电力系统仿真作业(电子版)
PSC的电力系统仿真大作业
电力系统分析课程报告姓名学院自动化与电气工程学院专业控制科学与工程班级指导老师二〇一六年五月十三一、同步发电机三相短路仿真1、仿真模型的建立选取三相同步发电机模型,以三相视图表示;励磁电压和原动机输入转矩Ef 与Tm均为定常值,且发电机空载;当运行至时,发电机发生三相短路故障;同步发电机三相短路实验仿真模型如图1所示;图1 同步发电机三相短路实验仿真模型2、发电机参数对仿真结果的影响及分析衰减时间常数Ta对于直流分量的影响三相短路电流的直流分量大小不等,但衰减规律相同,均按指数规律衰减,衰减时间常数为Ta,由定子回路的电阻和等值电感决定大约;pscad同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示当前Ta=;图3 同步发电机模型参数Ta对应位置1Ta=时,直流分量的衰减过程以励磁电流作为分析如图4所示;图4 Ta=发生短路If波形2Ta=时,直流分量的衰减过程以励磁电流作为分析如图5所示;图5 Ta=发生短路If波形短路时刻的不同对短路电流的影响由于短路电流的直流分量起始值越大,短路电流瞬时值就越大,而直流分量的起始值于短路时刻的电流相位有关,即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的;Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示图6 Pscad对于短路时刻的设置1当在t=时发生三相短路,三相短路电流波形如图7所示;图7 t=时三相短路电流波形2）当在t=时发生三相短路,三相短路电流波形如图8所示;图8 t=6时三相短路电流波形Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响1 Xd的影响Pscad中对于Xd的设置如图9所示：图9 Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值;i.Xd=标幺制,下同时,仿真波形如图10所示图10 Xd=时A相短路电流波形ii.Xd=10时,仿真波形如图11所示图11 Xd=时A相短路电流波形2Xd`的影响在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示：图13 Pscad对于暂态电抗Xd的设置下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程;i.Xd`=时A相短路电流的波形如图14所示：图14 Xd`=时A相短路电流波形ii.Xd`=1时A相短路电流的波形如图15所示：图15 Xd``=1时A相短路电流波形3Xd``的影响这里次暂态电抗Xd``与暂态电抗Xd`相似,Xd``影响的是短路后的次暂态过程;在Pscad中次暂态电抗Xd``的设置如图16所示：图16 Pscad对于次暂态电抗Xd``的设置下面验证不同Xd``时A相短路电流的暂态过程;i.Xd``=时A相短路电流的波形如图17所示：图17 Xd``=时A相短路电流波形ii.Xd``=时A相短路电流的波形如图18所示：图18 Xd``=时A相短路电流波形Td`、Td``对短路电流的影响在Pscad中衰减时间常数的设置如图19所示：图19 Pscad对于衰减时间常数的设置1）下面验证不同Td`时A相短路电流暂态交流分量衰减速度;i.Td`=时短路励磁电流的波形如图20所示图20 Td`=时短路励磁电流的波形ii.Td`=时短路励磁电流的波形如图21所示图21 Td`=时短路励磁电流的波形2）下面验证不同Td``时A相短路电流暂态交流分量衰减速度;i.Td``=时短路励磁电流的波形如图22所示图22 Td``=时短路励磁电流的波形ii.Td``=时短路励磁电流的波形如图23所示图23 Td``=时短路励磁电流的波形二、简单电力网络的线路故障仿真1、仿真模型的建立仿真模型预览图根据题目要求,建立如图24所示的仿真模型;图24 简单电力网络仿真模型i.三相电源参数、输电线路π型等值电路参数对应在仿真模型中的设置位置如图25ab所示;图25a 电源参数设置位置注：题目要求中两侧电源电势夹角为15°,即两侧Phase值相差15°;图25b π型等值电路参数设置位置ii.