电力系统自动化实验报告

电力系统自动化实验报告

学院:核技术与自动化工程学院

专业:电气工程及其自动化

班级: 电气工程及其自动化1班学号:

姓名:

指导老师: 顾民

完成时间:2014.5.11

目录

实验一发电机组的起动与运转实验 (3)

实验二典型方式下的同步发电机起励实验 (8)

实验三励磁调节器控制方式及其相互切换实验 (9)

实验四典型方式下的同步发电机起励实验 (15)

实验五励磁调节器的控制方式及其相互切换 (16)

实验六跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实验 (22)

实验一发电机组的起动与运转实验

一、实验目的

1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。

2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。

3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作

二、原理说明

在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。

图3-1-1 为调速系统的原理结构示意图，图3-1-2 为励磁系统的原理结构示意图。

图3-1-1 调速系统原理结构示意图

装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLWT-3 型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15 型直流电机调速装置，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。

图3-1-2 励磁系统的原理结构示意图

发电机出口的三相电压信号送入电量采集模块1，三相电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经485 通信口送入微机励磁装置；发电机励磁交流电流部分信号、直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果经485 通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机励磁电流。

三、实验容与步骤

1．发电机组起励建压

⑴先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。

⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。

⑶按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。

⑷按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。

⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm 时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。

⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下：

①手动起励建压

1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。

2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。

3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

②常规励磁起励建压

1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“常规控制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。

2) 重复手动起励建压步骤⑵

3) 励磁电源为“自并励”时，需起励才能使发电机建压。先逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大到3.5V 左右，按下THLCL-2 常规可控励磁装置面板上的“起励”按钮然后松开，可以看到控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到发电机电压达到设定的发电机电压。

4) 励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。逐渐增大给定，可调节THLCL-2 常规励12磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发电机电压。

③微机励磁起励建压

1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“微机控制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。

2) 检查THLWL-3 微机励磁装置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：

“励磁调节方式”设置为实验要求的方式，此处为“恒Ug”。

“恒Ug 预定值”设置为设定的发电机电压，此处为发电机额定电压。

“无功调差系数”设置为“+0”

具体操作见THLWL 微机励磁装置使用说明。

3) 按下THLWL-3 微机励磁装置面板上的“启动”键，发电机开始起励建压，直至THLWL-3微机励磁装置面板上的“增磁”指示灯熄灭，表示起励建压完成。

2．发电机组停机

⑴减小发电机励磁至0。

⑵按下THLWT-3 微机调速器装置面板上的“停止”键。

⑶当发电机转速减为0 时，将THLZD-2 电力系统综合自动化控制柜面板上的“励磁电源”打到“关”，“原动机电源”打到“关”。

3．发电机组并网

⑴首先投入无穷大系统，具体操作参见第一部分“无穷大系统”，将实验台上的“发电机运行方式”切至“并网”方式。打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。

⑵发电机与系统间的线路有“单回”和“双回”可选。根据实验要求选定一种，此处选“单回”。单回：断路器QF1 和QF3（或者QF2、QF4 和QF6）处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态；双回：断路器QF1、QF2、QF3、QF4 和QF6 处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态。

⑶合上断路器QF7，调节自耦调压器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机电压。

⑷投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。

⑸发电机组并网有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动并网；一是半自动并网；一是自动并网。为了保证发电机在并网后不进相运行，并网前应使发电机的频率和电压略大于系统的频率和电压。

①手动并网

所谓“手动并网”，就是手动调整频差和压差，满足条件后，手动操作并网断路器实现并网。

1) 选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮旋到“手动”状态。

2) 观测同期表的指针旋转。同期时，以系统为基准，fg> fs 时同期表的相角指针顺时针旋转，频率指针转到“+”的部分；Ug>Us 时压差指针转到“+”。反之相反。fg 和Ug 表示发电机频率和电压；fs 和Us 表示系统频率和电压。根据同期表指针的位置，手动调整发电机的频率和电压，直至频率指针和压差指针指向“0”位置。表示频率差和压差接近于“0”，此时相角指针转动缓慢，当相角指针转至中央刻度时，表示相角差为“0”，此时按下断路器QF0 的“合闸”按钮。完成手动并网。

②半自动并网

所谓“半自动并网”，就是手动调整频差和压差至满足条件后，系统自动操作并网断路器实现并网。

1) 选定“同期方式”。将THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“同期方式”旋钮旋到“半自动”状态。

