电力系统动态模拟试验.docx

- - 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 了解电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能。 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 电力网的电压和功率分布实验。 电力系统有功功率平衡和频率调整实验。 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 电力系统的调度自动化常用的通信协议或规约有哪几种? 详细说明各种实验方案和实验步骤。 比较各项的实验数据，分析其产生的原因。五、思考题 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？ 何为发电机的一次调频、二次调频？ 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 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。 理论计算和实验分析，掌握电力系统潮流分布的概念。 加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践相结合， 提高学生的感性认识。 二、原理与说明 现代电力系统电压等级越来越高，系统容量越来越大，网络结构也越来越复杂。仅用单机对无穷大系统模型来研究电力系统，不能全面反映电力系统物理特性，如网络结构的变化，潮流分布，多台发电机并列运行等等。 “PS-5G 型电力系统微机监控实验台”是将五台“WDT-ⅢC 型电力系统综合自动化实验台”的发电机组及其控制设备作为各个电源单元组成一个可变环型网络，如图 4 所示： 图 4 多机系统网络结构图 -4- - - 此电力系统主网按 500kV 电压等级来模拟，MD 母线为 220kV 电压等级，每台发电机按600MW 机组来模拟，无穷大电源短路容量为6000MVA。 A 站、B 站相联通过双回 400km 长距离线路将功率送入无穷大系统，也可将母联断开分别输送功率。在距离 100km 的中间站的母线MF 经联络变压器与 220kV 母线MD 相联，D 站在轻负荷时向系统输送功率，而当重负荷时则从系统吸收功率（当两组大小不同的A，B 负荷同时投入时）从而改变潮流方向。 C 站，一方面经 70km 短距离线路与 B 站相联，另一方面与E 站并联经 200km 中距离线路与无穷大母线 MG 相联，本站还有地方负荷。 此电力网是具有多个节点的环形电力网，通过投切线路，能灵活 的改变接线方式，如切除 XL 线路，电力网则变成了一个辐射形网 C 络，如切除 XL 线路，则 C 站、E 站要经过长距离线路向系统输送功 F 率，如XL XL 线路都断开，则电力网变成了T 型网络等等。 C、 F 在不改变网络主结构前提下，通过分别改变发电机有功、无功来改变潮流的分布，可以通过投、切负荷改变电力网潮流的分布，也可以将双回路线改为单回路线输送来改变电力网潮流的分布，还可以调整无穷大母线电压来改变电力网潮流的分布。 在不同的网络结构前提下，针对 XLB 线路的三相故障，可进行故障计算分析实验，此时当线路故障时其两端的线路开关QFC、QFF 跳开（开关跳闸时间可整定）。 三、实验项目与方法 网络结构变化对系统潮流的影响 在相同的运行条件下，即各发电机的运行参数保持不变，改变网络结构，观察并记录系统中运行参数的变化，并将结果加以比较和分析。 实验方案同学们自己设计，并记录下各开关状态。 表 7-1 前 网络结构变化 U G-A G-B G-C G-D G-E MC