电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究
电力系统综合实验教学模式研究与实践
总第 １ ５期第 ３期 ０ ２１ ０ ０年 ９月
高 校 实 验 室 工 作
研 究
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电 力 系统 综 合 实 验 教 学 模 式 研 究 与 实 践
电力系统动态模拟综合实验
《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。
电力系统动态模拟综合实验
实验一 发电机组的基本操作1． 实验目的掌握发电机的启动、并网、增减负荷、解列停机等基本操作。
2．实验要求（1）严格遵守实验室的各种规章制度。
（2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。
（3）熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。
3． 实验原理同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件：（1） 发电机的相序应与电网一致； （2） 发电机的频率应与电网相同；（3） 发电机的激磁电动势0E 应与电网电压U 大小相等、相位相同； 上述三个条件中，第一个条件必须满足，其它两个允许稍有出入。
图1-1表示投入并联时的单相示意图。
若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大，必须避免。
若发电机的频率与电网频率不同，0E 和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~3600之间逐步变化，电压差U E U Δ -=0忽大忽小。
频率相差越大，电压差变化越剧烈，投入并联的操作亦困难；若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。
若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a ）或相位不同如图1-1（b ）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。
在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8 倍。
(a) (b)图1-1 发电机投入并联时的情况 (a)0E 和U 大小不等；(b) 0E 和U 相位不同 为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为同步过程。
实用的同步方法有两种：准同步和自同步。
把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。
为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。
准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。
为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。
自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所形成的电磁转矩，就可以把转子自动牵入同步。
电力系统设施的模拟仿真技术研究
电力系统设施的模拟仿真技术研究一、引言电力系统设施的模拟仿真技术是一项重要的研究领域，它在电力系统规划、运行和维护中具有重要意义。
本文将从不同角度探讨电力系统设施的模拟仿真技术的应用和发展。
二、电力系统设施模拟仿真的概念和意义电力系统设施模拟仿真是利用计算机技术对电力系统中的设备、线路、发电机等进行建模和仿真，以获取系统的工作状态和性能参数。
通过模拟仿真，能够预测电力系统的响应和故障情况，为系统规划、运行和维护提供参考依据。
同时，它也能够帮助电力系统相关人员进行决策和优化，提高系统的可靠性和效率。
三、电力系统设施模拟仿真方法1. 传统方法：传统的电力系统设施模拟仿真方法主要依赖于数学模型和系统方程的解析求解。
这种方法能够准确地描述电力系统的动态特性，但计算复杂度高，耗时长，不适用于大规模系统的仿真。
