电力系统仿真分析技术的发展趋势

电力系统仿真分析技术

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电力系统仿真分析技术的发展趋势

0 引言

随着化石能源逐渐枯竭，发展利用清洁能源和可再生能源成为世界

各国的必然选择，也是新能源变革的主要内容。中国新能源变革的目标

可以归纳为：以可再生能源逐步替代化石能源，提高化石能源的清洁高

效利用水平，实现可再生能源(水能、风能、太阳能、地热能、生物质能)和核能利用在一次能源消耗占较大份额。在新能源变革形势下，电网的

使命也将发生变化，智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新

一代电网。

中国自 21 世纪初就提出了建设特高压电网的设想，并逐步加以实施，近两年根据国际电力系统发展的最新动向，又进一步提出了建设智

能电网的宏伟蓝图。中国的智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级

电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息

化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、

用电和调度各个环节的现代电网。与此同时，随着电网规模的不断扩大，新能源、新设备的不断加入，当今电力系统已经日益变得复杂，这

使得运行人员更加难于对其进行监视、分析和控制。近些年，国内外不

断发生大规模的停电事故，这些事故都造成了很大的经济损失和社会影响，不断地为人们敲响警钟，也给电网的安全稳定运行提出了更高的要求。

在上述的大停电事故中，电力系统从第一次元件故障，到整个系统崩溃，一般会有一个较长的过程，如果这期间运行人员能够进行正确的处理，大停电是可以避免的。换言之，电网缺乏有效的在线监测和预警系统，不能及时掌握实时电网稳定情况并采取有效的控制措施是导致大停电事故发生的重要原因。

电力系统仿真分析是电力系统规划设计和调度运行的基础，涵盖的范围非常广泛，包括从稳态分析、动态分析到暂态分析的各个方面。根据实时电力系统动态过程响应时间与系统仿真时间的关系，可分为非实时仿真和实时仿真；根据仿真的数据来源，又可分为离线仿真、在线仿真。其中在线仿真是实现在线预警和决策支持的必要手段。

电力系统仿真分析涵盖电力系统、数学、计算机、通信等多学科技术领域，面对智能电网建设提出的要求，需要不断地引入先进的计算机和通信技术以及数学方法等，推动仿真分析技术在仿真的准确性、快速性、灵活性等方面的发展。具体体现在以下几个方面：

1）可实现更大规模电网的仿真计算，同时仿真数据的粗细程度可根据需要自动调整。

2）仿真计算应具有更快的速度及更高的准确性。

3）仿真计算应具备更多的功能，并与环境、经济等相关领域相结合。

4）仿真建模应具备更大的灵活性，以适应智能电网中层出不穷的新元件、新设备建模的需要。

5）需加强对电力系统智能建模方法的应用以及仿真结果的智能化分析。

6）电网自愈对实时决策控制的要求。要求能实时跟踪评价电力系统行为，一旦发生故障，立即进行快速仿真并提供决策控制支持，防止大面积停电，并快速从紧急状态恢复到正常状态。

7）仿真试验应具备更大的灵活性。未来的仿真试验将可实现对多个异地试验设备的同步测试。

8）仿真计算应适应新的计算模式，如云计算、协同计算等。

9）可实现智能人机交互仿真，显着提高用户操作的便捷性和仿真系统的使用效率。

10）数据融合技术在仿真分析中应用，提高对仿真分析中对多源海量数据的整合能力。

本文将依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，探讨和预测新的先进计算技术(如云计算等)及其在电力系统仿真分析中的应用。

1 发展现状

电力系统仿真分析技术概述

如图 1 所示，电力系统仿真分析技术可分为电力系统建模、电力系统数字仿真分析方法、电力系统在线仿真分析和电力系统实时仿真等4项技术，其中电力系统建模技术包括建模方法和模型研究技术，电力系统数字仿真分析方法主要指针对各类仿真应用的基础方法，后2种技术则分别针对在线应用和实时应用。其中先进计算技术包括计算机及网络、与电力系统仿真分析相关的计算数学和计算模式这3项技术。下文分别描述上述各项技术的发展现状。

图1 电力系统仿真分析和先进计算技术分类

2）相关计算数学。

与电网仿真分析相关的计算数学领域既有传统的数值计算方法，也包括新兴的人工智能、模糊数学和概率类等方法。

电力系统建模技术

1）建模方法。

目前，电力系统建模方法研究以机理分析法为主，结合统计学、运筹学及人工智能等理论，又发展了数据分析法、层次分析法、智能建模法等方法。作为机理分析法的重要补充，模型实测是指导建模、进行模型校验及修正的主要手段。目前，模型实测主要在发电机及其调节系统建模、负荷建模、新能源发电建模等方面有所应用。数据分析法主要用于建立电力系统可靠性分析模型及功率预测模型、电力市场分析模型等。层次分析法主要用于负荷预测建模等。

近年来，随着人工智能技术的发展，智能建模方法如专家系统法、神经网络系统法、模糊辨识法以及基于遗传算法的非线性系统辨识法等，在同步机建模、负荷建模、电网规划建模中得到应用。

电力系统模型参数的获取，主要采用取典型值和实际测量 2 种方法。

2）模型研究。

①传统发输配用电系统模型

传统发电系统模型包括同步机、励磁系统、调速系统、电力系统稳定器(power system stabilizer，PSS)等模型，均较为成熟，全国范围

内绝大部分机组励磁系统和 PSS 模型已采用实测参数，调速系统模型实测工作正在开展。

交流输电系统模型以等效电路为基础，根据仿真要求的不同进行相应处理。直流输电系统模型包括主电路模型和控制系统模型，可分为机电暂态仿真模型和电磁暂态仿真模型，前者一般为准稳态模型。直流输电系统控制系统模型目前大都采用典型结构和参数，迫切需要建立与实际工程相一致的控制系统模型和参数。

