電力系統(tǒng)綜合自動化實訓報告

1、電力系統(tǒng)及自動化實驗報告書 實驗名稱： 電力系統(tǒng)綜合自動化實訓 專業(yè)班級： 114217402 姓 名： 杜文睿 聯(lián)系電話： 實驗時間： 第15-16周 復雜電力系統(tǒng)運行方式實驗一、實驗目的1 了解和掌握對稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和各種運行狀態(tài)與運行參數(shù)值變化范圍。2 理論計算和實驗分析，掌握電力系統(tǒng)潮流分布的概念。3 加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內容的理解，使課堂理論教學與實踐相結合，提高學生的感性認識。二、原理與說明現(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓等級越來越高，系統(tǒng)容量越來越大，網(wǎng)絡結構也越來越復雜。僅用單機對無窮大系統(tǒng)模型來研究電力系統(tǒng)，不能全面反映電力系統(tǒng)物理特性，如網(wǎng)絡結構的變化，潮流分布，多臺發(fā)

2、電機并列運行等等?！癙S-5G型電力系統(tǒng)微機監(jiān)控實驗臺”是將五臺“WDT-IIC或WDT-III型電力系統(tǒng)綜合自動化實驗臺”的發(fā)電機組及其控制設備作為各個電源單元組成一個可變環(huán)型網(wǎng)絡，如圖3所示此電力系統(tǒng)主網(wǎng)按500KV電壓等級來模擬，MD母線為220KV電壓等級，每臺發(fā)電機按600MW機組來模擬，無窮大電源短路容量為6000MVA。A站、B站相聯(lián)通過雙回400KM長距離線路將功率送入無窮大系統(tǒng)，也可將母聯(lián)斷開分別輸送功率。在距離100KM的中間站的母線MF經(jīng)聯(lián)絡變壓器與220KV母線MD相聯(lián)，D站在輕負荷時向系統(tǒng)輸送功率，而當重負荷時則從系統(tǒng)吸收功率（當兩組大小不同的A，B負荷同時投入時）從

3、而改變潮流方向。C站，一方面經(jīng)70KM短距離線路與B站相聯(lián)，另一方面與E站并聯(lián)經(jīng)200KM中距離線路與無窮大母線MG相聯(lián)，本站還有地方負荷。此電力網(wǎng)是具有多個節(jié)點的環(huán)形電力網(wǎng)，通過投切線路，能靈活的改變接線方式，如切除XLC線路，電力網(wǎng)則變成了一個輻射形網(wǎng)絡，如切除XLF線路，則C站、E站要經(jīng)過長距離線路向系統(tǒng)輸送功率，如XLC、XLF線路都斷開，則電力網(wǎng)變成了T型網(wǎng)絡等等。在不改變網(wǎng)絡主結構前提下，通過分別改變發(fā)電機有功、無功來改變潮流的分布，可以通過投、切負荷改變電力網(wǎng)潮流的分布，也可以將雙回路線改為單回路線輸送來改變電力網(wǎng)潮流的分布，還可以調整無窮大母線電壓來改變電力網(wǎng)潮流的分布。在不同

4、的網(wǎng)絡結構前提下，針對XLB線路的三相故障，可進行故障計算分析實驗，此時當線路故障時其兩端的線路開關QFC、QFF跳開（開關跳閘時間可整定）。三、實驗項目與方法1網(wǎng)絡結構變化對系統(tǒng)潮流的影響在相同的運行條件下，即各發(fā)電機的運行參數(shù)保持不變，改變網(wǎng)絡結構，觀察并記錄系統(tǒng)中運行參數(shù)的變化，并將結果加以比較和分析。實驗方案同學們自己設計，并記錄下各開關狀態(tài)。2投 、切負荷對系統(tǒng)潮流的影響在相同的網(wǎng)絡結構下各發(fā)電機向系統(tǒng)輸送一定負荷，投入各地方負荷LDA、LDB和LDC。觀察并記錄系統(tǒng)中運行參數(shù)的變化并將結果加以分析和比較。網(wǎng)絡結構和各發(fā)電機輸出功率大小由同學們自己設計，并記錄下各開關狀態(tài)。四、實驗數(shù)

5、據(jù)1)網(wǎng)絡結構變化前（QFA、QFB、QFC、QFF、QFH、QFI、QFO）XLA XLB XLD XLE MCMD 聯(lián)絡TU/W208.8208.8210.9210.600208.5I/A000.1150.102000.152P/W00-0.022-0.02500-0.039Q/Var00-0.049-0.04700-0.071COS000.4250.481000.482) 網(wǎng)絡結構變化后（QFA、QFB、QFC、QFH、QFI、QFO）XLA XLB XLD XLE MCMD 聯(lián)絡TU/W208.7208.4210.6210.600208.7I/A0.06800.1150.102000.

