电力系统分析综合实验

1基于动模实验系统的发电机并网输电实验 实验要求

本部分实验要求在动模实验室完成。利用动模实验室2#同步发电机组（容量 15kVA）、机端变压器、模拟输电线路、分布式电力系统物理仿真模拟屏、各相关线路和设备操作开关、1#无穷大系统等构建图21 所示简单电力系统，实验过程中发电机采用自同期方式并网，利用开关远动操作实现线路传输功率的切换，并利用监控主站和仪表记录实验数据。

接着根据上述要求对下述实验步骤和操作设备进行细化，明确相关实验步骤和相关设备的就地操作按钮，合理分配和安排实验小组同学参与的具体操作和相互配合。

实验步骤

A. 利用导线在图 20 所示分布式电力系统物理仿真模拟屏上实现图 21 所示简单电力系统接线；

B. 发电机启动：操作 2#发电机控制柜上按钮，依次为“动力电源合”→“励磁合”→“开机”→观察发电机控制柜上发电机的机端电压、励磁电流和转速等仪表指针变化；

C. 自同期并网：操作系统测控柜投入 1#无穷大系统→调整发电机的电压、频率接近无穷大系统的电压、频率→“励磁分”→利用线路开关测控柜在动模设备室就地操作线路开关“合”→合2#发电机测控柜开关，迅速“励磁合”→系统稳定→测量电压、电流、有功、无功、频率等；

D. 调节相关设备，使发电机并网后经两条输电线路输出 2kW，0.5kVar 功率，利用图 22 所示发电机控制柜的仿真控制器液晶显示器，就地观察所调节发电机输出有功的调节结果，以达到所要求的并网传输功率；

E. 在动模监控室监控主站计算上，用鼠标点击“实验平台主菜单”中“遥测信息表”菜单下的“2Q3Q 线路遥测表”菜单，进入“2Q3Q 线

路遥测表”。在此观察 2Q、3Q 线路的有功和无功比，并根据观测数据估计图21 中 9L 和 10L 输电线路阻抗比值（实验报告中要求给出结果）；

F. 在图 23 中的鼠标点击“2Q3Q 线路遥测表”，进入“2Q3Q”遥信操作界面，将鼠标移至 2Q 或3Q 设备符号的边框上，鼠标点击，待设备符号边框被选中后，将鼠标移至边框上并点击右键，在右键菜单中，选择“遥控”选项，点击进入2Q 或 3Q 开关遥控操作界面，点击“分”按钮，然后通过不断点击“确定”，实现所选定开关的遥控“分”操作，进而实现输电线路2 回 线到 1 回线的切换操作；

G. 观察监控主站中，所选定线路开关经遥控操作后的遥信信息变位现象，然后利用鼠标操作返回到图23中的“2Q3Q 线路遥测表”，观察两条输电线路开关上的功率变化；

H. 请考虑正确要求实现并网发电机的解列； I. 利用图 11 所示控制柜的停机按钮停机。

实验结果 发电机输出功率调节 观察2Q有功：0.75kW 2Q无功：0 3Q有功：电压：378.2V 电流：3.134A 有功：1.977kW 无功：0.583kvar 频率：49.97Hz 2Q3Q线路的有功无功 0.75kW 3Q无功：0 3Q线路的有功无功 2基于MATLAB的简单电力系统仿真实验 实验要求

3Q有功：1.77kW 3Q无功：0 本部分实验内容要求同学们在计算机上利用所提供仿真模型自己独立完成。首先请同学们安装MATLAB2010b 及以上版本仿真软件，运行 MATLAB 并打开图 24 所示简单电力系统仿真模型。首先阅读清楚模型，熟悉模型的运行操作，掌握如何利用workspace 存储状态变量的数据，如何基于存储的状态变量数据，利用”plot”指令进行曲线绘制。接着按照下述实验任务要求，利用仿真模型完成仿真实验，并按要求进行状态变量的动态过程描述。

实验步骤

A. 设置仿真时间 20s，利用图 1 所示仿真系统的发电机经 Line1 和 Line2 两条线路向系统输送约170MW 有功功率，无功不做数值要求，并通过开关 Circuit Breaker 模拟输电线路 Line2在10s 时刻断开、12s 时刻恢复运行的线路操作，绘制图中 Line1 和 Line2 输电线路在 9s至16s 期间的线路传输有功和无功的曲线；

B. 设置仿真时间 20s，通过设置开关 Circuit Breaker 使仿真模型发电机仅通过 Line1 线路向系统输送约140MW 有功功率，同时利用 3-Phase Fault 分别实现 Line1 线路 1/2 处发的线路传输有功、无功、电压和电流的波形，同时绘制短路故障时刻前0.2 秒和故障时刻后 0.5s的三相线路电流波形，并对暂态仿真实验结果的正确性进行分析。

实验结果