②灵活交流输电元件模型、新型电力系统元件模型。

③新能源发电系统、分布式电源及微电网模型。

3）建模技术中尚待解决的问题。

①电力系统模型的精确度有待进一步提高，特别是如何利用 WAMS、WASA 技术进行模型的校验与修正。

②风光发电系统、储能系统等各种新元件的模型有待进一步研究并实用化。

③智能建模方法有待进一步发展，或与传统方法相结合，提升模型的精确性和适应性。

④目前各类仿真软件中模型各自独立，重复建模工作时有发生，有待建立模块化、通用化、标准化程度较高的模型，实现模型的“即插即用”和共享。

电力系统数字仿真分析方法

电力系统数字仿真分析方法，包括稳态分析(潮流、网损分析、最优潮流、静态安全分析、谐波潮流)、动态和暂态分析(电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期动态仿真、小干扰稳定计算、电压稳定计算等)等。电力系统潮流计算主要是非线性方程组求解问题，现有算法有牛顿–拉夫逊法、PQ 分解法、保留非线性潮流算法和最优因子法等。其中，牛顿–拉夫逊法因其具有较好的收敛性和较快的收敛速度，应用较为广泛。为提高潮流计算的收敛性，有时将 2 种方法相结合，如 PQ 分解转牛顿法。此外，还提出了潮流计算中的自动调整方法、适合实时计算的直流潮流算法、考虑不确定性因素的随机(概率)潮流方法、适合系统参数不对称情况的三相潮流算法，以及应用于电力系统电压稳定计算的多种病态潮流算法。

电力系统最优潮流计算实质是一个非线性规划问题，主要算法有线性规划法、牛顿法、内点法以及遗传算法、人工神经网络法等智能算法。其中内点法在可行域的内部寻优，收敛性好、收敛速度快，适用于大规模电网的优化计算。智能算法由于具有全局收敛性和擅长处理离散变量而日益得到重视，但还处在发展阶段。研究小扰动电压稳定问题的电力系统静态电压稳定计算方法常用的有奇异值分解法、灵敏度法、崩溃点法、非线性规划法、连续潮流法、非线性动力学方法等，其中连续潮流法应用较多。电压稳定的动态分析方法，包括小干扰分析法和对大扰动电压稳定的时域仿真分析法、能量函数法等。电力系统暂态稳定计

算需要求解系统的网络方程和微分方程，一般采用数值积分方法交替迭代求解，有时也采用直接法，应用最多的直接法为扩展等面积准则法。

电力系统小干扰稳定计算的主要方法有特征值分析法、小干扰频域响应分析、小干扰时域响应分析，其中特征值分析法应用最为广泛。

电力系统中长期动态过程仿真要计入在一般暂态稳定过程仿真中不考虑的电力系统长过程和慢速的动态特性，采用数值积分的方法，主要有隐式梯形积分法和 Gear 类方法，为避免计算时间过长，一般还采用自动变步长计算技术。电力系统电磁暂态仿真通常采用时域瞬时值计算，多采用隐式梯形积分法，计算规模一般不超过百余条母线，计算步长通常为 20~200s。为提高仿真精度，有学者提出了电磁暂态与机电暂态混合仿真方法。近年来，随着分网并行算法的提出和电磁-机电接口的完善，混合仿真已实现了实用化。

综上，上述针对输电网的电力系统仿真分析方法都较为成熟，为提高仿真分析速度，近年来，并行和分布式计算方法逐渐在电力系统潮流计算、最优潮流、静态安全分析、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、小干扰稳定计算等分析方法中得到应用。

电力系统在线仿真分析

随着电网大停电事故的不断发生，各国对电网安全愈加重视，电力系统在线仿真分析也成为了研究的重点。2005 年的调研报告表明，当时

国际上已有 6 个电力系统在线软件生产厂家，可以提供不同程度的在线暂态稳定评估软件。

国内在智能电网建设的新环境下，为确保电网安全稳定运行，建立和健全电网安全防御体系，中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、清华大学等单位就在线仿真分析开展了研究与应用工作。

电力系统实时仿真

电力系统实时仿真的发展经历了从物理实时仿真、数模混合式实时仿真到全数字实时仿真的3个历史阶段。物理实时仿真由于其仿真规模不大和建模工作复杂，主要用于设备级的仿真和试验，如继电保护装置、安全自动装置、电力电子设备及新技术、新设备的基本原理验证和性能指标检验等。数模混合式实时仿真系统(如 HYPERSIM目前主要用于直流输电控制保护系统试验。RTDS等全数字实时仿真限于仿真算法和计算能力，只能进行小规模系统的实时仿真，主要用于继电保护装置、安全自动装置验证试验，近年来也有应用于电力电子设备验证试验、直流输电控制保护系统试验等方面，加拿大 Opal-RT 公司的 RT-LAB 全数字实时仿真软件在高频电力电子的精确仿真以及分布式并行计算等方面具有优良的性能；新近出现的全数字实时仿真装置 ADPSS，因其具有大电网实时仿真的能力，因此用途较为广泛。