2. 基于物理模型的仿真方法：基于物理模型的仿真方法是利用物理方程和参数对电力系统进行建模和仿真。
这种方法更加贴近实际情况，能够充分考虑系统的非线性和复杂性。
但它对模型的精确性和参数的敏感性要求较高，需要大量实验数据进行验证。
3. 基于统计模型的仿真方法：基于统计模型的仿真方法是利用统计方法对电力系统进行建模和仿真。
这种方法主要利用历史数据和概率统计方法进行系统状态的估计和预测。
它能够较好地应对系统参数的不确定性和随机性，但对模型假设和参数选择的准确性有一定要求。
4. 基于人工智能的仿真方法：随着人工智能技术的不断发展，基于人工智能的仿真方法也在电力系统领域得到了广泛应用。
这种方法利用机器学习和深度学习等技术对电力系统进行建模和仿真，能够从大量的实时数据中学习系统的行为规律和特征，实现对系统状态的准确预测和优化控制。
四、电力系统设施模拟仿真的应用1. 系统规划：电力系统的规划是保证系统可靠运行和发展的基础。
通过模拟仿真，能够预测系统的负荷需求和发电能力，进行系统扩建和优化配置，保证系统的供电可靠性和经济性。
电力系统的动态建模与仿真
电力系统的动态建模与仿真电力系统是一个复杂而庞大的系统，涉及到发电、输电和配电等多个环节。
为了确保电力系统的稳定运行，了解和预测电网中的各种动态行为是相当重要的。
因此，电力系统的动态建模与仿真成为了电力领域研究的重要方向之一。
本文将探讨电力系统动态建模与仿真的相关内容。
一、电力系统的动态行为电力系统的动态行为主要包括电力负荷的变化、电网故障的发生以及电力设备的开关行为等。
这些行为都会对电力系统的稳定性和可靠性产生影响。
了解这些动态行为可以帮助电力系统运营人员进行故障处理、优化调度以及更好地保障供电质量。
电力负荷的变化是电力系统中最主要的动态行为之一。
随着社会的发展，电力负荷呈现出多样化和不确定性。
例如，天气变化会引起家庭和企业的用电需求发生波动，而季节性的负荷变化则会对电网的稳定性产生挑战。
了解电力负荷的动态变化趋势对于电力系统的规划和调度至关重要。
电网故障的发生是另一个重要的动态行为。
故障可以是电力设备的短路、断开或者其他异常情况，这会导致电网的局部或者整体运行出现问题。
例如，一条输电线路的短路故障可能导致周边地区的电力中断，而变压器的损坏可能会引发设备连锁故障。
通过建立电力系统的动态模型，可以预测故障的发生和传播路径，提前进行故障处理，减少故障对电力系统的影响。
二、电力系统的动态建模电力系统的动态建模是通过数学和物理方法，把电网中的各种动态行为用模型进行描述。
在建模过程中，需要考虑电力设备之间的连接关系、能量传输以及系统中的控制和保护机制等因素。
电力系统的动态建模可以采用多种方法，其中最常见的方法之一是基于微分方程的状态空间模型。
该模型能够描述电力系统中各种元件的动态行为和相互作用。
例如，发电机的机械运动方程、电动机的电磁方程以及线路元件的电流与电压关系等。
通过求解这些微分方程，可以获得电力系统在不同时间点上的状态。
此外，电力系统的动态建模还可以采用基于概率和统计的方法。
这种方法通过收集和分析大量的实际运行数据，建立电力系统动态行为的概率模型。
电力系统动态仿真技术研究
电力系统动态仿真技术研究1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，而动态仿真技术则是电力系统设计和运营中必不可少的工具。
通过动态仿真，我们可以预测电力系统运行的各种可能情况，并根据这些情况进行相应的调整，以保证电力系统的稳定性和可靠性。
本文将探讨电力系统动态仿真技术的研究现状和未来发展方向。
2. 电力系统动态仿真技术的基本原理动态仿真技术是一种在计算机上对电力系统进行模拟分析的方法，可以利用该技术模拟各种工况，以预测电力系统在各种非正常运行情况下的响应。
动态仿真技术的基本原理是建立电力系统的数学模型，并将其在计算机上进行模拟。
电力系统的数学模型通常包括各种元器件的等效电路和它们之间的关系，如发电机、输电线路、变压器、负载等。
通过建立这种数学模型，我们可以模拟电力系统在各种不同负载下的状态和响应。
3. 电力系统动态仿真技术在电力系统设计与运营中的应用动态仿真技术在电力系统设计和运营中具有重要的应用价值。
主要包括以下几个方面：（1）电力系统稳定性分析电力系统稳定性分析是指对电力系统在各种故障情况下的稳定性进行评估和分析。
通过动态仿真可以模拟电力系统在各种故障情况下的稳定性响应，并对此进行评估和分析。
例如，若某个发电机突然失去了负载，那么整个电力系统可能会出现频繁的电压和频率变化。