2) 检查THLWZ-2 微机准同期装置的系统设置菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：

“导前时间”设置为200ms

“允许频差”设置为0.3Hz

“允许压差”设置为2V

“自动调频”设置为“退出”

“自动调压”设置为“退出”

“自动合闸”设置为“投入”

上述的设置操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“QF0 合闸时间设定”为0.11 s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3) 投入微机准同期。按下THLWZ-2 微机准同期装置面板上的“投入”键。

4) 根据THLWZ-2 微机准同期显示的值，手动调整频差和压差，满足条件后，自动并网。

③自动并网

所谓“自动并网”，就是自动调整频差和压差，满足条件后，自动操作并网断路器，实现并网。

1) 选定“同期方式”。将THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“同期方式”旋钮旋到“自动”状态。

2) 检查THLWZ-2 微机准同期装置的系统设置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：

“导前时间”设置为200ms

“允许频差”设置为0.3Hz

“允许压差”设置为2V

“自动调频”设置为“投入”

“自动调压”设置为“投入”

“自动合闸”设置为“投入”

上述设置的操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2 电

力系统综合自动化实验台上的“QF0 合闸时间设定”为0.11 s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3) 投入微机准同期。按下THLWZ-2 微机准同期装置面板上的“投入”键。

4) 检查THLWT-3 微机调速装置和THLWL-3 微机励磁装置是否处于“自动”状态，如果不是，调整到“自动”状态，操作可参见THLWT 微机调速装置使用说明书和THLWL 微机励磁装置使用说明书。

5) 满足条件后，并网完成。

6) 退出同期表。将THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“同期表控制”旋钮打到“退出”状态。

4．发电机组发出有功和无功功率

⑴调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kVar，PF=0.8。具体操作：

①手动励磁：调节THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“手动也调压”

旋钮，逐步增大励磁，直到达到要求的无功值。

②常规励磁：调节THLCL-2 常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐步增大给定，直至达到要求的无功值

③微机励磁：多次按下THLWL-3 微机励磁装置面板上的“＋”键，逐步增大励磁，直至达到要求的无功值。

⑵调节调速器，调整发电机组发出的有功，具体操作：多次按下THLWT-3 微机调速装置“+”键，逐步增大发电机有功输出，使P=1kW。

5．发电机组解列

⑴将发电机组输出的有功和无功减为0。具体操作：

①多次按下THLWT-3 微机调速装置“－”键，逐步减少发电机有功输出，直至有功接近0。

②调节励磁，减小无功。多次按下THLWL-3 微机励磁装置面板上的“－”键，逐步减少发电机无功输出，直至无功接近于0。

备注：在调整过程中，注意不要让发电机进相。

⑵按下THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的断路器QF0 的“分闸”按钮，将发电机组和系统解列。然后发电机停机，具体参照实验容“⒉发电机组停机”。

6．发电机组组网运行

该功能是配合THLDK-2 电力系统监控实验台而设定的。

⑴将THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式”切至“联网”方式。

⑵将THLZD-2 电力系统综合自动化实验台左侧的电缆插头接入THLDK-2 电力系统监控实验台。

⑶重复实验1 发电机组起励建压步骤。

⑷采用手动并网方式，将发电机组并入THLDK-2 电力系统监控实验台上的电力网。具体

操作参见THLDK-2 电力系统监控实验指导书。

四、实验报告

1．为什么发电机组送出有功和无功时，先送无功？

2．为什么要求发电机组输出的有功和无功为0 时才能解列？

电力系统自动化实验报告

电力系统自动化报告 学院: 核技术与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 2011060505班 学号: 3201106050504 姓名: ~~~~~~ 指导老师: 顾民 完成时间: 2014年4月30日

电力系统自动化实验报告 实验一发电机组的启动与运转实验 一、实验目的: 1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。 二、原理说明: 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 THLZD-2型电力系统综合自动化实验台输电线路的具体结构如下图所示： 调速系统的原理结构图：

励磁系统的原理结构示意图 三、 实验内容与步骤： 1．发电机组起励建压

接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 ⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。 ⑶按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。 ⑷按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。 ⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm 时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。 ⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下： ①手动起励建压 1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动 调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。 2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。 3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

