电力系统动态模拟试验

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。

2．理论计算和实验分析，掌握电力系统潮流分布的概念。

3．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

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6000MV A。

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 C线路，电力网则变成了一个辐射形网络，如切除XL F线路，则C站、E站要经过长距离线路向系统输送功率，如XL C、XL F线路都断开，则电力网变成了T型网络等等。

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XL B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QF C、QF F 跳开（开关跳闸时间可整定）。

三、实验项目与方法

1．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 网络结构变化前

表7-2 网络结构变化后

2．投、切负荷对系统潮流的影响

在相同的网络结构下各发电机向系统输送一定负荷，投入各地方负荷LD A、LD B和LD C。观察并记录系统中运行参数的变化并将结果加以分析和比较。

网络结构和各发电机输出功率大小由同学们自己设计，并记录下各开关状态。

表7-3 投地方负荷前

表7-4

投地方负荷后

注：LD A负荷的性质可以通过台后三刀三掷开关切换。即纯电

阻负荷，感性负荷，纯电感负荷。

3．短路对电力系统暂态稳定的影响

同学们自己设计网络结构，发电机运行参数以及切除故障线路的保护动作时间，分析比较实验结果。

注意：在此多机电力系统中，三相短路时故障电流很大，故线路保护动作时间整定在0.1～0.3秒以内。

四、实验报告要求

1．整理实验数据，分析比较网络结构的变化和地方负荷投，切对潮流分布的影响，并对实验结果进行理论分析2．通过实验中观察到的现象，说明提高暂态稳定的措施对系统稳定性作用机理。

五、思考题

1．影响电力系统静态稳定性的因素有哪些？

2．如何提高电力系统的静态稳定性？

3．提高电力系统的暂态稳定的措施有哪些？

变电站继电保护设计综合实验

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

随着微机保护装置的应用普及，继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息，通过综合分析数据，进一步保障系统安全运行。了解变电站保护的基本配置(变压器保护与出线保护)

变电站继电保护的作用如下:

变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障,），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。

变电站继电保护的基本工作原理:

变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、等现象超过继电保护的整定值（给定值）

或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。

变电站继电保护按保护性质分类

（1）电流速断保护

（2）电流延时速断保护

（3）过电流保护

（4）过电压保护

（5）低电压保护

（6）低周波减载

（7）单相接地保护

（8）差动保护

（9）距离保护

（10）方向保护

（11）高频保护

（12）过负荷

（13）瓦斯保护

（14）温度保护

（15）主保护

（16）后备保护

（17）辅助保护

（18）互感器二次线路断线报警

（19）跳闸回路断线

（20）自动重合闸

（21）备用电源互投

（22）同期并列与解列

变电站继电保护按被保护对象分类

（1）发电机保护

发电机保护有定子绕组相间短路，定子绕组接地，定子绕组匝间短路，发电机外部短路，对称过负荷，

定子绕组过电压，励磁回路一点及两点接地，失磁故障等。出口方式为停机，解列，缩小故障影响范围

和发出信号。

（2）电力变压器保护

电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路，中性点直接接地侧单相短路，绕组匝间短路，外部短路

引起的过电流，中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷，油面降

低，变压器温度升高，油箱压力升高或冷却系统故障。

（3）线路保护

线路保护根据电压等级不同，电网中性点接地方式不同，输电线路以及电缆或架空线长度不同，分别

有：相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。

（4）母线保护

发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。

（5）电力电容器保护

电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路，电容器组和断路器之间连接线短路，电容器组中某一

故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压，所连接的母线失压。（6）高压电动机保护

高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动

机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。

根据以往所学过并掌握的知识自己搭建一个基本的变电站保护电路(变压器保护与出线保护)进行分析研讨(如下图)

要求:哪里发生故障必须由相应的保护动作,而不应出现拒跳或越级跳闸的现象造成事故扩大的重大后果.