变压器参数设置如图26所示,变压器采用星三角连接且不接地,零序电流不流通;图26 变压器模型参数设置位置2、输出通道的设计由于题目要求三相电压电流的瞬时波形和向量图,所以需要设计不同的输出通道;瞬时波形用覆盖图形和分离图形显示如图27所示；相量图需要将各相电气量经过FFT模块处理如图28所示,采用其幅值相位模式,用处理完成后的基波表示如图29所示,用向量仪显示效果如图30所示;图27 瞬时波形显示方式图28 FFT处理模块图29 FFT模式选择图20 相量仪输出幅相特征3、不同故障类型下的仿真结果线路发生三相故障由于是对称故障且系统两侧基本相同,这里只看M侧A相;故障前幅相特性故障后幅相特性线路发生A相接地故障主要看特殊相A相的电气量变化情况M侧A相母线电压波形M侧母线ABC相电流波形短路点A相电压波形短路点ABC三相电流波形故障前重合;故障前幅相特性故障后幅相特性线路发生BC两相故障仍然主要看特殊相A的电气量变化母线M侧A相电压波形短路点ABC三相电压波形故障前重合,故障后BC两相电压减小短路点ABC三相电流波形短路前的幅相特性短路后的幅相特性4课程学习心得通过对于电力系统分析这门课一个学期的学习,我更加深入的了解了电力系统分析中主要考虑的问题;本学期主要是对电力系统的暂态的学习,通过刘益青老师的耐心讲解和课下用PSCAD仿真软件对课程的巩固,使我自己在故障分析的能力上又上了一个台阶;对于课程的建议：可能由于课时的原因,课程进行的略微紧张,基础稍欠缺的地方有些跟不上;因为了解到老师有做过故障保护相关工作的经验,所以希望老师以后能为学生拓展一些电力系统其他方面的知识;在此再次感谢老师在学习上的支持和帮助;。
电力系统建模仿真作业1
无穷大功率电源供电系统仿真假设无穷大功率电源供电系统，在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。
线路参数L=50km，x1=0.4Ω/km，r1=0.17Ω/km；变压器Sn=20MV·A，短路电压Us%=10.5，短路损耗ΔPs=135kw，空载损耗ΔP0=22kw，空载电流I0%=0.8，变比kT=110/11，高低压绕组均为Y行联接；并设供电点电压为110KV。
其对应的Simulink仿真模型如图1-1所示。
图1-1 无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图表1-1 图1-1仿真电路中各模块名称及提取路径模块名提取路径无穷大功率电源Three-Phase Source SimPowerSystems/Eletrical Sources三相并联RLC负荷模块5MW SimPowerSystems/Elements串联RLC支路Three-phaseParallelRLCBranch SimPowerSystems/Elements三相故障模块Three-phase-Fault SimPowerSystems/Elements三相电压电流测量模块V-I-M SimPowerSystems/Measurements示波器模块Scope Simulink/Sinks电力系统图形用户界面Poweigui SimPowerSystems双绕组变压器模块Three-PhaseTransformer SimPowerSystems/Elements图1-2 电源模块的参数设置变压器T 采用“Three-PhaseTransformer （Two Windings ）”模型。
根据给定的数据，计算折算到110kv 侧的参数如下：变压器的电阻为2233221351101010 4.0820000s N T N PU R S ∆⨯=⨯=⨯Ω=Ω 变压器的电抗为22332%10.5110101063.5310010020000s N T N U U X S ⨯=⨯=⨯Ω=Ω⨯ 变压器的漏感：63.53/(2)0.2022 3.1450T T L X f H H π===⨯⨯变压器的励磁电阻为2233301101010 5.51022N m U R P =⨯=⨯Ω=⨯Ω∆ 变压器的励磁电抗为22330100100110101075625%0.820000N m N U X I S ⨯=⨯=⨯Ω=Ω⨯ 变压器的励磁电感为75625/(2)240.82 3.1450m m L X f H H π===⨯⨯变压器模块中的参数采用有名值则设置如图1-3所示图1-3采用有名值时变压器模块的参数设置如果要采用标幺值，则在Similink 的三相变压器模型中，一次、二次绕组漏感和电阻的标幺值以额定功率和一次、二次侧各自的额定线电压为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次额定线电压为基准值。
(完整版)电力系统仿真
电力系统分析与设计例子：电力系统可视化仿真介绍EXAMPLE1-1：题目：双总线电力系统初始条件：总线1电压为16kV，总线2为15.75KV，负载功率为5MW，发电机功率为5.1MW。
总线1与总线2之间由一条传输线连接。
实验步骤：保持其他参数不变，依次调节负载功率参数，观察其他参数的变化。
实验现象：①当负载功率为5MW时，发电机的输出功率为5.1MW。
②当负载功率调整为6MW时，发电机的输出功率为6.1MW。
③当负载功率调整为4MW 时，发电机的输出功率为4.0MW。
实验结论：在双总线电力系统中，当其他线路装置参数不变时，负载功率增大时，发电机的输出功率相应增大，负载功率减小时，发电机的输出功率相应减小。