浅谈电力系统自动化

浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

电力系统自动化的应用及发展趋势

电力系统自动化的应用及发展趋势 摘要：在电力事业不断发展的形势下，作为一项重要且不容忽视的现代科学技术，电力系统自动化能够在推进电力系统的发展方面发挥积极的作用。随着科学 水平的提升和社会的进步，电力系统自动化技术引起了社会各界的密切关注并且 有了更加广泛的应用，对于深入研究电力系统有着非同一般的意义。基于此，本 文就电力系统自动化的相关应用及其发展趋势做了一定深度的研究，希望为有关 的研究者提供一定意义上的理论参考。 关键词：电力系统自动化；应用；发展趋势 电力行业是一个国家国民经济的重大命脉，它对国家的商业、军事、生产、交通等各个 行业的发展都有着极大的影响，只有拥有一套“安全、稳定、优质”的电力系统，才能保证国 民经济快速健康稳步发展。电力系统自动化的发展和不断壮大，是国民经济和社会稳步发展 的必要条件，也是一个国家现代化程度的体现。 一、电力系统自动化概述 电力系统主要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成，其原理是通过发电设备把 风能、水能、光能等转化为电能，并经变电系统、输电系统和配电系统将电能传送给用电设备，以实现电能向热能、光能的转化，从而满足群众的生活、工作和生产需要。电力系统自 动化是利用计算机操作系统，按照预先设计好的程序远程控制电力系统的设备，使其在没有 人直接参与的情况下自动完成各项任务，并自动修复电力设备在运行过程中出现的各种故障。电力系统自动化的目的是更加安全、高效、快捷地利用电能，对发电、送电和配电过程进行 自动控制、自动调度，从而实现对电力系统的自动化管理。我国电力系统自动化主要包括变 电站自动化及智能保护、电力系统管理自动化、电力系统自动化技术的应用、人工智能在电 力系统中的应用、电气设备自动检测及故障诊断和修复等。电力系统自动化按照电能的生产 和分配可分为发电系统自动化、供电系统自动化、电网调度自动化、电力信息传送自动化、 电力事故处理自动化、电力管理自动化等。 二、电力系统自动化的相关应用 1、变电站自动化 在电力系统中，变电站是联系发电厂与电力用户的主要环节。和传统变电站工作相比， 变电站自动化对人工监视和人工操作在很大程度上实现了自动化，并且对于变电站的监控范 围也有了很大程度的扩大，大大地提高了变电站的的运行以及工作效率。在自动化应用中常 见的是采用计算机技术来代替电力信号电缆，不断的实现计算机操作的自动化和屏幕化，从 运行管理和记录的统计方面全面实现自动化。 2、发电厂自动化 应用自动化技术，不仅能够使发电厂的发电量受到严格的控制，还能维护相关电力设备 的高效、稳定以及安全运行，促进电力设备以及系统的自动化。除此以外，变电站在电力系 统中还能与相关的网络技术共同实现电能的配备以及输送，紧密的连接用户以及电厂，更好 的了解以及满足用户的多元化需求。因此要实现发电厂人机的一体化，进一步的改善生产模式，提高自动化水平以及电力生产的效率，就必须有机的融合网络技术以及电力自动化技术，如此才能大大的提高电厂的效率，赋予电能更高的质量，使发电厂更好的监控电力设备，维 护设备的正常运行。 3、电网调度自动化 电力系统自动化的重要部分之一就是电网调度的自动化，在我国电网调度自动化中，可 按级别分为国家、地区、省级、和县级的电网调度。电网调度自动化实现了电力生产过程中 的数据实时采集，能够科学地估计和分析电力系统状态，从而使电力负荷预测、自动发电控制、经济调度等都得到了充分的实现，并且逐渐适应了电力市场中的运营需求。 4、配电自动化 配电系统是连接用户和供电部门的纽带，配电系统的管理直接关系着电力系统的安全、 经济和高效运行。目前我国配电网覆盖区域大，在空间和布局上有不同的要求，其中配电设

电力系统自动化技术专业介绍

电力系统自动化技术专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化automation of power systems 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。

电力系统自动化作业非常详细

电力系统自动化期末作业 题目：带励磁系统的自动发电控制（AGC）学号： P091812925 姓名：谢海波 同组人：马宁、马超、李维、谢海波、杨天曾专业班级： 09级电气工程及其自动化3班 学院：电气工程学院 指导教师：杨晶显老师