实验要求:

1.设计保护原理接线图:(包括监视表计的位置)

2对实验数据进行分析

电力系统动态模拟设计任务书

所属课程:

课程代码:

面向专业: 电气系统自动化

学院(系): 电气工程系

实验室: 电气工程实验中心代号:

年月日

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0 E 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) 0 E 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 u ? U E u ? U E

电路仿真实验报告42016年度

电路仿真实验报告实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析一、实验目的（1）学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。（2）学习使用Pspice进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。二、原理与说明对于电阻电路，可以用直观法列些电路方程，求解电路中各个电压和电流。Pspice软件是采用节点电压法对电路进行分析的。使用Pspice软件进行电路的计算机辅助分析时，首先编辑电路，用Pspice的元件符号库绘制电路图并进行编辑。存盘。然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。三、实验示例 1、利用Pspice绘制电路图如下 2、仿真（1）点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称；（2）在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。点击确定。（3）点击Pspice/Run(快捷键F11)或工具栏相应按钮。（4）如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。

（5）在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如下。四、选做实验 1、直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。 2、直流扫描分析，即当电压源的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R l中电流虽电压源的变化

曲线。曲线如图：直流扫描分析的输出波形3、数据输出为： V_Vs1 I(V_PRINT1) 0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+00 9.000E+00 2.300E+00 1.000E+01 2.400E+00 1.100E+01 2.500E+00 1.200E+01 2.600E+00

电力系统自动化及继电保护综合实验

一、电磁型电流继电器和电压继电器实验一、实验目的熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性：掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。二、预习与思考 1、电流继电器的返回系数为什么恒小于1 ? 2、动作电流(压)、返回电流(压)和返回系数的定义是什么? 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗? 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途? 三、原理说明 DL-20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高(过电压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。 D L-20c、D Y-20c系列继电器的内部接线图见图l-l。上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。过电流(压)继电器：当电流(压)升高至整定值(或大于整定值)时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值：若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。

图1-3过电压继电器实验接线图四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量l ZBll DL-24C／6电流继电器l 2 ZBl5 DY-28C／160电压继电器 1 3 ZB35 交流电流表 1 4 ZB36 交流电压表l 5 DZB0l-l 单相自耦调压器l 交流器 1 触点通断指示灯 1 单相交流电源l 可调电阻Rl 6.3 Ω/10A l 6 1000伏兆欧表l l、绝缘测试单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻：对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压

工业电力系统动态建模和仿真分析

工业电力系统动态建模和仿真分析 (Industrial power system dynamic modeling and simulation analysis) 一、概述工业电力系统：大型电力系统复杂性：本身有发电机、电动机中型工业电力系统：即使无发电机，也包括大量中压电动机意义、内容： 1、确定通过动态建模与仿真分析验证： 1、机组的暂态稳定（极限切除时间） 2、特定的大容量电动机的电压稳定 3、校验电流电压型保护的定植 4、确定低频减载与孤网运行二、介绍原件与组成：（一）、同步电机实用模型： 1、意义：对于dq0坐标下同步电机方程，如果单独考虑与定子d绕组、q绕组相独立的零轴绕组，则在计及d,q,f,D,Q5个绕组的电磁过渡过程（以绕组磁链或电流为状态量）以及转子机械过渡过程（以ω及δ为状态量）时，电机为七阶模型。对于一个含有上百台发电机的多机电力系统，若再加上其励磁系统、调速器和原动机的动态方程，则将会出现“维数灾”给分析计算带来极大的困难。因此在实际工程问题中，常对同步电机的数学模型作不同程度的简化，以便在不同的场合下使用。 2、对派克方程中的转子变量若,则可用定子侧等效量取代原来的转子量，得到用这些实用等效量表示的同步电机实用方程。原派克方程中的定子量，保留易测量及计算的和及和，而消去和两个变量。 3、三阶实用模型其简单而又能计算励磁系统动态，因而广泛的应用于精度要求不十分高，但仍需计及励磁系统动态的电力系统动态分析中，较适用于凸极机。模型导出基于：（1）、忽略定子d绕组、q绕组的暂态，即定子电压方程中取P=P=0 （2）、在定子电压方程中，设ω≈（p.u.）在速度变化不大的过渡过程中，其引起的误差很小。（3）、忽略D绕组、Q绕组，其作用可在转子运动方程补入阻尼项来近似考虑。及以下三个定子侧等效实用变量：为消除转子励磁绕组的变量、定子励磁电动势电机(q轴)空载电动势电机瞬变电动势（二）、励磁系统数学模型：描述同步发电机励磁系统(包括励磁调节器)物理过程的数学方程。是电力系统机电暂态过程数学模型的重要组成部分，主要应用于电力系统稳定计算。