2 先进计算技术发展趋势

计算机及网络

未来的计算机和网络的发展趋势将是通信技术、网络与计算机技术的进一步融合，朝着超高速、超小型、高性能、平行处理和智能化方向发展。发展高性能计算技术有 2 条途径：一条是通过多核、多机并行计算或分布式计算技术来实现；另一条途径是发展非传统的新技术，包括超导计算、光计算、量子计算、生物计算与纳米计算等。

相关计算数学

数值计算方法未来的发展主要集中在提高算法效率、计算结果精度和非线性方程求解的收敛性等方面。人工智能方法将与仿真环境结合得更为紧密，从而提高仿真自动化程度和仿真精度。概率类算法在仿真计算领域的进一步发展，主要是增强各种与现有数值仿真计算方法相结合的衍生算法的实用性，降低对参数的要求，提高计算结果的质量，以及计算结果的进一步分析应用。模糊数学将与人工智能技术的各分支进一步结合，求解用经典数值计算方法难以求解的问题，并进一步实用化。

计算模式

未来高性能计算的发展将呈现以下趋势：一是并行计算和分布式计算 2 种形态共存并互相结合、相互补充；二是从高性能计算走向高效能计算，提高计算性能、可编程性、可移植性和鲁棒性，降低系统的开发、运行及维护成本随着中国智能电网的建设和发展，分布式计算技术在仿真分析领域的应用将不断深入，分布式计算以及网格计算的应用，可以有效解决电力系统实时、复杂的计算问题。

3 先进计算技术在电力系统仿真分析中应用预测

概述

先进计算技术(计算机及网络、计算数学、计算模式)的发展和应用，将为电力系统仿真分析技术带来巨大发展变化。本节预测 2050 年电力系统仿真分析技术的发展趋势。

电力系统建模技术

1）电力系统的建模方法和工具得到长足发展。形成完备的混合仿真建模和智能建模理论。基于WAMS 和 WASA 数据进行仿真模型的修正成为建模的重要手段。

2）建立丰富、精确、模块化和标准化的各类元件模型。模型的模块化、标准化使得系统建模可在任一仿真软件的建模环境下进行，采用通用的输入输出格式，并可在其他仿真软件中进行调用，使模型具备“即插即用”的功能。

3）未来的智能电力设备中可自带标准化的模型并具备对局部模型进行仿真的能力，其结构和参数自行维护更新，模型可以是异地分布的。电力系统数字仿真分析方法

1）电力系统仿真计算方法在计算的收敛性和鲁棒性、结果的准确性以及对最优结果的搜索等方面都取得较大进步。

2）建立灵活的仿真数据平台和异地分布式仿真分析平台，结合智能电力设备中自带的标准化模型，模型数据的云存储和标准化技术，WAMS、WASA 等先进测量技术，云计算技术，实现仿真数据的自动调整和对电网的按需灵活仿真。根据研究目的不同，电网数据可以不同的精细程度自动组合和调整，形成计算用数据，用户无需关心具体数据的存放位置和获取方式。

3）开辟新的仿真计算领域，如与环境保护、新型电力市场运营相结合。

4）建立高度智能化的面向用户、面向问题、面向实验的建模与仿真环境，实现智能人机交互仿真和仿真结果的智能化分析。

5）不同时间尺度的混合仿真技术逐步成熟，实现电磁暂态–机电暂态–中长期动态过程的连续仿真，可获得系统从仿真开始后微秒级到分钟级，甚至小时级时间尺度的动态特性，仿真结果更加贴近系统的实际表现。

6）协同计算将在电力系统仿真分析中逐步应用，使离线仿真分析从以往单地区单人工作的独立模式向多人联合协同计算模式转变，大幅度提高工作效率。

7）人工智能、概率和模糊数学方法将会被更多地引入和研究。人工智能算法是大规模非线性系统求解、优化的有效方法，为电力系统计算

分析开辟了一条新的路径，而概率算法和模糊数学方法则可以更好地处理仿真计算中的各种随机性和模糊性问题。

8）量子计算机具有应用可能，仿真分析方法将发生重大变革。

电力系统在线仿真分析

1）建立在线仿真专家系统，挖掘在线数据与系统稳定性之间的联系，根据历史运行数据和电网运行状况找出薄弱环节。

2）将 WAMS 数据引入到数据整合、参数校核和辨识、动态仿真等各个环节，以提高在线仿真结果与实际系统响应的吻合程度。

3）构建描述电网各类不确定性特征(如天气，间歇性能源接入等)的系统模型，建立在线风险评估系统，采用统一的风险评估指标体系，将确定性安全评价拓展到风险评估。

4）应用数据融合技术，提高对调度自动化系统、广域量测系统、继电保护稳控系统、离线方式数据等多系统多信息的整合能力和利用水平。

5）实现基于超实时仿真的在线控制和云控制，利用大规模电力系统的超实时仿真技术，在故障发生后快速判别系统稳定性，并给出控制措施，解决连锁故障期间电网运行状况瞬息变化导致控制措施失效的问题。云控制是云计算技术与基于超实时仿真的在线控制技术的完美结合，是未来在线控制技术的发展方向。

电力系统实时仿真

1）采用新的并行仿真方法或对既有方法进行改进，结合计算机软硬件技术的发展，实现风力发电、太阳能发电、电压源直流输电、新型FACTS、储能等新能源新设备的电磁暂态实时仿真。

2）实现机电暂态–电磁暂态–中长期动态一体化实时仿真，建立超大规模电力系统数模混合实时仿真平台，实现超大规模电力系统与数十条直流输电、电力电子装置、新能源新设备等的物理仿真设备或物理设备的联合实时仿真。