目录 目录 (1) 1 概述 (2) 1.1课题背景 (3) 1.2带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制示意图 (3) 2 发动机调速系统 (4) 2.1发电机模型 (4) 2.2负荷模型 (5) 2.3原动机模型 (6) 2.4调速器模型 (6) 3 发电机励磁系统 (7) 3.1励磁调节器的工作原理 (7) 3.2励磁方式 (7) 3.3励磁机的作用 (8) 4 励磁系统的自动发电控制（AGC） (8) 5 仿真结果分析 (12) 6 总结 (13) 参考文献 (13)

带励磁系统的自动发电控制（AGC） 摘要：随着电力系统自动化的高度发展，现代电网已发展成为在电力市场机制的基础上多控制区域的互联系统，自动发电控制(AGC)作为互联电网实现功率和频率控制的主要手段，其控制效果直接影响着电网品质。因此，跨大区互联电网通过什么样的标准对其控制质量进行评价，电网AGC采用什么样的控制方法是近年来调度自动化关注的一个热点问题。本论文紧紧围绕这一具有重要现实意义的课题展开了研究和讨论，介绍了带励磁系统的自动发电控制电网AGC技术的实现与发展，带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制方案，发电机的调速系统模型的基本组成及其设计和控制策略。最后通过一个孤立发电站的组合仿真框图及其技术参数，搭建混合SIMULINK仿真框图进行仿真，当励磁系统参数变化时求出其频率偏差和机端电压响应，通过仿真结果来分析频率控制和电压控制的关系。 关键词：励磁系统，自动发电控制，电力系统，频率，电压 1 概述 自动发电控制(Automatic Generation Control)简称AGC，作为现代电网控制的一项基本功能，它是通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的负荷变化，从而维持频率等于额定值，同时满足互联电力系统间按计划要求交换功率的一种控制技术。它的投入将提高电网频率质量，提高经济效益和管理水平。自动发电控制技术在“当今世界已是普遍应用的成熟技术，是一项综合技术”。自动发电控制在我国的研究和开发虽然起步较早，但真正在电网运行中发挥效能，还是在最近几年。原来我国几个主要电力系统都曾试验过自动频率调整(AFC)，而直到改革开放以后，自动发电控制却还未能全部正常运行。近些年来，随着我国经济的高速发展，对安全、可靠、优质和经济运行，各大区电网都对频率的调整非常重视，并实行了严格的考核。为实现这一目标，全国各大电网均不同程度地采用了AGC技术。随着计算机技术、自动控制理论、网络通讯等技术的发展，电厂、电网自动化运行水平的不断提高，自动发电控制逐步得到广泛的应用。现代的AGC是一个闭环反馈控制系统，主要由两大部分构成，如图1-1所示：（1）负荷分配器：根据测得的发电机实际出力、频率偏差和其它有关信号，按一定的调节准则分配各机组应承担的机组有功出力设定值。该部分为传统的电网调度功能实现。 （2）机组控制器：根据负荷分配器设定的有功出力，使机组在额定频率下的实发功率与设定有功出力相一致。电厂具备AGC功能时该部分由机组协调控制系统CCS自动实现。

电力系统自动化习题及答案

第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果 上有何特点？ 分类:准同期,自同期 程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。 自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。 特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小 自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多 少？ 理想条件：实际条件（待并发电机与系统） 幅值相等：UG=UX 电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 频率相等：ωG=ωX 频率差不超过额定的0.2%-0.5% 相角相等：δe=0（δG=δX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别有何 影响？ 幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产生作用力。 频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。 这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。它产生的 拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时 小变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？

5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。 书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成 作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。 相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。 滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 Step 1：计算Usmin，如果Usmin≤USy转Step 2；否则调整G来改变UG Step 2：ωsy的计算 Step 3：如果ωs≤ωsy继续Step 4；否则调整G来改变ωG，ωs=ωG-ωX Step 4：δe的计算：δe=tYJ?ωs Step5：δe≤δey合闸；否则调整G来改变ωG，从而δe 8、简述同步发电机并列后由不同步到同步的过程（要求画图配合说明）。 书上第7页，图1-4 说明：1、如果发电机电压Ug超前电网电压Ux，发电机发出功率，则发电机将被制动减速，当Ug落后Ux，发电机吸收无功，则发电机加速。 2、当发电机刚并入时处于a电，为超前情况，Ws下降---到达b点，Wg=Wx，&e最 大，W下降，&e下降——处于原点，Ug=Ux----&e=0，Wg＜Wx——过原点后， &e＜0，——Wg上升 总之。A-b-0-c，c-0-a，由于阻尼等因素影响，摆动幅度逐渐减小到同步角9、准同期并列为什么要在δ=0之前提前发合闸脉冲？提前时间取决于什么？恒定越前时间并列装置的恒定越前时间如何设定？ 10、恒定越前时间并列装置如何检测ωs<ωSY？

浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 陈祖耀

浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势陈祖耀 发表时间：2018-07-31T10:35:09.733Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：陈祖耀[导读] 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。 国网福鼎市供电公司福建宁德 355200 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一项新兴技术实现了电力技术与电子信息技术的融合，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用，对电力传输系统的发展产生了深远的影响。目前，电力系统自动化技术已渗透到电力系统的各个方面，取得了显着成效。本文介绍了电力系统自动化技术的现状，并展望了其发展趋势。 关键词：电力系统自动化；技术现状；发展趋势引言 中国目前电力严重短缺。如何采用先进的管理方法和模式实现电力系统的全行业遥控，遥测，遥调，遥信和遥控，已成为保证电力系统高效，安全，可持续运行的重要课题。就目前的发展趋势而言，电网的不断发展，电网运行管理的需求在不断变化。为确保电力生产安全有序发展，有必要进一步将电力系统的自动化控制技术应用于中国电力系统，以促进中国电力系统的健康发展。 1电力系统自动化内涵 电力系统一般由发电，输电，变电站，供电等几个环节联结起来，各控制系统有自己的联系。电力系统自动化不仅对电力供应的稳定性，安全性和可持续性起着决定性的作用，而且可以减少电力系统工人的数量，减少劳动强度，降低事故率，延长设备使用寿命，提高设备性能，电网管理和维护快捷方便。最重要的是电力系统自动化能够有效防止电力系统事故，如大面积停电等严重连锁事故，确保电力支持经济运行稳定可靠，意义长远而深远。电力系统自动化的主要特点是：电力系统是一个动态系统，具有模型不确定性和强非线性；电力系统需要高度的适应性；电力系统自动化难以控制的不确定因素多因素。电力系统自动化的困难包括：电力系统自动化中的多目标优化和多工作模式下故障条件下的稳健性；单个链路上更多的电力系统链路和控制需要该链路和其他链路的协调和配合。电力系统自动化技术应用于电力调度系统，配电网系统和变电站系统。电力调度系统自动化技术的主要应用是电荷预测，发电规划，网络拓扑分析，电力系统状态评估，暂态静态安全分析和自控发电等功能。配电系统中的有线通信促进了内部信息的交换，并提高了实时控制的性能，稳定性，效率和可靠性。变电站系统自动化技术可以收集来自电源线的实时参数，如电流，电压和电抗。通过对主控终端的分析，可以对远端供电设备进行调整，以满足客户的用电需求，保证供电质量。同时，我们可以分析电力需求的趋势，预测趋势并更好地调配电力。 2电力自动化技术的探讨分析 2.1无线技术 无线技术可以实现远程控制和管理，具有高度的信息共享，还可以减少线路的铺设。目前有很多无线技术，但由于无线信号在空间传输过程中所携带的带宽，无线信号的物理障碍，抗干扰，可扩展性和投资成本的易感性随着无线网络技术的不同而不同，因此适合的电力只有几种自动化。用户根据无线技术的环境选择适当的无线技术。目前的无线技术主要是GPRS/GSM，ZIEBB，WIMAX，WIFI和AdHoc 网络，但现在发展最快的网络是WIMAX和WIFI，因为它们在带宽和安全性方面更好，灵活性高，成本更低。 2.2信息化技术 电力信息化是电力自动化的核心，包括发电，调度自动化和管理信息自动化。配备电脑监控系统的发电厂和变电站，实现少数值班人员甚至无人值班，可以改善电厂自动化生产过程中的自动化监控系统。 2.3信息安全技术 现代人的生活离不开电力。电力是社会和经济发展的生命线。电力系统运行的安全和稳定对社会经济发展至关重要。电力系统的安全性是一个世界性的问题，目前尚未解决。尽管电力系统不太可能发生故障，但如果发生故障，将会造成巨大的经济损失和社会影响。在我国，电力系统发生重大事故。现在我们局已经试点建设智能电网，智能电网可以最大限度地减少电力系统故障的发生，减少停电造成的损失。中国经济高速发展，电力系统也迎来了前所未有的速度和发展规模，三峡电站，西电东送等一系列重大电网项目已建成并投入运行，电网安全，设备安全，电力工作者被提出更高的更新要求。 2.4传动技术 动力传动技术主要是实现变频调速，主变频器实现变频调速。变频器是节能减排的首选，已被广泛应用于电力设备和技术上也相当成熟。由于其在节能降耗方面的作用，变频器已成为电力行业改革技术的首要目标。ABB目前是该行业最大的电力自动化领导者，建立了世界上最大的变压器制造基地和绝缘子制造中心。该公司的变频器，PLC，仪器仪表等行业得到了很好的应用。 3电力系统自动化技术发展的现状 3.1自动化技术在电网调度中的应用 现代电网调度自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测，采集和分析，完成系统的高效运行。电网调度自动化操作通过自动控制技术的应用，实现对电网运行状态的实时监控，保证电网运行的质量和可靠性，实现电能的充足供应，使人们需求得到满足。在自动化技术应用的同时，能源损失最小化，保证了电源的经济和环保，实现了节能。 3.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网自动化控制中发挥着重要作用。随着电网技术的不断发展，现代化程度和配电网络化程度越来越高，实现了配电网主站，变电站和轻轨终端三层结构，配电网发展，通信传输速度有保证，自动化系统的性能得到提高。加强系统继电保护控制，减少大面积停电现象，保证供电，提高电力系统可靠性和安全性，优化电网事故快速消除机制，科学事故应急响应机制建立，停电时间明显缩短；电力公司要加强对电力系统的控制，使电力系统的运行状况更加方便了解；正常值班模式被打破，无人值班的电厂出现，工作人员的工作效率大大提高。 3.3自动化技术在变电系统中的应用 通过计算机技术，通信技术和网络技术的应用，变电站系统实现了对二次系统的监控。通过功能设计的优化和科学综合系统的协调，可以方便地收集设备的运行信息。 4电力系统自动化技术发展的展望