6、152P/W-0.0040-0.022-0.02400-0.039Q/Var-0.0230-0.048-0.04700-0.072COS0.22900.4320.470000.4813) 投地方負荷前的數(shù)據(jù)與上表一樣4)投地方負荷后(QFA、QFB、QFC、QFH、QFI、QFO、QFG、LDA）XLA XLB XLD XLE MCMD 聯(lián)絡TU/W203.1202.9210.2210.3204.0202.9I/A0.06400.7250.7021.291.355P/W-0.0040-0.343-0.3410.622-0.669Q/Var-0.0210-0.267-0.2640.403-0.4

7、67COS0.23000.7880.7900.8390.820注意：LDA負荷的性質可以通過臺后三刀三擲開關切換。即純電阻負荷，感性負荷，純電感負荷。五、思考題1.影響電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素有哪些？靜態(tài)穩(wěn)定就是熱穩(wěn)定，主要和線路的潮流以及線路的熱穩(wěn)定極限有關，改變系統(tǒng)電壓和阻抗也能影響電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定。2.如果提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？1)減少系統(tǒng)各元件的電抗，減小發(fā)電機和變壓器的電抗，減少線路電抗2)提高系統(tǒng)電壓水平3)改善電力系統(tǒng)的結構4)采用串聯(lián)電容器補償5)采用自動調節(jié)裝置6)采用直流輸電。在電力系統(tǒng)正常運行中，維持和控制母線電壓是調度部門保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的主要和日常工作3.提高

8、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些？1)繼電保護實現(xiàn)快速切除鼓掌2)線路采用自動重合閘3)采用快速勵磁系統(tǒng)4)發(fā)電機增加強勵倍數(shù)5)汽輪機快速關閉汽門6)發(fā)電機電氣制動7)變壓器中性點經(jīng)小電阻接地8)長線路中間設置開關站六、心得體會電力系統(tǒng)調度自動化實驗一、實驗目的了解電力系統(tǒng)自動化的遙測，遙信，遙控，遙調等功能了解電力系統(tǒng)調度的自動化二、原理與說明電力系統(tǒng)是由許多發(fā)電廠，輸電線路和各種形式的負荷組成的。由于元件數(shù)量大，接線復雜，因而大大地增加了分析計算的復雜性。作為電力系統(tǒng)的調度和通信中心擔負著整個電力網(wǎng)的調度任務，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全優(yōu)質和經(jīng)濟運行的目標。“PS5G型電力系統(tǒng)微機監(jiān)控實驗臺”相

9、當于電力系統(tǒng)的調度和通信中心。針對5個發(fā)電廠的安全、合理分配和經(jīng)濟運行進行調度，針對電力網(wǎng)的有功功率進行頻率調整，針對電力網(wǎng)的無功功率的合理補償和分配進行電壓調整。 微機監(jiān)控實驗臺對電力網(wǎng)的輸電線路、聯(lián)絡變壓器、負荷全采用了微機型的標準電力監(jiān)測儀，可以現(xiàn)地顯示各支路的所有電氣量。開關量的輸入、輸出則通過可編程控制器來實現(xiàn)控制，并且各監(jiān)測儀和PLC通過RS-485通信口與上位機相聯(lián)，實時顯示電力系統(tǒng)的運行狀況。所有常規(guī)監(jiān)視和操作除在現(xiàn)地進行外，均可以在遠方的監(jiān)控系統(tǒng)上完成，計算機屏幕顯示整個電力系統(tǒng)的主接線的開關狀態(tài)和潮流分布，通過畫面切換可以顯示每臺發(fā)電機的運行狀況，包括勵磁電流、勵磁電壓、通

10、過鼠標的點擊，可遠方投、切線路或負荷，還可以通過鼠標的操作增、減有功或無功功率，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的遙測、遙信、遙控、遙調等功能。運行中可以打印實驗接線圖、潮流分布圖、報警信息、數(shù)據(jù)表格以及歷史記錄等。三、實驗項目和方法1 電力網(wǎng)的電壓和功率分布實驗2 電力系統(tǒng)有功功率平衡和頻率調整實驗3 電力系統(tǒng)無功功率平衡和電壓調整實驗。同學們自己設計實驗方案，擬定實驗步驟以及實驗數(shù)據(jù)表格。4、 實驗數(shù)據(jù)1、并網(wǎng)后空載運行控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V208.9208.8207.5211.4211.3211.4209.3212.6209.3I/A0.1210.1