3）建立电网–电厂–变电站联合实时仿真平台，

可灵活接入实际的电网二次设备、电厂和变电站监

控设备进行仿真试验分析。

4）分布式实时仿真全面应用，开展远程试验。通过异地多个实时仿真装置的配合和高速的通信网络支持，实现多个物理装置的分布式仿真试验，解决带通道保护的继电保护装置、多个 HVDC 或FACTS 控制器等异地试验设备的同步测试和控制器协调问题。远程试验是分布式实时仿真的特殊应用模式，即大电网的实时仿真在异地高性能服务器上进行，而现场仅需要配备与物理待测设备的输入输出接口，需要高速的通信网络支持。

5）建立真实电力系统的影子系统——大电网在线实时仿真系统，通过实时信息采集与传递系统，实时接受电网运行数据，使系统仿真模型能够及时跟踪大电网运行状态特别是灾害情况下的迅速变化。

4 结束语

随着化石能源逐渐枯竭，发展利用清洁能源和可再生能源成为世界各国的必然选择，也是新能源变革的主要内容。在新能源变革形势下，电网的使命也将发生变化，智能电网是适应新能源变革和承担电网新使命的新一代电网。为适应智能电网的发展，未来的电力系统仿真分析技术在准确性、快速性、灵活性等方面将得到极大发展。本文依据计算机、网络、通信等技术当前和未来可能的发展，探讨和预测了新的先进计算技术的发展趋势，以及新的先进计算技术在电力系统仿真分析中的应用趋势。

昆明理工大学考研试题电力系统分析(2012-2016年)

昆明理工大学2012年硕士研究生招生入学考试试题(A卷) 考试科目代码：818 考试科目名称：电力系统分析 试题适用招生专业：080801 电机与电器、080802 电力系统及其自动化、080803 高电压与绝缘技术、080804电力电子与电力传动、080805 电工理论与新技术、085207 电气工程 考生答题须知 1．所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。 请考生务必在答题纸上写清题号。 2．评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。 3．答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。 4．答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。

昆明理工大学2013年硕士研究生招生入学考试试题(A 卷) 考试科目代码： 819 考试科目名称 ： 电力系统分析 考生答题须知 1． 所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。 请考生务必在答题纸上写清题号。 2． 评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。 3． 答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。 4． 答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。 一、 名词解释 （每小题3分，共15分） 1.正序等效定则 2.日负荷率 3.电磁环网 4. 平衡节点 5. 热备用 二、 问答题（60分） 1.什么是电晕现象？如何避免？（5分） 2.输电线路何时作为无功电源、何时作为无功负荷？（5分） 3.试以单变量非线性方程为例，结合图示解释牛顿拉夫逊法的一般思路。（8分） 4.请问什么是发电机的一、二次调频？一次调频能使频率保持不变吗？是否所有机组都进行一次调频？二次调频能否使频率保持不变？是否所有机组都担负二次调频？（10分） 5.简述双绕组变压器分接头选择的步骤，双绕组升压变压器与降压变压器分接头选择有何区别？（8分） 6. 为什么要引入暂态电动势和暂态电抗？它们具有怎样的物理意义？（8分） ' q E ' d x 7.如图1所示的简单电力系统在f 点发生三相短路，作图说明快速切除故障提高同步发电机并列运行稳定性的原理。（8分） 图1 8.画出图2所示电力系统f 点发生接地短路时的零序等值电路。 （8分） 图2 三、 计算题 1. 两系统经联络线构成一个联合系统。正常运行时联络线上没有交换功率流通。两系统的容量 分别为1500MW 和1000MW,各自的单位调节功率（分别以两系统容量为基准值的标幺值）示于