电力系统自动化-实验一 自动准同期并网实验

实验一自动准同期并网实验 1.本次实验的目的和要求 1）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小的数值，更有利于平稳地进行并列。 图1 自动准同期并列装置的原理框图 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。

“自动合闸”：投入。 3）在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项（导前时间整定、允许频差、允许压差）分别按表1，2，3修改。 注：QF0合闸时间整定继电器设置为t d-（40～60ms）。t d为微机准同期装置的导前时间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四（微机准同期装置使用说明）、实验三（压差、频差和相差闭锁与整定）等实验内容。 ⑵操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V，n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 4）发电机组的解列和停机。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生解决实际问题的能力。 6.考核要求

(完整版)电力系统自动化的发展趋势和前景

目前电力系统市场发展中的自动控制技术趋向于控制策略的日益优化，呈现出适应性强、协调控制完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的发展趋势。在设计层面电力自动化系统更注重对多机模型的问题处理，且广泛借助现代控制理论及工具实现综合高效的控制。在实践控制手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在研究人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联合作战模式。在整体电力系统中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环控制不断发展，且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的安全、合理性过度，例如从能量管理系统向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区域的广泛发展，例如实现了全过程的监测控制及综合数据采集发展、区域电力系统的稳定控制发展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的发展，例如综合变电站实现了自动化发展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着灵活、快速及数字化的方向发展;系统继电保护技术实现了全面更新及优势发展等。依据以上创新发展趋势电力系统自动化市场的发展目标更加趋于优化、协调与智能的发展，令潮流及励磁控制成为市场新一轮的发展研究目标。因此我们只有在实践发展中不仅提升系统的安全运行性、经济合理性、高效科学性，同时还应注重向自动化服务及管理的合理转变，引入诸如管理信息系统等高效自动化服务控制体系，才能最终令电力系统自动化市场的科学发展之路走的更远。 电力系统自动化市场科学发展前景 经过了数十年的研究发展，我国先进的计算机管理技术、通信及控制技术实现了跨越式提升，而新时期电力系统则毋庸置疑的成为集计算机、通信、控制与电力设备、电力电子为一体的综合自动化控制系统，其应用内涵不断扩充、发展外延继续扩展，令电力系统自动化市场中包含的信息处理量越来越庞大、综合因素越来越复杂，可观、可测的在数据范围越来越广阔，能够合理实施闭环控制、实现良好效果的控制对象则越来越丰富。由此不难看出电力系统自动化市场已摒弃了传统的单一式、滞后式、人工式管理模式，而全面实现了变电站及保护的自动化发展市场、调度自动化市场、配电自动化市场及综合的电力市场。在变电站及保护的自动化市场发展中，我国的500千伏变电站的控制与运行已经全面实现了计算机化综合管理，而220千瓦变电站则科学实现了无人值班看守的自动化控制。当然我国众多变配电站的自动化控制程度普及还相对偏低，同时新一轮变电站自动化控制系统标准的广泛推行及应用尚处在初级阶段，因此在未来的发展中我们还应继续强化自动化控制理念的科学引入，树立中小变电站的自动化控制观念、提升大型变电站的自动化控制水平，从而继续巩固电力自动化系统在整体市场中占据的排头兵位置，令其持之以恒的实现全面自动化发展。 电力调度及配电自动化市场的前景发展 随着我国电力系统自动化市场的不断发展电力调度自动化的市场规模将继续上升，省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例，且市场需求将不断扩充。电力调度系统