通过动态仿真可以准确地模拟这种情况，并评估电力系统的稳定性，并提出相应的处理措施。
（2）电力系统容量分析电力系统容量分析是指对电力系统可靠性进行分析，以确定电力系统容量是否足够满足电力需求。
通过动态仿真可以模拟电力系统在各种负载条件下的运行情况，并评估电力系统的容量和可靠性。
例如，电力系统运行时，发电机的输出功率必须与负载需求匹配。
如果负载过大，电力系统可能会出现短暂的电压波动或频率变化。
通过动态仿真可以模拟这种情况，并评估电力系统的容量和可靠性。
（3）电力系统负荷预测和优化电力系统负荷预测和优化是指通过动态仿真技术对电力系统的负荷进行预测和优化。
基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革
基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革1.引言1.1 概述电力系统自动化是电气工程领域中的一门重要课程，它主要研究电力系统在自动化控制下的运行与管理。
随着信息技术的快速发展和社会的进步，电力系统自动化课程在教学中亦需与时俱进。
因此在本文中，我们将探讨基于虚拟仿真和混合式教学的电力系统自动化课程教学改革。
虚拟仿真这一概念指的是利用计算机技术对真实系统进行模拟，从而在虚拟环境中进行实验与演练。
在电力系统自动化课程中，虚拟仿真技术可以被应用于模拟电力系统的运行情况、故障和优化等方面。
通过虚拟仿真，学生可以在安全的环境下进行实践操作，加深对电力系统自动化原理的理解。
混合式教学则是指传统的面对面授课与网络教育的结合。
在电力系统自动化课程中，混合式教学可以通过网络教学平台提供课件、视频讲解和在线作业等资源，方便学生随时随地进行学习。
同时，面对面授课则可以提供实验操作、讨论和研讨的机会，加强与教师和同学之间的互动与交流。
本文的目的是讨论如何将虚拟仿真和混合式教学方法应用于电力系统自动化课程中，以期提升学生对课程内容的理解和掌握。
在接下来的章节中，我们将重点介绍虚拟仿真在电力系统自动化课程中的应用以及混合式教学在电力系统自动化课程中的应用，并对教学改革的展望进行探讨。
通过本文的研究，我们希望能够对电力系统自动化课程的教学改革提供一定的理论支持和实践经验。
同时，我们也期待本文的内容能够为相关领域的教师和研究人员提供一些启示，从而不断推动电力系统自动化课程教学的发展和创新。
1.2文章结构1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下：引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分，将介绍《电力系统自动化》课程的背景和重要性，以及该课程在电力工程专业中的地位。
在文章结构部分，将简要介绍本文的内容和各个部分的主要内容。
在目的部分，将明确本文撰写的目的，即探讨基于虚拟仿真和混合式教学的《电力系统自动化》课程教学改革的可行性和优势。
电力电子教学虚拟仿真实验平台的搭建与研究
电力电子教学虚拟仿真实验平台的搭建与研究【摘要】本文主要研究了电力电子教学虚拟仿真实验平台的搭建与研究，首先阐述了选题背景、研究意义以及国内外研究现状。
接着从设计要求、技术架构、功能模块、应用案例和效果评估五个方面详细描述了该平台的具体内容。
最后对该平台的潜在应用价值进行了讨论，提出了未来研究方向，最后总结和展望。
通过这些研究，可以更好地促进电力电子教学的实践应用，提高教学效果和学习体验，有助于推动电力电子领域的教学和研究工作。
【关键词】电力电子、教学、虚拟仿真、实验平台、设计、技术架构、功能模块、应用案例、效果评估、潜在应用价值、研究方向、总结、展望1. 引言1.1 选题背景电力电子是电气工程领域的重要分支，主要研究电力系统中的电能转换、控制和调节技术。
随着电力电子技术的不断发展和应用，对电力电子教育的需求也越来越迫切。
传统的电力电子教学主要依靠实验室实践，但存在设备昂贵、环境受限、安全隐患等问题，不能满足教学和实验的需求。
电力电子教学虚拟仿真实验平台的搭建与研究成为当前的热点之一。
该平台借助计算机技术和仿真技术，模拟真实的电力电子实验环境，为学生提供更加便捷、安全、有效的学习体验。
通过虚拟仿真实验平台，学生可以在模拟的实验环境中进行实验操作、参数调节、结果观察等，从而更好地理解和掌握电力电子的原理和应用。
建立一套完善的电力电子教学虚拟仿真实验平台对于提高电力电子教学的质量和效率具有重要意义。