电力技术与电力系统规划研究与探讨

电力技术与电力系统规划研究与探讨 发表时间：2018-08-09T09:45:38.017Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：欧阳普群倪榛潞刘泽群熊明霞袁昆 [导读] 摘要：在本文中，作者以智能电网应用技术及系统作为研究对象，从电力技术的发展以及智能电网规划在电力系统规划中的意义两方面入手，详细分析和阐述了电力技术及电力规划工作，并论证了做好这项工作对促进电力技术乃至整个电网运行系统稳定和长效发展过程中所起到的重要作用和意义。 （国网江西省电力有限公司宜春供电分公司江西宜春 336000） 摘要：在本文中，作者以智能电网应用技术及系统作为研究对象，从电力技术的发展以及智能电网规划在电力系统规划中的意义两方面入手，详细分析和阐述了电力技术及电力规划工作，并论证了做好这项工作对促进电力技术乃至整个电网运行系统稳定和长效发展过程中所起到的重要作用和意义。 关键词：电力技术；智能电网；电力系统；规划研究；意义 引言 从理论上来说，电力系统是指将发电、变电、输电以及用电等电能在运行过程中的循环性工作环节所构成的电能生产、传输、分配以及消费工作有机结合在一起的系统统称。在全球经济一体进程加剧与城市化建设规模不断扩大的推动作用下，不仅电网运行管理体制发生着深刻的变革，现代经济社会电网系统的可靠性需求也在不断提升，这使得相关工作人员需要认识到发展新时期的电网技术已成为电力电网系统不断向前发展的必然选择与趋势。而智能电网技术作为这种新时期电网技术的核心与重点，在电力技术与电力系统规划中发挥着极为重要的作用，需要引起相关工作人员足够的关注。 1 电力技术下智能电网技术的发展分析 在目前能源紧缺问题日益严重的背景下，现代经济社会对电力技术的需求使得一种高效、清洁、可操作、便储存的电力新技术-智能电网成为了当前最具发展空间与潜力的新型电力技术之一。 1.1 智能电网的基本概念分析 何谓智能电网呢？顾名思义它是电网系统以及相关技术智能化的体现。一般而言，智能电网是一种以集成、双向、高效的计算机通信技术为载体，以各种先进的测量、传感、控制、决策技术为依据，以逐步实现整个电网系统的安全、可靠、稳定运行为目的的新型电力技术。 1.2 智能电网的关键特征分析 第一，坚强性。智能电网能够确保在整个电网系统发生突发性或是大面积扰动与故障影响时，终端用户的用电需求仍然能够得到有效满足，且在电网系统受到极端自然天气状况或是外力破坏的作用影响下还能够保持在安全稳定的运行状态，以此实现电力信息的安全保障；第二，自愈性。智能电网不仅具备了持续在线的电网系统安全评估及分析体系，还提供了强大的预防控制及防治体系作为自我输供电能力的保障；第三，兼容性。智能电网与传统意义上的电网系统最大的不同在于它支持了各种清洁可再生能源的介入，并能够通过各种分布式电源与微电网系统的互联来实现各终端用户之间的互动需求，进而使整个电网运行系统所支持的增值服务能够最大限度的契合用户所需；第四，经济性。智能电网为电力市场相关经济活动与交易往来的开展提供诸多的技术支持，它所实现的各种电网运行资源优化配置对于合理降低电网系统运行过程中的传输线路损耗，不断提升电力资源利用效率工作而言有着极为重要的作用与意义。 1.3 智能电网的智能表现 针对上述有关智能电网的关键特征分析，笔者认为智能电网在实际应用过程中之所以被人们称之为“智能”，电网肯定就有着这种电网相对于传统电力技术网络系统更为优越的地方。首先是这种智能电网所表现出的可观测性，电网系统内设置的传感器与采用的有效传感测量技术能够使电网系统任意部分的任意动作及时反映到交互界面上；其次智能电网与观测对象的关系不再仅仅是观测与被观测的关系，同样还具备了控制与被控制、协调与被协调的关系。与此同时，智能电网在数据信息分析决策与环境自我适应方面的优势都使得这种新型电力技术有着比传统电网系统技术更为广阔的发展空间。 1.4 智能电网当中应用到的先进技术 相关工作人员需要认识到智能电网作为新时期电网运行系统的一大分支，是建立在各种先进电力电子技术得以充分应用的基础之上的。具体而言，当前智能电网中所应用到的先进技术有以下几种。 1.4.1 高速双向通信技术 高速双向通信技术从本质上来说是智能电网系统技术自愈特性的最关键体现。它不仅能够实现智能电网自我持续的检测及校正功能，同时也能够对各种在电网系统中潜在或存在的系统运行安全事故进行有效监控与防护，在这些电网系统事故发生之后，高速双向通信技术能够对各输电线路的传输电能进行有效补偿，并及时从新分配潮流，以此杜绝安全事故的隐患进一步扩大，进而使智能电网系统及其相关技术对电力电网的控制能力与服务水平能够得到极大提升。 1.4.2 智能固态表针 智能电网应用技术及其系统最大的资源优势整合在于它将传统意义上的电网系统技术中所应用的电磁表技术与读取系统进行了改进，并以一种能够在电力企业与终端用户之间实现双向通信的智能固态表计数与读取系统来替代。这种表针除了能够持续计量电网系统辐射范围内终端用户在一天不同时段内对电能的需求，同是它还能将电力企业所指定的高峰、低谷电力价格信号与费率储存在电力系统计数装置内部，并将在何时段采取何种电费费率政策的相关信息及时反映到终端用户操作界面上，据此实现整个电网系统的智能化应用及操作。 2 电力技术下智能电网规划在电力系统规划中的意义分析 在当前技术条件支持下，我国的大部分有线电路受电力系统规划工作不到位、不细致的因素影响，短时间内极容易出现整个电网线路的超负荷运行问题，再加上某些地区输电线路发展长期滞后，电站建设受到的关注度还远远不够，不仅电网建设工程周期无法得到满足，建成后的运行电网系统安全性能也无法得到可靠保障。与此同时，我国特殊的能源分布结构使电力资源较为充分的西部、北部电力无法及时且高效的输送到对电力资源需求价高的东部、南部区域，电力能源紧张问题始终是制约我国电力行业以及电力电网系统发生的最关键问题，这也使得智能电网的规划工作在当前经济形式发展下显得格外重要。 2.1 首先，对智能电网进行有效的电力系统规划能够实现智能电网高速双线通信技术下双向互动的职能数据传输，进而有利于动态、浮

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?