计算机仿真实验-基于Simulink的简单电力系统仿真

实验七基于Simulink 的简单电力系统仿真实验一．实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库； 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用； 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法； 4）掌握开关电源的工作原理及其工作特点； 5）掌握PID 控制对系统输出特性的影响。二．实验内容与要求单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压0 44030 V V =∠? 。负荷功率10L P kW =。线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压440 3 n V V =；额定励磁电流 70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数：0.26s R =Ω， 1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω， 1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。

G 发电机节点 V 负荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图输电线路三．实验步骤 1. 建立系统仿真模型同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表示同步电机运行方式为发电机模式；当机械功率为负时，表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下，输入可以是一个正的常数，也可以是一个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模式下，输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为一个常数。在Simulink仿真环境中打开Simulink库，找出相应的单元部件模型，构造仿真模型，三相电压源幅值为4403，频率为50Hz。按图连接好线路，设置参数，建立其仿真模型，仿真时间为5s，仿真方法为ode23tb，并对各个单元部件模型的参数进行修改，如图所示。

电力系统分析实验报告

五邑大学电力系统分析理论实验报告院系专业学号学生姓名指导教师

实验一仿真软件的初步认识一、实验目的：通过使用PowerWorld电力系统仿真软件，掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，并且学会了建立一个简单的电力系统模型。学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。二、实验内容：（一）熟悉PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作（二）用仿真器建立一个简单的电力系统模型： 1、画一条母线，一台发电机； 2、画一条带负荷的母线，添加负荷； 3、画一条输电线，放置断路器； 4、写上标题和母线、线路注释； 5、样程存盘； 6、对样程进行设定、求解； 7、加入一个新的地区。三、电力系统模型：按照实验指导书，利用PowerWorld软件进行建模，模型如下：四、心得体会：这一次试验是我第一次接触PWS这个软件，刚开始面对一个完全陌生的软件，我只能听着老师讲解，照着试验说明书，按试验要求，在完成试验的过程中一点一点地了解熟悉这个软件。在这个过程中也遇到了不少问题，比如输电线的画法、断路器的设置、仿真时出现错误的解决办法等等，在试验的最后，通过请教老师同学解决了这些问题，也对这个仿真软件有了一个初步的了解，为以后的学习打了基础。在以后的学习中，我要多点操作才能更好地熟悉这个软件。

实验二电力系统潮流分析入门一、实验目的通过对具体样程的分析和计算，掌握电力系统潮流计算的方法；在此基础上对系统的运行方式、运行状态、运行参数进行分析；对偶发性故障进行简单的分析和处理。二、实验内容本次实验主要在运行模式下，对样程进行合理的设置并进行电力系统潮流分析。选择主菜单的Case Information Case Summary项，了解当前样程的概况。包括统计样程中全部的负荷、发电机、并联支路补偿以及损耗；松弛节点的总数。进入运行模式。从主菜单上选择Simulation Control，Start/Restart开始模拟运行。运行时会以动画方式显示潮流的大小和方向，要想对动画显示进行设定，先转换到编辑模式，在主菜单上选择Options，One-Line Display Options，然后在打开的对话框中选中Animated Flows Option选项卡，将Show Animated Flows复选框选中，这样运行时就会有动画显示。也可以在运行模式下，先暂停运行，然后右击要改变的模型的参数即可。三、电力系统模型

电力系统综合实验a.doc

《电力系统综合实验A》实验指导书编华北电力大学二零零七年三月

前言 1．实验总体目标该课是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而设置的一个教学环节。通过该环节的学习，可以帮助学生进一步认识电力系统的各种物理现象并增强对电力系统相关课程理论的理解；可以培养学生的实际操作能力，分析问题和解决问题的能力。 ⒉适用专业电气工程及其自动化专业各方向（高压方向除外）、电力工程与管理专业 ⒊先修课程电路理论、电机学、线性代数、自动控制理论B、电力系统分析基础、电力系统暂态分析、电力系统稳定 ⒋实验课时分配 ⒌实验环境（1）WDT-III型电力系统综合自动化实验台，三台；（2）PS-5G型电力系统微机监控实验台，一台；（3）打印机一部。 ⒍实验总体要求（1）对教师的要求： 1)教师要自己动手做所有的实验； 2）在实验开始的前一周，指导实验的教师要将与实验有关的文件上传到校园网的电子课堂，并通知学生下载； 3)实验开始前，给学生讲实验的任务，纪律要求，实验要求等。（2）对学生的要求： 1）实验前要预习实验内容； 2）实验时遵守实验室的规章制度，不要违反实验设备的操作规程； 3）认真做记录和观察实验现象，实验后整理数据，分析原因，回答思考题。 ⒎本实验的重点、难点及教学方法建议五个实验内容都是重点。难点是学生不能把理论课的知识转化为实践操作以及对实验数据的分析。对教学方法的建议：将课堂知识与实验内容联系起来，启发学生积极思考，用于动手做实验，自己设计一些实验方案。