在国内外，已有部分研究团队在这方面取得了一定进展，但仍存在着技术不成熟、功能不完善等问题。
本研究旨在借鉴国内外先进经验，通过系统研究和实践，构建一套完善的电力电子教学虚拟仿真实验平台，以满足电力电子教育的需求。
1.2 研究意义电力电子教学虚拟仿真实验平台的研究意义：电力电子技术在现代电气工程领域中占据着重要地位，对于培养学生的实际操作能力和理论知识的掌握具有不可替代的作用。
传统的电力电子实验教学存在着诸多问题，如设备昂贵、实验时间有限、安全隐患等，限制了学生的实践操作和深入理解。
电力系统仿真实训报告电力系统仿真实训
电力系统仿真实训报告1 前言电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。
在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量分析、比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
本次课程设计任务是闭环网络的潮流计算，用到的方法为PQ分解法潮流计算。
2 实训目的与要求2.1实训目的电力系统分析的潮流计算是电力系统分析的一个重要的部分。
通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可进一步对系统运行的安全性，经济性进行分析、评估，提出改进措施。
电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。
潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。
通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。
本实验采用P-Q分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。
通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。
熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。
2.2实训要求编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。
程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。
3 实训内容1 基于PSASP的电力系统潮流计算仿真1.1 实验要求要求在掌握电力系统稳态分析知识的基础上，根据PSASP中电力系统潮流计算的步骤，利用该软件实现电力系统的潮流计算，并能根据潮流计算结果，对电力系统进行运行情况分析。
电力系统仿真实验报告
电力系统仿真实验报告电力系统仿真实验报告引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定可靠的电力供应。
为了确保电力系统的安全运行，我们进行了一系列的仿真实验，以评估系统的性能、优化运行策略，并提出改进建议。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过仿真模拟电力系统的运行情况，分析系统的稳定性、可靠性和经济性，并探索如何优化系统的运行策略。
二、实验方法我们使用了一款先进的电力系统仿真软件，该软件可以模拟电力系统的各个组成部分，包括发电机、输电线路、变电站等。
通过输入系统的参数和运行策略，我们可以获得系统在不同负荷情况下的运行状态和性能指标。
三、实验结果与分析1. 系统稳定性分析我们首先对系统的稳定性进行了仿真分析。
通过模拟系统在负荷突变和故障情况下的响应，我们评估了系统的稳定性。
实验结果显示，在负荷突变和故障发生时，系统能够迅速调整，保持稳定运行。
然而，我们也发现系统在某些情况下存在潜在的稳定性问题，需要进一步改进。
2. 系统可靠性评估为了评估系统的可靠性，我们对系统进行了故障模拟实验。
通过模拟不同部件的故障，我们分析了系统的可靠性指标，如可用性和平均故障间隔时间。
实验结果显示，系统在大部分故障情况下能够保持正常运行，但在某些故障情况下，系统的可靠性会受到一定影响。
我们建议在设计和运行中加强对系统的容错性和冗余性。
3. 系统经济性优化为了优化系统的经济性，我们进行了成本效益分析。
通过调整系统的运行策略和参数，我们评估了不同方案下的成本和效益。