电力系统自动化未来发展方向

一、电力系统自动化技术 1.电网调度自动化。电网调度自动化主要组成部分由电网调度控制中心的汁算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备、通过电力系统专用广域网连结的下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备等构成。电网调度自动化的主要功能是电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷予测、自动发电控制、自动经济调度并适应电力市场运营的需求等。 2.变电站自动化。电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化;运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 3.发电厂分散测控系统(DCS)。 过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能l/O模件组成。MCU模件通过冗余的l/O总线与智能l/O模件通讯。PCU直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(OS)和工程师工作站(ES)提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段。工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 二、电力系统自动化总的发展趋势 （一）当今电力系统的自动控制技术正趋向于 1、在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 2、在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 3、在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 4、在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 （二）整个电力系统自动化的发展则趋向于 1、由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）。 2、由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）。 3、由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展。 4、装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变。 5、追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制。 2由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC（自动发电控制）；由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS（能量管理系统）到DMS（配电管理系统）；由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA（监测控制与数据采集）的发展和区域稳定控制的发展；由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；由以提高运行的安全、经济、效率为目标向管理、服务的自动化扩展，例如MIS（管理信息系统）在电力系统中的应用。 三、具有变革性重要影响的三项新技术 （一）电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段：基于传递函数的单输入、单输出控制阶段；线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段；智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有：1、电力系统是一个具有强非线性的、变参

电力系统自动化

计算题。（1题2分 2-8每题3分，9-10每题6分，共35分） 1.某地区2007年被调度部门确认的事故遥信年动作总次数为120次，拒动1次，误动1次，求地区2007年事故遥信年动作正确率为多少？（答案小数点后保留两位） 解：2007年事故遥信年动作正确次数：120－（1＋1）＝118 Ayx＝118/120=98.33% 2.一条10KV配电线路的二次电压为100V，二次电流为3A，功率因数为0.8，三相电压对称，三相负荷平衡，其中电压变比为10000/100，电流变比为300/5，试计算测得的二次功率，并计算其折算到一次侧的功率。 解:二次功率P2= 1.732UICOSφ=1.732×100×3×0.8≈415.68(W) 一次功率P1=415.68×(10000÷100)×(300÷5)=2494080(W)≈ 2.49(MW) 3.一台UPS主机为10kVA，问要达到10kVA4h的配置要求，约需要配置多少节12V100Ah的蓄电池？ 解:1)UPS主机要求配置的总VAh数为：10kV A×4h=40kV Ah=40000V Ah；2)每节电池的V Ah数为：12V×100Ah=1200V Ah； 3）需要的电池节数：40000÷1200=33.33节，约需34节。 4.某一线路的TA变比为300/5，当功率源中的电流源输入变送器的电流为4A时，调度端监控系统显示数值为多少这一路遥测才为合格（综合误差＜1.5％） 由综合误差＜1.5％知300A×1.5%＝4.5A 所以，在标准值为±4.5A之内均为合格。又因输入4A，工程量标准值为 300/5 ×4＝240（A） 240＋4.5＝244.5（A) 240－4.5＝235.5（A）监控系统显示电流值大于235.5A，小于244.5A均为合格。 5.某调度自动化系统包括10个厂站，9月12日发生3站远动通道故障各3小时，9月20日发生1站RTU故障4小时，现求出该系统本月远动系统月运行率、远动装置月可用率和调度日报月合格率。（小数后保留2位） 远动系统月运行率：（10×30×24－3×3－4）/10×30×24×100%=99.82%；远动装置月可用率：（10×30×24－4）/10×30×24×100%=99.94%；调度日报月合格率（10×30－4）/10

