和i2w为按定子绕组的时间常数T a衰减的分量根据发电机三相短路时电流波形图，由短路电流波形图绘制其包络线。
包络线中分线即直流分量。
将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。
根据发电机参数，T d’和T d’’都较小，在短路后0.5s，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此时电流幅值i w(∞)。
在此时刻前找两处幅值I1，I2及对应时刻T1，T2，则可得方程组：11'''22'''21()22()d d d d T T T T w w w T T T T w w w i e i e i i e i e i --∞--∞⎧+=I -⎪⎪⎨⎪+=I -⎪⎩由此可以求出∆i w ，∆i w2。
方程中i w (∞)，I 1，I 2皆为减去对应时刻直流分量后的值。
实验时，对短路电流波形进行录波，再通过作图求取相关电流分量值及短路初始相角，可分析短路故障时对发电机运行状态的影响。
本实验的一次主接线示意图如下所示：图2.实验系统一次主接线图 在本次实验中，其主接线如图1所示，短路点有D11，D12，D13三个可选，其中D12短路点相当于03G 发电机出口短路。
在线路发生三相短路故障时，发电机定子绕组的极品周期电流将随时间发生变化，最终变为稳态短路电流。
5.实验方法及数据处理（实验步骤及数据处理方法，包括原始数据，图表等）：实验步骤：（1）无穷大系统启动：所谓无穷大电源可以看作是内阻抗为零，频率、电压及其相位都恒定不变的一台同步发电机，在动模试验系统中是将交流市电经感应调压器和升压变压器升压至1000V 后作为试验用无穷大电源。
部分无穷大电源还包含移相变压器，具有调相功能。
对无穷大电源的操作主要在操作试验台上进行，其控制台操作按钮示意图如下图所示。
图3.无穷大电源控制台操作按钮示意图在操作控制台上找到无穷大电源监控单元，在按下【合】红色按钮之后，红色按钮的指示灯亮红色，【跳】按钮绿色按钮指示灯灭，同时感应调压器原方已接通了动力电源，调压变压器带电。
按下【升压】黄色按钮，可以提高无穷大电源母线电线电压，同时观察上方仪表中电压的值是否为试验要求值（线电压UL 为1000V ）。
先观测三相电压是否对称，最后按下【合闸】钮，投入无穷大电源使无穷大母线带电。
（2）发电机启动：发电机启动与无穷大系统类似，只不过要复杂一些；图4为同步发电机03G相关控制台操作按钮示意图。
启动时，先弹出【开/关机】按钮(白色方形“开机令”按钮)，合【调速】电源开关（红色圆形按钮），同时观察发电机转速。
当发电机转速接近额定转速时，弹出【启励/灭磁】按钮 (白色方形“启励”按钮)，合【励磁】电源开关（红色圆形按钮），此时发电机机端电压建立。
图4.同步发电机03G控制台操作按钮图（3）线路送电：线路送电操作就是在无穷大系统启动后，按照主接线的连接（如图2），将线路开关QF51\QF52\QF53\QF54合闸。
合闸时，在操作控制台上找到相关开关的操作按钮，按下【红色】操作按钮为合闸，【绿色】操作按钮为分闸，同时观察监控界面。
（4）发电机同期并列：实验系统的同期方式为自动准同期方式，发电机的同期点是发电机升压变高压侧的03QF开关；操作时，首先要保证03QF开关两侧已带电，在同期选择面板上操作【旋转按钮】选择同期对象03G，按下【同期】开关。
观察同期控制器面板中的数显和指示灯（如图5），其中LED旋转灯显示发电机端电压和系统电压相位差，当两者相位基本相同时，并且系统侧与发电机测的电压幅值与频率接近时，按下【同期命令】操作按钮，进行发电器并网操作，当满足同期的三个条件时，同期装臵将自动合闸【03QF】开关，则表示并网成功。
图5.HGWT-04微机准同期控制器的面板图（5）发电机功率调节：发电机并网成功后，通过【调速旋钮】和【励磁调节按钮】可以调节发电机输出的有功和无功功率，将有功和无功调节到额定值。
（6）短路故障点的类型选择操作：在短路故障模拟单元中（如图6所示），转动【短路点选择旋钮】可以选择短路故障点分别为D11、D12、D13、D14，通过【短路类型选择按钮】可以设臵故障类型；本次实验选择故障点为【D12】，故障类型为【三相对中性点短路】，即将A、B、C、N按钮按下，使其连接到一起，此时故障类型为三相接地短路。
图6.短路故障操作单元（7）短路故障操作：短路故障实验是通过操作【短路】按钮进行的；【短路】按钮是一个自复位按钮，当按下【短路】按钮，表示短路开关投入，即发生短路故障。
这样操作产生的短路时间和合闸角度都是不可控的，短路时间与按下按钮的持续时间一致。
按下短路按钮并迅速松开，进行短路故障实验。
（8）故障录波：故障录波仪将自动记录故障时系统电压、电流波形。
记录录波仪的数据并打印故障波形。