三峡大学电力系统分析答案

2008年春季学期 《电力系统分析》课程考试试卷(A 卷) 参考答案及评分标准 命题教师 李咸善 审题教师 杨力森 一、简答题(每小题5分，共40分) 1、高压输电线路的电路参数有哪些？各描述什么物理现象？ 答：电阻、电抗、电导、电纳 （1分） 1、电阻 反映了通电导线的热效应。（1分） 2、电抗 导线中流过交流电流，在导线周围产生的磁场效应。（1分） 3、电导 反映线路的泄漏和电晕现象。（1分） 4、电纳 反映导线间、导线与大地间的电容，即电场效应。（1分） 2、电压降落、电压损耗、电压偏移是如何定义的？ 答：电压降落 ：指的是线路始末两端的电压相量差12()U U -或dU 。（1分） 电压损耗 ：指的是线路始末两端的电压数值差12()U U -（2分） 电压偏移 ：指的是线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差1()N U U -或 2()N U U -，也常以百分值表示。（2分） 3、电力系统常见的调压措施有哪些？ 答：1、改变发电机端电压调压（1.5分） 2、改变变压器变比调压（1.5分） 3、补偿设备调压：如并联电容器、调相机、静止补偿器等。（2分） 4、P-Q 分解法的修正方程对牛顿-拉夫逊法的修正方程做了哪些简化？对计算精度有无影响？ 答：第一个简化是：计及高压电力网络中各元件的电抗一般远大于电阻，以致各点电压相位角的改变主要影响各元件中的有功功率潮流从而各节点的注入有功功率；各节点电压大小的改变主要影响各元件中的无功功率潮流从而各节点的注入无功功率。（2分） 第二个简化是：由于状态变量i δ的约束条件是max ||||i j i j δδδδ-<-，即||||i j i j δδδ-<不宜过大。计及ij G <

电力系统各种研究领域和主题

1. co muni cati on&con trol in power system 2. electric power systems: an alysis and control 3. Electrical En ergy System 电能系统 4. embedded gen eratio n 嵌入式发电 5. fu ndame ntals of power system economics 6. Ha ndbook of Electric Power Calculati ons 7. market operatio ns in electric power systems 8. P0WER QUALITY 电能质量 9. Risk assessme nt of power systems 电力系统风险评估 1O.Switchi ng Power Supply Desig n 开关供电设计 11. un dersta nding electric power systems 电力系统学习 12. u ndersta ndi ng Power Quality problems 电能质量问题学习 13. electric energy econo mic methods 电能经济方法 14. FACTS Modelling and Simulation in Power Networks 灵活交流输电：在电网中的仿真 与模拟 15. HV DC.a nd.FACTS.C on trollers.Applicatio ns.of.Static.Co nverters.i n.P ower.Systems 高 压直流和灵活交流控制器在电力系统中应用 16丄 OAD-FLOW ANALYSIS IN POWER SYSTEMS 电力系统潮流分析 17.Operati on of Market-orie nted Power Systems 市场化电力系统运营 18. Power Generation Operation and Control 发电 运行和控制 19. Power system eco nomics 电力系统经济学 20. power system harm onics 电力系统谐波 21. Power System Operatio ns and Electricity Markets 电力系统运行和电力市场 22. Power System Restructuring and Deregulation 电力系统改制和放松管制 （即电力市场） 23. voltage stability of electric power systems 电力系统电压稳定 24. Transients in Power Systems 电力系统（电磁）暂态 25. tra nsie nt stability of power systems 电力系统暂态稳定 26. Wi nd Energy Ha ndbook 风电手册 27. distrbuted gen erati on-the power paradigmfor the new mille nn ium 分布式发电 28. electric power distributi on han dbook 酉己电手册 29. electric power engin eeri ng han dbook 电力工程手册 30. spatial load forecasting （ 空间）电力负荷预测 31. power transer-principles and applications 电力变压器 -原理和应用 32. electric power tran ser engin eeri ng 电力系统变压器工程 33. wi nd and solar power system 风电和太阳能发电 34. Electric Power Distribution Reliability 配电网可靠性 35. Ag ing power delivery in frastrutures 送电结构 36. Re newable and Efficie nt Electric Power Systems 可再生与高效电力系统 电力系统通讯与控制 电力系统：分析与控制 电力系统经济学基础 电力系统计算手册 电力系统市场运行

541032动画建模与仿真技术

动画建模与仿真技术（541032）教学大纲 01．教学单位：软件学院 02．课程编号：541032 03．课程名称：动画建模与仿真技术 04．课程英文名称：Technology of animation modeling and simulation 05．课程学时： 32学时，其中含实验0学时 06．课程学分： 2学分 07．课程类别：专业教育课 08．课程性质：选修 09．开课学期：第6学期 10．面向专业：软件工程 11．选用教材 1、侯鹏志等，《3ds Max 2010中文版从入门到精通》，电子工业出版社，2010年 2、杨丽等，《城市仿真建模工具:Creator软件教程》，同济大学出版社，2007年 3、王孝平等，《Vega Prime实时三维虚拟现实开发技术》，西南交通大学出版社，2012年 12．主要参考书 1、鲍虎军等，《计算机动画的算法基础》，浙江大学出版社，2000年。 2、Robert Bridson，《Fluid Simulation for Computer Graphics》，A K Peters，2007. 13．课程教学目的与任务 课程目的：主要讲授利用三维建模软件3ds Max 2010和Multigen Creator 3.0进行三维物体和场景建模的基本方法，利用实时视景仿真软件Multigen Vega Prime提供的Lynx Prime软件和Vega API进行视景仿真的基本方法。 课程任务：一、掌握利用3ds Max创建三维模型的方法 二、掌握利用Multigen Creator 创建三维模型及生成地形的方法 三、掌握利用Multigen Vega Prime进行实时视景仿真的方法。