目录实验一同步发电机准同期并列实验 (4) 实验二单机—无穷大系统稳态运行方式实验 (8) 实验三电力系统功率特性和功率极限实验 (11) 实验四电力系统暂态稳定实验 (16) 实验五复杂电力系统运行方式实验 (20)

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：

电路仿真实验报告

本科实验报告实验名称：电路仿真

实验1 叠加定理的验证 1.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或AMMETER）注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接； 2. 设置电路参数：电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源I1为10A。 3．实验步骤： 1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，

将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3； 4.根据叠加电路分析原理,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和。所以，正常情况下应有U1=U2+U3,I1=I2+I3; 经实验仿真：当电压源和电流源共同作用时，U1=-1.6V I1=6.8A. 当电压源短路即设为0V,电流源作用时，U2=-4V I2=2A 当电压源作用，电流源断路即设为0A时，U3=2.4V I3=4.8A

所以有U1=U2+U3=-4+2.4=-1.6V I1=I2+I3=2+4.8=6.8A 验证了原理实验2 并联谐振电路仿真 2.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按上图连接并修改按照例如修改电路的网络标号； 3.设置电路参数：电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 4.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ—100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描

电力系统继电保护仿真实验指导书(试用稿)讲解

电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月

目录第一部分MATLAB基础 ................................................................................... - 3 - 1.1 MATLAB简介 .......................................................................................... - 3 - 1.2 MATLAB的基本界面 ........................................................................... - 3 - 1.2.1MATLAB的主窗口 ...................................................................... - 3 - 1.2.2 MATLAB的主窗口 ....................................................................... - 3 - 1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................................................... - 4 - 1.3.1SIMULINK的启动 ........................................................................ - 4 - 1.3.2SIMULINK的库浏览器说明........................................................ - 5 - 第二部分仿真实验内容.................................................................................. - 6 - 实验一电力系统故障.................................................................................... - 6 - 实验二电流速断保护.................................................................................... - 9 - 实验三三段式电流保护.............................................................................. - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护.............................................................. - 17 -

电力系统三个实验

实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落

几款主流电子电路仿真软件优缺点比较

几款主流电子电路仿真软件优缺点比较电子电路仿真技术是当今相关专业学习者及工作者必须掌握的技术之一，它有诸多优点：第一，电子电路仿真软件一般都有海量而齐全的电子元器件库和先进的虚拟仪器、仪表，十分方便仿真与测试；第二，仿真电路的连接简单快捷智能化，不需焊接，使用仪器调试不用担心损坏；大大减少了设计时间及金钱的成本；第三，电子电路仿真软件可进行多种准确而复杂的电路分析。随着电子电路仿真技术的不断发展，许多公司推出了各种功能先进、性能强劲的仿真软件。既然它们能百家争鸣，那么肯定是在某些方面各有优劣的。下面就针对几款主流电子电路仿真软件的优缺点进行比较。 (1) Multisim 在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在我们参加电子竞赛的时候，特别是模拟方向的题目，我们用得最多的仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持MCU，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。 Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。（2）Tina Tina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全。在比赛时经常用到TI公司的元器件，当在Multisim找不到对应的器件时，我们就会用到Tina来仿真。 Tina的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。 (3) Proteus