实验结果显示，通过合理的调整发电机的输出功率和输电线路的容量，可以降低系统的运行成本，并提高系统的经济效益。
四、实验结论与建议通过本次仿真实验，我们得出了以下结论：1. 系统在大部分情况下表现出良好的稳定性和可靠性，但仍存在一些潜在的问题需要解决。
2. 加强系统的容错性和冗余性可以提高系统的可靠性。
3. 通过合理的调整运行策略和参数，可以降低系统的运行成本，并提高经济效益。
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。
电力系统实时调频仿真与教学实验设计
电力系统实时调频仿真与教学实验设计电力系统实时调频仿真与教学实验设计随着人民生活水平的不断提高和工业化进程的加快，对电力供应的要求越来越高。
电力系统调频是指通过自动调节发电机功率来保持系统频率稳定的一种控制手段。
在电力系统中，频率是一个重要的参数，它直接关系到整个系统的运行稳定性和供电质量。
因此，实时调频仿真和教学实验对于电力系统的稳定运行和电力人员的培养具有重要的意义。
实时调频仿真在电力系统中具有重要的地位。
通过仿真分析，可以模拟电力系统的运行状态，找出系统中可能存在的问题，及时采取措施进行调整和改进，以提高系统的稳定性和可靠性。
实时调频仿真主要涉及到系统的频率控制、负荷均衡、稳定调节和频率响应等问题。
通过模拟实验，可以从系统整体的角度分析掌握电力系统运行的规律和特点，为实际运行提供重要的参考依据。
电力系统的实时调频仿真需要考虑到各种因素的综合影响。
首先，需考虑到发电机的特性和运行状态，确定合适的频率控制参数和调节策略。
其次，需要考虑到负荷的变化和分布，确定合理的负荷均衡方案，并进行负荷预测和调整。
此外，还需考虑到系统的稳定控制和频率响应能力等因素。
通过综合考虑这些因素，可以实现电力系统的稳定运行和负荷平衡。
电力系统实时调频仿真的教学实验设计，能够有效提高电力人员的理论知识和实践能力。
通过教学实验，学生可以深入了解电力系统的运行原理和调度方法，并且能够熟悉电力系统的实际操作流程。
教学实验设计可以包括电力系统的仿真模拟、电力设备的实际操作和故障处理等内容。
通过实践操作和问题解决，可以提高学生的动手能力和应变能力，增加学生对电力系统的理解和掌握能力。
在电力系统教学中，实时调频仿真和教学实验设计都需要充分考虑实际应用的要求。
一方面，需要考虑到实际电力系统的特点和条件，进行合理的模拟和实验设计。
另一方面，需要紧跟电力系统的发展和改进，及时更新和优化仿真模型和实验设备。
这样才能保证教学实验的有效性和实用性，为培养电力人才提供有力的支持。
电力系统动态模拟实验001.doc
电气系统综合实验（下)电力系统动态模拟实验实验模版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。
随着微电子技术、计算机技术和通信技术的,综合自动化技术也得到迅速。
电网调度自动化是综合自动化的一部分,它只包括远动装置和调度主站系统,是用来监控整个电网运行状态的。
为使调度人员统观全局，运筹全网，有效地指挥电网安全、稳定和经济运行,实现电网调度自动化已成为调度现代电网的重要手段，其作用主要有以下三个方面:1、对电网安全运行状态实现监控电网正常运行时，通过调度人员监视和控制电网的周波、电压、潮流、负荷与出力；主设备的位置状况及水、热能等方面的工况指标，使之符合规定，保证电能质量和用户计划用电、用水和用汽的要求。
２、对电网运行实现经济调度在对电网实现安全监控的基础上,通过调度自动化的手段实现电网的经济调度,以达到降低损耗、节省能源,多发电、多供电的目的.3、对电网运行实现安全分析和事故处理导致电网发生故障或异常运行的因素非常复杂,且过程十分迅速,如不能及时预测、判断或处理不当,不但可能危及人身和设备安全，甚至会使电网瓦解崩溃，造成大面积停电,给国民经济带来严重损失。
为此,必须增强调度自动化手段，实现电网运行的安全分析，提供事故处理对策和相应的监控手段，防止事故发生以便及时处理事故，避免或减少事故造成的。
三、电网调度自动化的基本内容现代电网调度自动化所设计的内容范围很广,其基本内容如下:１、运行监视调度中心为了掌握电网正常运行工况、异常及事故状态，为了安全、经济调度和控制提供依据,必须对电网实现以保证安全运行为中心的运行监视,所以称为安全监视。
电力系统综合自动化实验的教学研究
理”等课 程相 配套 的实验教学。为了 让学生更好地 掌握 和实验 内容 相关的专业知识 ， 理解 实验现 象， 提 高学习积极性 ， 提 出了可以借助 Ｐ Ｓ ＡＳ Ｐ ￣大的计算分析功能辅助该实验课 程的教 学工作。 建议教 师可以结合 “ Ｐ Ｓ － ５ Ｇ 型电力系统微 机监控试验 台” 多机 环形电力网络，