EXAMPLE1-2：题目：植入新的总线初始条件：在上图中保持其他条件不变，植入新的总线”Bus3”。
实验步骤：在powerworld选择edit mode，在Draw中选择Network---bus，将”Bus”放置图中，双击”Bus”，将对话框中的名称改为”Bus3”，电压改为16kV。
实验结果：如下图所示EXAMPLE1-3：题目：三总线电力系统初始条件：在EXAMPLE2的基础上，通过传输线路将Bus1和Bus2与Bus3连接在一起。
实验步骤：在edit mode下，选择draw选项，选择Network中的transmission line，单击Bus1，然后将线路连接到Bus3，双击完成连接。
并调节字体大小和线路的颜色。
在Network中选择load选项，选择load的大小。
最后把系统名字改为Three Bus Powr system。
实验结果：如下图所示②对新系统进行调节参数实验：实验步骤：⑴调节新总线Bus3下负载参数，观察对其它参数的影响：①当负载功率为11MW时，如图②当负载功率为9MW时，如图实验结论：当Bus3下负载功率增大时，Bus2和Bus3上的电压降低，发电机的输出功率增大；当Bus3下负载功率减小时，Bus2和Bus3上的电压增大，发电机的输出功率变小。
PSCAD的电力系统仿真大作业1
电力系统分析课程报告姓名******学院自动化与电气工程学院专业控制科学与工程班级*****************指导老师******二〇一六年六月十六1同步发电机三相短路仿真计算1.1仿真模型的建立根据老师给的三相同步发电机模型做了修改（空载）。
同步发电机三相短路实验仿真研究的模型如下图所示：图1.1 同步发电机三相短路仿真研究的模型1.2 PSCAD中的仿真结果1.2.1 发电机出口电压Ea。
发电机出口电压Ea，如下图所示：图1.2 发电机出口电压Ea1.2.1 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。
当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。
定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定，大约0.2s。
PSCAD同步发电机模型衰减时间常数Ta（Ta=0.235s）对应位置下图所示。
图1.3 同步发电机参数Ta设置图（1）当衰减时间常数Ta=0.235s时，直流分量（If）的衰减过程如下图所示。
图1.4 直流分量的衰减波形（2）当衰减时间常数Ta=0.125s的参数设置、直流分量（If）的衰减过程如下图所示。
图1.3 同步发电机参数Ta设置图图1.4 直流分量的衰减波形1.2.2 短路时间不同的影响同步发电机出口三相短路的时间不同对三相短路电流的影响：短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大；直流分量的起始值与短路时间的电流相位直接关系。
短路时间参数设置如下图所示：图1.5 短路时间参数设置1）当0.5056s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.6 三相短路电流波形2）当0.8065s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.7 三相短路电流波形1.2.3 Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响(1) Xd不同的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.8 Xd的参数设置仿真波形如下图所示：图1.9 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.10 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示图1.11 三相短路电流波形（2）Xd`的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：图1.12 Xd的参数设置Xd’=0.314时三相短路电流的波形如下图所示：图1.13 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：图1.14 Xd’的参数设置Xd’=1.01时，三相短路电流的波形如下图所示：图1.15 三相短路电流波形（3）Xd’’的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：图1.16 Xd’’的参数设置Xd’’=10.14时，仿真波形如下图所示：图1.17 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：图1.18 Xd’’的参数设置Xd’’=0.9时三相短路电流的波形如下图所示：图1.19 三相短路电流波形1.2.4衰减时间常数Td’、Td’’的影响（1）不同Td’时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。