控制系统仿真

5.2设222(x,y,z)4y z f x x y z =+++，求函数f 在(0.5,0.5,0.5)附近的最小值。 解： >> fun=inline('x(1)+x(2)^2/(4*x(1))+x(3)^2/x(2)+2/x(3)','x'); >> x0=[0.5,0.5,0.5]; >> [x fval]=fminsearch(fun,x0) x = 0.5000 1.0000 1.0000 fval = 4.0000 → 函数f 在(0.5,0.5,0.5)附近的最小值为：4.0000 6.8求方程组1221x y z x y z x y z ++=??-+=??--=? 的解。 解： >> A=[1 1 1;1 -1 1;2 -1 -1]; >> b=[1;2;1]; >> B=[A,b]; >> rank(A),rank(B) ans = 3 ans = 3 >> X=A\b X = 0.6667 -0.5000 0.8333 → 方程组的解为：0.6667x =，=-0.5000y ，=0.8333z 6.11求函数3()sin t f t e t -=的拉普拉斯变换。 解： >> syms t; >> ft=exp(-3*t)*sin(t); >> Fs=laplace(ft) Fs = 1/((s + 3)^2 + 1) → 函数3()sin t f t e t -=的拉普拉斯变换为：21(s 3)1 ++

7.11单位负反馈系统的开环传递函数为 1000(s)(0.1s 1)(0.001s 1) G s =++ 应用Simulink 仿真系统构建其阶跃响应曲线。 解： 模型仿真图 1 单位阶跃响应曲线图 1 7.7用S 函数创建二阶系统0.20.40.2(t)y y y u =+=，0y y ==，()u t 为单位阶跃信号，使用Simulink 创建和仿真系统的模型。 解： function [sys,x0,str,ts] = sfun1(t,x,u,flag) switch flag, case 0 [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes; case 3 sys=mdlOutputs(t,x,u); case {1,2,4,9} sys=[]; end function [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes() sizes=simsizes;

电力系统仿真

如图所示为一无穷大功率供电的三相对称系统，短路发生前系统处于稳定运行状态。假设a 相电流为)sin(i |0|0?αω-+=t (1-1) 式中， 2 22|0|m )'()'(L L R R U I m +++= ω,) '()'(arct an R R L L ++=ω? 假设t=0s 时刻，f 点发生三相短路故障。此时电路被分成俩个独立回路。由无限大电源供电的三相电路，其阻抗由原来的)'()'(L L j R R +++ω突然减小为L j R ω+。由于短路后的电路仍然是三相对称的，依据对称关系可以得到a 、b 、c 相短路全电流的表达式 []a T t m m m e I I t I ----+-+=)sin()sin()sin(i |0||0|a ?α?α?αω [ ] α ?α?α?αωT t m e I I t I - -----+--+=)120sin()120sin()120sin(i m |0||0|m b 。 。。 [ ] α ?α?αααωT t m m m c e I I t I - -+--++-++=)120sin()120sin()120sin(i |0||0|。 。。 式中， 2 2m )(L R U I m ω+= 为短路电流的稳态分量的幅值。 短路电流最大可能瞬时值称为短路电流的冲击值，以m i 表示。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值，即所谓的动稳定度。由此可得冲击电流的计算式为 m m 01.001 .0m )e 1(i I K I e I I im T T m m =+=+≈α α 式中，im K 称为冲击系数，即冲击电流值对于短路电流周期性分量幅值的倍数；αT 为时间常数。 短路电流的最大有效值m I 是以最大瞬时值发生的时刻（即发生短路经历约半个周期）为中心的短路电流有效值。在发生最大冲击电流的情况下，有 22 2m 2 1(21)1(m 2） -+= -+= im I im I im K K I I m 短路电流的最大有效值主要用于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 假设无穷大功率电源供电系统如图所示，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。线路参数为 ;km 17.0,km 4.0,5011Ω=Ω==r x km L 变压器额定容量A MW S N ?=20，电压 U s %=10.5，短路损耗KW P s 135=?,空载损耗KW P 220=?，空载电流I 0%=0.8，变比 11110=T K ，高低压绕组均为Y 形联结；并设供点电压为110KV 。其对应的Simulink 仿真

电力系统研究分析简答题

电力系统分析简答题

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电力系统分析自测题 第1章绪论 二、简答题 1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何规定的？ 答:电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。 电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%，用于补偿线路上的电压损失。c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。 2、什么是最大负荷利用小时数？ 答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。 三、计算题 P18 例题 1-1 P25 习题 1-4

第2章电力系统元件模型及参数计算 二、简答题 1、多电压等级网络参数归算时，基准值选取的一般原则？ 答：电力系统基准值的原则是：a.全系统只能有一套基准值b.一般取额定值为基准值c.电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。 2、分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适？ 答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4分裂。 3、什么叫电力线路的平均额定电压？我国电力线路的平均额定电压有哪些？ 答：线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。我国的电力线路平均额定电压有 3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、115kv、230kv、345kv、525kv。 三、计算题 1、例题 2-1 2-2 2-5 2-7 2、习题 2-6 2-8 3、以下章节的计算公式掌握会用。 2.2输电线路的等值电路和参数计算 2.4 变压器的等值电路和参数的计算 2.5 发电机和负荷模型（第45页的公式）2.6 电力系统的稳态等值电路 第3章简单电力网的潮流计算 二、简答题 1、降低网络损耗的技术措施?

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.