11、360.2090.1850.1750.437000.157P/W-0.061-0.0660.123-0.087-0.087-0.19400-0.040Q/Var-0.030-0.0250.038-0.068-0.070-0.14200-0.073COS0.8830.9260.9560.7920.7810.819000.485并網(wǎng)后空載運行發(fā)電機組實驗測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.994.6002.0342、孤島運行時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V206.5206.3205.1206.5206.4206.5206

12、.9206.5206.9I/A00.0560.163000.054000.152P/W0.0070.012-0.038000.00400-0.039Q/Var0.0080.021-0.071000.01000-0.071COS0.6200.5120.476000.370000.490孤島運行時中控發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.894.5002.1383、 孤島運行加LDC時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V205.6205.5204.4205.9205.7205.7206.3208.8205.1I/A00.

13、0560.163000.0541.05300.152P/W0.0070.012-0.038000.0030.4820-0.039Q/Var0.0080.020-0.070000.0100.4410-0.07COS0.6360.5160.484000.3270.73700.492孤島運行加LDC時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.494.30.480.412.5454、手動調頻(恒壓空載)時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V206.0206.0205.1206.1206.2206.7206.7209.6205.3

14、I/A00.0550.164000.054000.152P/W0.0070.012-0.038000.00300-0.039Q/Var0.0080.021-0.071000.01000-0.070COS0.6720.5120.476000.351000.491手動調頻（恒壓空載）時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.794.500.12.2395、手動調頻（投入LDA未調之前）時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V203.4203.5202.5203.7203.9203.9206.6201.8201.4I/A0.4

15、810.5281.0790.1920.1800.37401.2411.375P/W0.2390.282-0.528-0.081-0.0800.16200.630-0.679Q/Var0.1650.190-0.381-0.060-0.0590.11900.390-0.467COS0.8210.8280.8100.8010.8030.80500.8500.824手動調頻（投入LDA未調之前）時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V47.4894.30.60.412.8526、手動調頻（投入LDA 調之后）時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFM

16、CMD聯(lián)絡U/V204.4204.3202.6204.1204.6204.6207.7202.6202.3I/A0.4730.5191.0540.1880.1770.36901.2211.353P/W0.2340.275-0.515-0.079-0.0780.15900.615-0.666Q/Var0.1660.190-0.378-0.060-0.0580.11900.400-0.497COS0.8180.8220.8050.7980.7980.80200.8380.817手動調頻（投入LDA 調之后）時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.995.10.

17、60.42.546A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V187.3187.2186.4187.9187.4189.5188.3190.3187.3I/A000.1410000.97100.128P/W00.009-0.0320000.4100-0.033Q/Var00.006-0.0530000.3670-0.052COS00.8300.5230000.74500.5427、手動調壓調頻（投LDC 兩者都不調）時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)手動調壓調頻（投LDC 兩者都不調）時后發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V48.3785.60.40.42.2

18、408、手動調壓調頻（投入LDC 調壓）時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V205.6205.3204.3205.7205.6205.7206.2208.6205.8I/A0.0750.0630.177000.0581.07300.167P/W0.0060.013-0.039000.0030.4970-0.039Q/Var0.0120.016-0.076000.0110.4410-0.078COS0.4140.5000.459000.3100.74900.453手動調壓調頻（投入LDC 調壓）時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A

19、勵磁 U/V47.894.20.430.412.7519、手動調壓調頻（投入LDC 調頻） 時中控試驗臺測量數(shù)據(jù)A相XLAXLBXLCXLDXLEXLFMCMD聯(lián)絡U/V205.5205.8205.3206.4205.9206.7207.0208.7205.7I/A00.0560.162000.0531.05500.151P/W0.0060.012-0.038000.0030.4830-0.039Q/Var0.0140.013-0.069000.0100.4440-0.069COS0.4470.6840.493000.3510.73500.493手動調壓調頻（投入LDC 調頻） 時發(fā)電機組測量數(shù)據(jù)F/HZU/VP/WQ/Var勵磁 I/A勵磁 U/V49.8994.80.410.412.547五、思考題1、電力系統(tǒng)無功功率補償有哪些措施？為了保證電壓質量采取了哪些調壓手段？(1)同步調相機。同步調相機屬于早期無功補償裝置的典型代表，它不僅能補償固定的無功功率，對變化的無功功率也能進行動態(tài)補償。（2）并補裝置。并聯(lián)電容器是無功補償領域中應用最廣泛的無功補償裝置，但電容補償只能補償固定的無功，電容器補償方式仍然屬于一種