拟定 出与实际情况相 结合的毕业设计课题 ， 开设与 “ 发电厂电气主 系统” 和“ 电力系统继电保护” 相关的课程设计。 关键 词： 电力系统综合 自 动化 实验 ； 电力系统分析 综合 程序 ； 实验教学
作者简介： 牛祖蘅 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 女， 湖北秭归人 ， 三峡 大学电气与新能源学院电力工程 系， 讲师； 李宁（ １ ９ ６ ５ 一 ） ， 男， 湖北宜昌人 ， 三峡 大学电气与新能源学院电工电子实验教学中心， 工程师。（ 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ０ ）
协调。
电力系统综 合 自动化 实验 综合 性 强， 要求学生掌 握 “ 电力 系统分析 ” 、“ 电力系统 继电保护原 理” 、“ 发 电厂电气主系统”、 “ 微 型机 继电保护原理 ” 、“ 电力系统 自动化” 等课程 内容 ， 并且 要求学生在实 验前对 相应专业 知识 准备充分。 为了让 学生更 好 地掌 握和实 验 内容相关 的专业 知识 ， 认识 实验现 象 ， 提高学习
中图分类号 ： Ｇ６ ４ ２ ． ４ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ０ ０ ７ ９（ ２ ０ １ ３ ） ３ １ － ０ １ ３ ５ － ０ ２
三 峡 大 学 开 设 的 电力 系 统 综 合 自动 化 实 验 采 用 的是 “ ＷＤ Ｔ － Ｉ Ｉ Ｉ 型电力系统综 合 自动化实验 台” 和“ Ｐ Ｓ 一 ５ Ｇ 型电力系 统微 机监 控试 验 台” 。结合三峡大学 教学情况 ，目前 在 “ ＷＤ Ｔ － Ｉ Ｉ Ｉ 型电力系统 综合 自动化实 验台” 共开设 六个实验 ， 分别是 “ 准 同期并列 实验 ”、“ 同步发电机微机励 磁实验”、“ 单机对 无穷大 系统 稳 态运行方 式 实验 ”、“ 电力系统 功率特 性 和功率 极 限实
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。
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
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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
电力系统动态模拟与系统仿真
电力系统动态模拟与系统仿真电力系统动态模拟与系统仿真是一种基于计算机技术的电力系统分析与研究方法。
通过建立电力系统的数学模型，在计算机上对电力系统进行仿真计算，得出电力系统在面对各种外界扰动时的动态响应，以及系统在不同操作策略下的稳定性和可靠性。
本文将详细介绍电力系统动态模拟与系统仿真的意义、方法、技术以及应用前景。
一、电力系统动态模拟与系统仿真的意义电力系统是一个复杂的工程系统，对于系统的安全、稳定运行有着重要影响的因素非常多。
在电力系统建设和运行的时候，需要预先评估系统的可靠性和稳定性，以便合理规划系统的结构、运行和故障恢复策略。
此外，电力系统的安全性和稳定性对于国家经济发展和社会稳定也有着重要的影响。
因此，电力系统动态模拟与系统仿真具有重要的意义。
二、电力系统动态模拟与系统仿真的方法电力系统动态模拟与系统仿真的方法主要包括系统建模、仿真计算和结果分析。
首先，根据电力系统的实际情况，进行电力系统的建模工作。
在电力系统建模时需要考虑系统的各个元件的参数和特性，并且合理划分系统的边界。
接下来，进行仿真计算。
通过数值计算和仿真算法，模拟电力系统在受到不同外界扰动时的动态响应。
最后，对仿真结果进行分析和评估，根据仿真结果来评估系统的可靠性和稳定性，进而指导电力系统运行和控制策略的优化。
三、电力系统动态模拟与系统仿真的技术电力系统动态模拟与系统仿真所涉及的技术主要包括：数值计算技术、模型参数辨识技术、优化算法等。
数值计算技术是电力系统动态模拟与系统仿真的基础，其主要通过数值逼近方法来实现对微分方程的数值解。
模型参数辨识技术是指通过对电力系统的观测数据进行处理和分析，辨识出系统模型的参数值，为后续的仿真计算提供准确的输入数据。