历年《电力系统分析》硕士研究生复试题

2001年《电力系统分析》硕士研究生复试题 一、回答问题：（共50分） 1、等值电路中S为三相功率时，V、I、z和y代表的数值分别是“线”还是“相”值？（4分） 2、电力系统三相电路分析中用标幺制时，基准值的选取有几个任意给定量？为什么？（5分） 3、实际系统在什么情况下采用恒定电势源数学模型？本身具有什么特性？（5分） 4、在电力系统中产生短路冲击电流的条件是什么？（5分） 5、为什么在用计算机对某网络初次进行潮流计算时往往是要调潮流？而并非任何情况下只一次送入初始值算出结果就行呢？要考虑什么条件？各变量是如何划分的？哪些可调？哪些不可调？（6分） 6、若想提高电力系统暂态稳定性所要考虑的基本原则是什么？提高

电力系统静态稳定性呢？（6分 7、在同步发电机出口发生三相短路时，为什么用次暂态和暂态电势来分析、计算短路电流？是否可只用Eq来分析、计算短路电流？为什么？（6分） 8、某架空线π型等值电路，阻抗为R+jX，对地导纳为两个jB/2，始端电压为V1，末端电压为V2，始端流入阻抗的功率为P1+jQ1，试分析该线路对外何时为容性元件？何时为感性元件？（6分） 9、某三个节点的环网，①节点为电源节点且电压给定，而②③节点为负荷节点且功率已知，若用手算潮流要求达到一定的精度，请给出计算的步骤。（7分）

二、简算：（共20分） 1、某单机—无限大系统E′=138KV，U=115KV，X I=79.35Ω，取U B=115KV，S B=100MVA时，T J =6.5S，δ0=300，P0=100MW，短路时α=30弧度/秒2，求：XⅡ=？（6分） 2、简单系统如图，发电机保持Eq不变，运行规程要求K P值不得小于15%，问：允许发电机输出的最大功率为多少？（6分） U =1 G Xd =1.0 XT=0.2 XL=0.3 S=0.8+j0.6 3、某系统如图所示，f点发生三相短路，求：极限切除角δcm=？（8分）

电力系统的设计与开发

国家电力设备资源管理系统的设计与实现 刘培峰 （河北科技师范学院工商管理学院，信息管理与信息系统专业1202班） 指导教师：许伟丽 摘要：电力设备是电力生产企业进行生产活动的重要物质技术基础。设备的管理水平、利用效率都会对电力生产企业的运营和管理带来直接的影响。文章通过介绍课题的背景、意义以及国内外研究现状，指出目前电力公司采用人工方式管理设备存在的问题，从而指明建立电力设备管理系统的必要性和紧迫性。在此基础上，严格按照GBT 8567-2006规范和软件生命周期的六个阶段对系统进行分析、设计和开发。最后，在开发完成后通过一部分核心代码和运行界面对软件进行说明。 关键词：电力设备；资源管理；Strust；MVC 1 绪论 1.1 课题背景 在这个时代，一个企业现代信息技术水平的高低，将成为企业竞争力强弱的重要标志。只有迅速掌握好互联网信息技术，按现代的管理方法管理企业的物流、和信息流，实现企业管理信息化[1]。只有这样才能全面提升企业资源配置水平，提高企业的运行效率。 21世纪是科技信息时代，陈旧的管理模式不是适应新时代的要求,它存在着管理效率低下、记录容易出错等一系列缺点。对于以上的种种缺点，会对企业的经济效益差生很大影响，增加了企业运营成本，降低了企业的生产力。 1.2 研究意义 为了使设备管理人员更好地知道设备的情况与设备维修人员更好地对设备进行检修和校准，由此开发设备管理系统，使得设备各种记录实现计算机化，脱离无纸化，并且数据化。 2 可行性分析 2.1 社会可行性 国家电力设备资源管理系统主要目的是对电力公司的电力设备进行管理，并且严格按照国家法律法规来进行研究和实践，并无法律和政策方面的限制。 2.2技术可行性 本系统采用的是MySQL、JSP和Java开发，Windows 10 Professional操作系统。由于Java、JSP 功能强大，而MySQL灵活并且易维护，在开发方面具有容易理解、开发速度快的特点，以及这些技术大量的实际应用，所以Java、MySQL、JSP是开发设备管理系统的最好选择[2]。 2.3 操作可行性 目前，大多数的计算机都能运行本系统。在系统开发前，进行了充分的用户调研，开发的系统操作简单、易于上手、容易理解，并且系统的界面简单，提示的信息完整，由相关人员进行简单指导就能够方便的操作本系统。 3 需求分析 3.1 技术需求 系统在技术上要求：

对汽车控制系统建模与仿真

对汽车控制系统建模与仿真 摘要：PID 控制是生产过程中广泛使用的一种最基本的控制方法，本文分别采用用简单的比例控制法和用PID控制来控制车速，并用MATLAB对系统进行了动态仿真，具有一定的通用性和实用性。 关键词：MATLAB 仿真；比例控制；PID 控制 1 MATLAB和PID概述 MATLAB是matrix和laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 2车辆行驶过程车速的数学模型 对行驶在斜坡上的汽车的车速进行动态研究，可以分析车辆的性能，指导车辆的设计。MATLAB软件下的SIMULILNK模块是功能强大的系统建模和动态仿真的软件，为车辆行驶过程车速控制分析提供了一种有效的手段。 汽车行驶如图7.4.1所示的斜坡上，通过受力分析可知在平行于斜面的方向上有三个力作用于汽车上：发动机的力、空气阻力和重力沿斜面的分量下滑力。

计算机仿真实验-基于Simulink的简单电力系统仿真参考资料

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044030 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。

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备 1、什么是动力系统、电力系统、电力网? 答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统; 把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统; 把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。 2、现代电网有哪些特点? 答:1、由较强的超高压系统构成主网架。2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。 3、区域电网互联的意义与作用是什么? 答:1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。 5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。 4、电网无功补偿的原则是什么? 答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。 5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么? 答:电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性),它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗)关系不大。在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的。因此,系统频率可以集中调整控制。 电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同。电力系统各节点的电压通常情况下是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗)有较大关系。因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制。