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。
电力系统仿真实习报告模板(华北电力大学)
实验一 电力系统有功功率分布及分析二、实验原理图1所示为一条线路的等值电路图。
假设ij P 和ij Q 为线路ij 的有功及无功潮流，两端节点电压分别为i U 和j U ，其它参数如图所示。
则有假设1==j i U U , sin ij ij θθ=, cos 1=ij θ,0=ij r上式可以简化为式中ij x 是线路电抗。
三、实验步骤及数据记录 ① ②母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBuscU(幅值) 238.85 239.75 242.21 231.29 235.02 237.22 δ(相角)2.72.14-2.73-2.030.3发电机有功P母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc108.60 U 238.25 238.11 240.1 230.27 233.85 235.30 δ-0.102.521.86-2.89-2.220.04发电机有功P 母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc111.75 U 237.64 236.46 237.98 229.23 232.66 233.38 δ-0.202.341.58-3.06-2.42-0.21发电机有功P 母线名Bus1Bus2Bus3BusaBusbBusc()ij ij ij ij j i ij i ij b g V V g V P θθsin cos 2+-=ijj i j i ij ij x b p /)()(`θθθθ-=--=图1 线路等值电路图 图1 线路等值电路图③第②步实验完成后，重新点击“量测分析”、“状态估计”、“调度员潮流”重新返回基态潮流，或者点击“调度员潮流”窗口上菜单栏“调度操作”项，选择“清除操作”项，系统便返回初始基态潮流。
选择母线C上的负荷进行操作，在窗口中选中负荷，按右键，在弹出的菜单中选择“负荷功率调节”，在出现的对话窗中调节负荷有功功率P。
依次调节功率，每次递增10MW，共操作十次，记录下每次操作后负荷有功功率P的值、各节点电压的幅值和电压相角值。
电力系统建模仿真作业
风电并网后静态电压稳定性分析的建模与仿真电力系统经常采用P-V曲线分析法来分析有关静态电压稳定性的问题,P代表穿越传输断面传送的功率或者一个区域的总负荷,V代表代表性节点或关键节点的电压。
P-V曲线分析法即是建立一个区域负荷或者传输界面潮流和节点电压之间的关系曲线,从电力系统当前的稳定运行点开始,通过不断增加P,使用潮流计算,描出代表节点的电压变化曲线,用P-V曲线的拐点来表示区域负荷或者传输界面功率的增加导致整个系统临界电压崩溃的程度,即系统静态电压稳定极点。
在把P-V曲线法用于研究风电的接入对电压静态稳定性的影响时,P代表的是风电场输出的有功功率,V为机端电压、风电接入点电压（PCC电压）等其他需要监测的母线电压。
实际上，P-V曲线法是在静态情况下,研究风速变化导致的风电场输出有功功率的变化对电网电压的影响。
用风电输出的有功功率引起的电压水平的变化及当前运行点到电压崩溃点的“距离”,反映风电接入的电网的电压稳定裕度。
在求取风电接入系统的P-V曲线时 ,除了系统平衡节点外,一般不考虑网内其他常规机组的有功功率的变化以及网内负荷的变化情况。
综上,电网基于静态电压稳定性的风电接纳能力,即是以电网的静态电压稳定性作为约束条件,在保证电网静态电压稳定的基础上尽可能多接入风电。
通常系统静态电压越限临界点所接入的风电容量即为系统可接纳的最大风电并网容量。
1算例本文通过IEEE14节点标准测试系统作为算例，风电场通过变压器和110 kV 线路接入IEEEl4节点标准测试系统的14号节点，使用以上算法对基于静态电压稳定性下的一风电场的并网功率极限进行计算。
风电场IEEE14节点系统110kv线路图2.2 风电场接入IEEE14系统图图中变压器标幺变比取1（在实际运行中，可以通过改变变压器的分接头来调控特定节点的电压），风电场接入系统的线路参数为12.6+j24.96Ω。
本文基于双馈感应风机的风电场进行电压静态稳定约束下接纳能力计算。
电工电子模拟仿真作业