优化算法是指通过运筹学和优化理论等方法，对电力系统的优化问题进行求解。
四、电力系统动态模拟与系统仿真的应用前景随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的不断增加，动态模拟与仿真技术在电力系统分析和研究中的应用前景非常广阔。
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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 。
合 性 实 验 的 内容 ， 提 高 了 实验 的效 果 。 关键 词 ：实 验 教 学 ； 综 合 性 实 验 ； 电力 系 统 ；动 模
电力 系统 分析 是 电气工 程专 业 重要 的基 础课 程 ， 在 电力 类课 程 教 学 中处 于核 心 地位 ， 生对 该 课程 的理 解 学 和 掌握 直接 影 响其 专 业基 础和 技能 发展 。该课 程 具有 很 强 的理论 性 ， 内容 丰 富 、抽 象 ， 不容 易理 解 和 掌握 ， 生 学 很 容 易陷入 死记 硬背 公式 和不 求甚解 的 复杂计 算 中 ；而
以往 的 教 学 实验 巾 ，动 模 实 验 作 为 电 力 系 统 分 析 教 学组 成 部 分 ， 在授 课 期 间穿 插 做 实 验 ， 内 容 分 散 ，
要 。因此，我们选择物理模拟作为动模综合性实验课
程 的 主 要 方式 ，并 加 大 了动 模 实验 室 改造 、进 行 课程 改 革 、优 化 实验 内容 、加 强 实验 管 理等 举措 。 １ 加大 动模 实验 室 改造 ． 我 院 动 模 实 验 室 自１ ９ 年 建 成 以来 ， 已成 为 教 ９１
２ ０ 第 期（第 ５） ０年 ７ 总 ９ １ 期
☆教 学实 践 与 课 程 建设 ☆
中国 观代款有 各 蒙
电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究宰
胡 少强 王智 东 林 声宏
华南理工大学 广东广州 ５ ０ ４ １６０
摘 要 ：为 了改变实验课时少 、实验 内容无法形成系统性 、实验效果差等 问题 ，在 电气工程专业设置 的电力系统动模实验 基础上 ，加 大了动模 实验 室改造、进行课程改革、优化实验 内容 、加强 实验管理等举措 ，完善 了电力系统动 态模拟仿真综
收 稿 日期 ： ２０ — ｌ ｌ ０ ９ １— ７ 作 者 简 介 ： 胡 少 强 ， 级 工 程 师 ， 电力 实 验 中心 主 任 。王 智 高 东， 一 林 声 宏 ， 级 实验 师 。 硕 高 本 文 系华 南 理 工 大 学 校 级 实 验 教 学 改 革项 目。
发 电机 进相 运 行监 控 装 置 的 仿 真 实 验 。通 过 对 动 模 实 验 室 的 改造 ，使 动 模 实 验 室 已初 步 形成 了 多机 组 、多 同 路 、 多个 电 压 等 级 的 电 力 网 络 ，主 要 设备 性 实 验 是 实 验 教 学 内 容 、 实 验 教 学 方 法 和 手 段 改 革 的重 要 教 学模 式 ， 由于 综 合 性 实 验 具有 实验 内 容 的 复合 性 、实 验方 法 的多 元 性 、 实验 手 段 的 多样 性 ，所 以它 与常 规 的 、 单… 内容 的验 证 性 实 验 有 着 很
涉 及 动 模 原 理 等 理 论 知 识 ，又 包 含 具 体 实 验项 目； 实 验 过 程 巾 ， 需 了 解 和 熟 悉 设 备 的功 能和 特 点 ， 又 需 既 掌 握 具 体 的 实 操 。因此 ，学 牛 很 难 在 短 时 问 内对 实验 过 程 有 较 深 入 的 了解 和 掌 握 ， 别 是 实验 过 程 中 的 各 特 种 运 行工 况 、结果 的 理解 和 掌 握 ， 实验 效 果不 理 想 。
大 的 别 。 以我 学 院 的 动模 实 验 为 例 子 ， 在 开 设 综 合 性 实验 前 ， 安排 了８ 时 的动 模 实验 。而 动 模 实验 不 仅 学
二 、综 合 性 实 验 课 程 实践
数 字 模 拟 具 有 灵 活 性 好 、 容 易 搭 建 复 杂 网络 等
优 点 ，但 在 直 观 性 方 面 略 显 不 足 。从 本 科 教 学 经 验 来 看 ，通 过 实验 让初 学 者 加 强 对 概念 、 原理 的理 解 和 现 场 运 行 方 式 的 掌 握 比对 抽 象 的 复 杂 网 络 的模 拟 更 重