（9）不同故障类型及故障点的短路实验：不同故障点和故障类型的短路实验，可以重复6-8 的操作进行。
（10）发电机解列与停机操作：发电机解列操作首先将发电机有功功率和无功功率调至零，前后断开发电机侧断路器03QF，将发电机解列。
发电机停机操作，顺序为跳开【励磁】电源开关（绿色圆形按钮），合上【启励/灭磁】 (白色方形“启励”按钮) ，跳开【调速】电源开关（绿色圆形按钮），合上【开/关机】(白色方形“开机令”按钮) 。
（11）无穷大系统停机操作：无穷大系统停机操作与无穷大系统启动操作相反，具体操作参考无穷大系统的启动操作。
（12）实验系统停机：关闭其它实验设备电源。
注意：在发电机停机时，一定先要降低发电机的功率，使有功和无功功率为零。
再依次跳开各断路器开关、动力电源等！数据记录及图像：图7.单相短路接地故障录波示意图图8.两相短路接地故障录波示意图图9.三相短路故障录波示意图6.实验结果和及其分析（实验结果及对出现问题的解释与分析）：（1）实验过程中，通过监控后台获取录波波形数据。
答：波形见上图。
（2）根据三相短路故障三相电流波形绘制包络线及直流分量，并求出基频分量i w(∞),∆i w和∆i w2。
由电压波形图读出短路时刻三相相位角，并分析直流分量与短路时相位角的关系，分析不同故障类型，不同故障点的短路特性。
答：绘制的图如下：图10.三相短路故障包络线绘制图发电机常数：T d ’=1.486s, T d “='10.185758d T s = （a ） a 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)选取两个时刻：T 1=10.16ms,I 1=41.443-21.694=19.749AT 2=264.6ms,I 2=11.1241-0.2367=10.8874A解方程组： ()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T ww w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞⎧⎪∆+∆=I -⎪⎨⎪∆+∆=I -⎪⎩ 代入数据得：2215.47056.6089w w w w i i i i 0.9932∆+0.9468∆=19.749-4.2785=⎧⎨0.8369∆+0.2406∆=11.268-4.2785=⎩解得：210.8514w w i i ∆=5.2319A ⎧⎨∆=A ⎩ 相位角为：从图中大致读出为30°（b ）b 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)选取两个时刻：T 1=10.16ms,I 1=15.539+3.557=19.096AT 2=264.6ms,I 2=12.8355-0.234=12.6015A解方程组：()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T ww w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞⎧⎪∆+∆=I -⎪⎨⎪∆+∆=I -⎪⎩代入数据得： 2214.817512.6015w w w w i i i i 0.9932∆+0.9468∆=19.096-4.2785=⎧⎨0.8369∆+0.2406∆=12.8355-4.2785=⎩解得： 27.4707w w i i ∆=7.7973A ⎧⎨∆=A ⎩ 相位角：从图中大致读出：-90°（c ）c 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)选取两个时刻：T 1=0ms,I 1=8.557+10.883=19.44AT 2=264.6ms,I 2=13.198-0.221=12.977A解方程组： ()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T ww w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞⎧⎪∆+∆=I -⎪⎨⎪∆+∆=I -⎪⎩ 代入数据得：2212.977w w w w i i i i ∆+∆=19.44-4.2785=15.1615⎧⎨0.8369∆+0.2406∆=13.198-0.221=⎩解得： 26.6914w w i i ∆=8.4701A ⎧⎨∆=A ⎩ 相位角：从图中大致读出为：120°分析：单相短路接地时，特点：因为Z Σ1和Z Σ2近似相等，所以单相短路电流大于同一点的三相短路电流，并且三相短路时，各序电流分量相等。
对于短路电压，越接近发电机处正序电压越高，越接近故障点正序电压越低。