电子技术与EDA技术应用多功能报警器设计院（系、部）：北京石油化工学院姓名：王仕成班级：过132指导教师签名：蓝波2015年11月20日目录摘要 (1)第一章概述 (2)1.1多功能报警器的发展历程 (2)1.2设计目的 (2)第二章练习电路及原理 (2)2.1LM555CM (2)2.1.1功能管脚 (3)2.1.2脉冲功能 (3)2.1.3整波功能 (4)2.1.4定时器组成的脉冲发生器 (4)2.274LS160N (4)2.2.1功能管脚 (4)2.2.2功能简介 (4)2.2.2.1异步清零 (4)2.2.2.2同步并行预置数 (4)2.2.2.3保持 (4)2.2.3计数功能电路 (5)2.3LM324M (5)2.3.1功能管脚 (5)2.3.2功能简介 (6)2.3.2.1反相交流放大器 (6)2.3.2.2同相交流放大器 (6)2.3.2.3开放电路设计 (7)2.3.2.4反馈电路设计 (7)2.4整流桥、滤波、稳压、变压器电路 (8)2.4.1整流桥原理 (8)2.4.2滤波作用 (8)2.4.3稳压块 (8)2.4.4变压器 (8)第三章多功能报警器设计仿真 (8)3.1设计要求 (8)3.2设计电路的模块部分以及仿真 (8)3.2.1变压、整流、滤波、稳压模块 (9)3.2.2脉冲信号发生器 (9)3.2.3集成运算放大器以及蜂鸣器 (10)3.2.4光控以及继电器 (10)3.3脉冲信号计时显示系统 (11)3.3.1LM555CM脉冲信号处理 (11)第四章收获、体会和建议 (12)附录：1.总电路图 (13)2.元器件清单 (13)3.元器件的功能表 (14)第五章参考文献 (15)摘要随着生活水平的不断提高，人们的安全防范意识也在不断的增强，各种智能防盗报警器应运而生，并不断地向各个领域深入，报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、电话提醒等形式来警示或提醒我们应当采取某种行动的电子产品。
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电
力
系
统
仿
真
作
业
论
文
电控学院
电气0903
刘娟
0906060301
离散可编程三相电压源PLL和可变频率正序电压和功率测量the Discrete 3-Phase Programmable Voltage Source PLL and Variable-Frequency
Positive-Sequence Voltage and Power Measurements
线路图：
线路结构：
一个25KV，100MVA的短路等效电路网络给一个5MW，5Mvar的负载供电。
电源的内部电压通过离散的三相可编程电压源装置来提供。
三相电压电流测量装置用来检测三个负载电压和电流。
离散的三相PLL装置用来测量频率，也产生一个基于频率变化的系统电压信号。
PLL用来驱动两个测量装置，并把变化的频率考虑在内。
其中一个用来计算正序负载电压的标幺值，另外一个用来计算负载的有功和无功功率。
这两个装置和PLL必须初始化，以保证初始处在稳态。
PLL和两个测量装置分别在Extras/Discrete in the Control Block 和
Extras/Discrete Measurements中可以找到。
整个系统（包括网络，PLL和测量装置）以50us的采集时间来离散。
仿真时间4.0秒，仿真参数ode45(Dormand-Prince)。
基本原理：
PLL的概念
PLL其实就是锁相环路，简称为锁相环。
许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。
锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。
目前锁相环主要有模拟锁相环，数字锁相环以及有记忆能力（微机控制的）锁相环。
PLL的特点
锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。
因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。
锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。
PLL的组成
锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如下图所示。
锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。
波形截图如下：
Scope1：（1）系统的频率变化；
（2）随着频率的变化，正序电压幅值和相位的变化；
（3）有功功率和无功功率的变化。
结论：如同预期结果一致，频率在57到63之间变化，最大的变化率为7.5Hz/s。
Scope2：PPL的零序电压输出放大图（0~0.7s）：。