电力系统自动化第一次作业

1、分析自动调节励磁系统对发电机静态稳定的提高 答： 1. 无旋转部件，结构简单，轴系短，稳定性好； 2. 励磁变压器的二次电压和容量可以根据电力系统稳定的要求而单独设计。 3. 响应速度快，调节性能好，有利于提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。 自并励静止励磁系统的主要缺点是： 它的电压调节通道容易产生负阻尼作用，导致电力系统低频振荡的发生，降低了电力系统的动态稳定性。 通过引入附加励磁控制（即采用电力系统稳定器--PSS）, 完全可以克服这一缺点。电力系统稳定器的正阻尼作用完全可以超过电压调节通道的负阻尼作用，从而提高电力系统的动态稳定性。这点，已经为国内外电力系统的实践所证明。 2、分析自动调节励磁系统对发电机暂态稳定的提高。 答1、提高励磁系统强励倍数可以提高电力系统暂态稳定。 2、励磁系统顶值电压响应比越大，励磁系统输出电压达到顶值的时间越短，对提高暂态稳定越有利。 3、充分利用励磁系统强励倍数，也是发挥励磁系统改善暂态稳定作用的一个重要因素。 分析证明，励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系

统机电振荡阻尼变弱（甚至变负）的最重要的原因之一。在一定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用，在维持发电机电压恒定的同时，将产生负的阻尼作用。 许多研究表明，在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强。因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定的要求是不兼容的。 解决这个不兼容性的办法有： 1、放弃调压精度要求，减少励磁控制系统的开环增益。这对静态稳定性和暂态稳定性均有不利的影响，是不可取的。 2、电压调节通道中，增加一个动态增益衰减环节。这种方法可以达到既保持电压调节精度，又可减少电压调压通道的负阻尼作用的两个目的。但是，这个环节使励磁电压响应比减少，不利于暂态稳定，也是不可取的。 3、在励磁控制系统中，增加附加励磁控制通道，即电力系统稳定器PSS。 电力系统稳定器即PSS是使用最广、最简单而有效的附加励磁控制。

电力系统自动化-实验一自动准同期并网实验

1.本次实验的目的和要求 1 ）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小 的数值，更有利于平稳地进行并列。 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置; 将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。 微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm ；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2 ）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则 进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。 实验自动准同期并网实验 图1自动准同期并列装置的原理框图

“自动合闸”：投入。 3)在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项(导前时间整定、允许频差、允许压差)分别按表1，2，3修改。 注：QFO合闸时间整定继电器设置为t d- (40?60ms )。t d为微机准同期装置的导前时 间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四(微机准同期装置使用说明) 、实验三(压差、频差和相差闭锁与整定)等实验内容。 ⑵ 操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V , n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转 灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应 点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注 意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生 解决实际问题的能力。 6.考核要求学生根据实验要求和步骤完成实验任务，按照实验报告的要求和格式按成实验报

电力系统自动化

实验一励磁控制基本特性实验 一、实验目的 1)加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2)了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3)掌握励磁调节装置的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图1-1如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。 图1-1励磁控制系统示意图 TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种：恒U g（恒机端电压方式，保持机端电压稳定）、恒I L（恒励磁电流方式，保持励磁电流稳定）、恒Q（恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳定）和恒α（恒控制角方式，保持控制角稳定），可以任选一种方式运行。恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调

差特性。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。 无论是在“手动”还是“自动”方式下，都可以操作增减磁按钮，所不同的是调节的参数不同。在“自动”方式下，调节是的机端电压，也就是上下平移特性曲线，在“手动”方式下，改变的是励磁电流的大小，此时即使在并网的情况下，也不具备调差特性。 三、实验项目与方法 3.1不同α角对应的励磁电压测试 实验准备 1)将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接，发电机 三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接，发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。 2)检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置。 3)合上“调速励磁电源”开关（380V）。注意，一定要先合“220V电源”开关，再合“调 速励磁电源”开关，否则，励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态！ 4)检查调速、同期、励磁三个装置液晶显示屏显示和面板指示灯状态，正常情况下，