电力系统分析仿真实验报告

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电力系统分析仿真实验报告 ****

目录实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 (3) 一、实验目的 (3) 二、PSASP简介 (3) 三、实验内容 (5) 实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验 (9) 一、实验目的 (9) 二、实验内容 (9) 三、实验步骤 (14) 四、实验结果及分析 (15) 1、常规方式 (15) 2、规划方式 (23) 五、实验注意事项 (31) 六、实验报告要求 (31) 实验三一个复杂电力系统的短路计算 (33) 一、实验目的 (33) 二、实验内容 (33) 三、实验步骤 (34) 四、实验结果及分析 (35) 1、三相短路 (35) 2、单相接地短路 (36) 3、两相短路 (36) 4、复杂故障短路 (36) 5、等值阻抗计算 (37) 五、实验注意事项 (38) 六、实验报告要求 (38)

实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 (39) 一、实验目的 (39) 二、实验内容 (39) 三、实验步骤 (40) 四、实验结果级分析 (40) 1、瞬时故障暂态稳定计算 (40) 2、冲击负荷扰动计算 (44) 五、实验注意事项 (72) 六、实验结果检查 (72)

实验一电力系统分析综合程序PSASP概述一、实验目的了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。二、PSASP简介 1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。 2．PSASP的体系结构：报表、图形、曲线、潮流计算短路计电网基固定用户自定固定第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。 3．PSASP的使用方法：（以短路计算为例） 1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。

电力电子技术与电力系统分析matlab仿真

电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析课程实训报告专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日

电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一一．单相半波整流参考电力电子技术指导书中实验三负载，建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下： (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下： R=0.001Ω，L =0H，V f=0.8V，R s=500Ω，C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d，L对应L d，其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务： ①仿真绘出电阻性负载（RLC串联负载环节中的R d= Ω，电感L d=0，C=inf，反电动势为0）下α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下（负载R d=Ω，电感L d为，反电动势E=0）α=30°，60°，90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°，120°，150°时整流电压U d，负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形，注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题： ①该三项半波可控整流电路在β=60°，90°时输出的电压有何差异?

电路综合设计实验-设计实验2-实验报告

设计实验2:多功能函数信号发生器一、摘要任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。二、正文 1.方案论证基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电

流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而

各种电路仿真软件的分析与比较

一．当今流行的电路仿真软件及其特性电路仿真属于电子设计自动化（EDA）的组成部分。一般把电路仿真分为三个层次：物理级、电路级和系统级。教学中重点运用的为电路级仿真。电路级仿真分析由元器件构成的电路性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。目前比较流行的电路仿真软件大体上说有：ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP 和Edison等一系列仿真软件。电路仿真软件的基本特点： ●仿真项目的数量和性能：仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件都有的基本功能是：静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项；可能有的分析是：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能，而Tina6.0有20项，Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。 Pspice语言擅长于分析模拟电路，对数字电路的处理不是很有效。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，例如，Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。 ●仿真元器件的数量和精度：元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千个到1--2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于实际元器件的生产与应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。大量的网络信息也能提供有用的仿真模型。设计者如果对仿真元件模型有比较深入的研究，可根据最新器件的外部特性参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件内的元件模型库，基本上可以满足常规教学需要，主要问题在于国产元器件与国外元器件的替代，并建立教学中常用的国产元器件库。

电力系统动态模拟综合实验

武大电力系统分析综合实验

电气工程学院《电力系统分析综合实验》2016年度PSASP仿真实验报告学号：：班级：

实验一电力系统分析综合程序PSASP概述一、实验目的了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。二、PSASP简介 1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。 2．PSASP的体系结构：第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。 3．PSASP的使用方法：（以短路计算为例） 1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。 ?文本支持环境：点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和“公用参数”命令，可依次输入各电网元件的参数。 ?图形支持环境：在“编辑模式下”，利用工具箱，输入电网接线图。作图时，若元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。注意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元件！！！ 2).方案定义：从基础数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模，结构和运行方式。 ?文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。 ?图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令。

3）数据检查：对确定的电网结构进行检查，检查网架结构的合理性，计算规模是否超出围。 ?文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。 ?图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命令。 4）作业定义：给出计算控制信息，明确具体的计算任务。 ?文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。 ?图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。 5）执行计算： ?文本支持环境：在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。 ?图形支持环境： “运行模式”下， a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业； b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算； c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”命令，确定计算结果在图上的显示方式。 6）报表输出结果：用户可选择期望的输出围，输出容和输出方式。 ?文本支持环境：点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。 ?图形支持环境： “运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“短路”命令。

电力系统仿真软件介绍

电力系统仿真软件电力系统仿真软件简介一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。 LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。 LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。 VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.