電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介

電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介電氣工程學(xué)院模擬發(fā)電機(jī)模擬變壓器模擬線路受端系統(tǒng)模擬負(fù)荷模擬控制系統(tǒng)及新設(shè)備接口等。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種用于電力系統(tǒng)動態(tài)特性及相關(guān)新設(shè)備研討的物理模擬。由于電力系統(tǒng)及其暫態(tài)穩(wěn)定的復(fù)雜性，在進(jìn)展實(shí)際分析的同時必需進(jìn)展實(shí)驗(yàn)研討。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是專門進(jìn)展電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研討的重要場所，為電力系統(tǒng)電磁機(jī)械動態(tài)的研討效力。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以方便地進(jìn)展系統(tǒng)暫態(tài)研討分析。電力系統(tǒng)暫態(tài)是在系統(tǒng)受擾動〔例如斷線、斷路器缺點(diǎn)等〕后所引發(fā)的異常形狀。在這種受擾動情況下，電力系統(tǒng)及其組成部分遭到的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。執(zhí)行暫態(tài)仿真是為了檢查這些壓力和估計(jì)這些壓力對被研討系統(tǒng)帶來哪些影響。暫態(tài)仿真所獲得的結(jié)果可以被工程師用于保證充分的電力系統(tǒng)平安級別，確保當(dāng)缺點(diǎn)發(fā)生時，適宜的維護(hù)設(shè)備能在適宜的位置阻止系統(tǒng)受破壞。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還可用于電力系統(tǒng)新設(shè)備實(shí)驗(yàn)研討、教學(xué)和電力任務(wù)者培訓(xùn)等。電力系統(tǒng)綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是根據(jù)類似原理建立起來的電力系統(tǒng)物理模擬，它把實(shí)踐電力系統(tǒng)的各個部分按照類似條件設(shè)計(jì)，建造并組成一個電力系統(tǒng)模型，用這種模型替代實(shí)踐系統(tǒng)進(jìn)展各種正常與缺點(diǎn)形狀的實(shí)驗(yàn)研討。系統(tǒng)組成如下：電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)歷史與現(xiàn)況浙江大學(xué)電氣學(xué)院電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是國內(nèi)建立最早的幾家實(shí)驗(yàn)室之一。從60年代開場設(shè)計(jì)建造，陸續(xù)安裝了4臺〔3臺5kVA、1臺15kVA〕同步模擬發(fā)電機(jī)組，以后不斷維持這一規(guī)模，且根底設(shè)備也根本沒有變化。實(shí)驗(yàn)室建成后，為我校電氣工程學(xué)院特別是電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科的教學(xué)、科研和對外效力任務(wù)提供了良好的硬件環(huán)境，并在眾多艱苦科研工程如100kV舟山直流輸電工程等中發(fā)揚(yáng)了艱苦作用。2000年前后，實(shí)驗(yàn)室中的很多設(shè)備都已老化甚至損壞，整個系統(tǒng)根本不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，極大地妨礙、限制了我院科研任務(wù)的開展。經(jīng)學(xué)院指點(diǎn)研討討論，決議恢復(fù)動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并將其列入“985〞二期工程。動模一期改造工程從06年開場謀劃，至08年已根本完成，建成了微機(jī)型中央監(jiān)控平臺，并恢復(fù)了2臺5kVA模擬發(fā)電機(jī)，部分110kV、220kV模擬線路與模擬負(fù)荷?，F(xiàn)階段系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)—無窮大、雙機(jī)并列等大部分電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，根本滿足教學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)研討的需求〔投入總經(jīng)費(fèi)約265萬元，其中“985〞工程二期專項(xiàng)資金175萬元，重點(diǎn)學(xué)科建立資金約90萬元〕。后續(xù)將根據(jù)學(xué)科開展的需求，每年投入學(xué)科建立經(jīng)費(fèi)，逐漸完善該系統(tǒng)。電氣工程學(xué)院電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)期規(guī)模電氣工程學(xué)院遠(yuǎn)期綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)除了恢復(fù)另外兩臺模擬發(fā)電機(jī)組及相關(guān)設(shè)備(包括110kV、220kV、500kV模擬線路與負(fù)荷等)外，還將建成模擬直流輸電(含輕型直流)系統(tǒng)，包含柴油發(fā)電、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及各種儲能設(shè)備的分布式微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)字化測控網(wǎng)絡(luò)等。該平臺利用計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，將原有電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、已有實(shí)時數(shù)字仿真系統(tǒng)〔RTDS〕和各種電力系統(tǒng)數(shù)字仿真軟件集成到一體化實(shí)驗(yàn)研討平臺上，對利用動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、RTDS和數(shù)字仿真中心進(jìn)展的各種實(shí)驗(yàn)研討實(shí)現(xiàn)一致調(diào)度管理，并可以在其上同步進(jìn)展電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、平安穩(wěn)定、繼電維護(hù)、新型配備〔特別是電力電子配備〕等方面的實(shí)驗(yàn)研討和比較分析，提高研討結(jié)果的正確性和可信度。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)面向電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科，其主要研討方向?yàn)椋弘娏ο到y(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)控制、平安穩(wěn)定、繼電維護(hù)、新型配備〔如FACTS配備，同步丈量單元PMU等〕，以及能量管理系統(tǒng)、特高壓電網(wǎng)、可再生能源發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)等方面的實(shí)驗(yàn)研討和比較分析。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)動模的一切仿真功能，可以滿足教學(xué)、科研和安裝研發(fā)等方面的輔助研討任務(wù)。其特征及特殊功能如下：1.實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真軟件〔BPA、PSSE等仿真軟件〕、實(shí)時仿真安裝〔RTDS〕與傳統(tǒng)模擬仿真系統(tǒng)的嚴(yán)密結(jié)合，使先進(jìn)實(shí)時仿真技術(shù)、數(shù)值分析技術(shù)和準(zhǔn)確的實(shí)物模擬技術(shù)在一體化綜合平臺上得到一致。2.在同一平臺內(nèi)，可以方便地在模擬機(jī)組上實(shí)現(xiàn)水電、火電廠動力驅(qū)動特性的綜合仿真，拓寬機(jī)組的仿真范圍。3.可實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)丈量，并對丈量數(shù)據(jù)進(jìn)展一致分析。電氣工程學(xué)院電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平面圖〔建成后〕一期設(shè)備闡明1～2、新能源測控屏2面3～7、高壓線路測控屏5面8～9、發(fā)電機(jī)測控屏2面10、無窮大測控屏1面11、負(fù)荷測控屏1面12、14、微機(jī)勵磁調(diào)理及負(fù)阻器屏2面13、15、原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)仿真屏2面16～17、高壓系統(tǒng)電網(wǎng)組合屏2面18、高壓系統(tǒng)缺點(diǎn)屏1面19、21、機(jī)端測控屏2面20、22、發(fā)電機(jī)變壓器屏2面23、通訊管理屏1面24、25、遠(yuǎn)控動力電源屏2面26、直流電源屏1面27、無窮大電源系統(tǒng)1套28～30、負(fù)荷變壓器3組31、電動機(jī)負(fù)荷多組32～35、模擬線路架4臺36、主丈量控制實(shí)驗(yàn)臺3組合37、微機(jī)監(jiān)控臺1套二期設(shè)備闡明38～40、發(fā)電機(jī)測控屏3面41、負(fù)荷測控屏1面42、44、微機(jī)勵磁調(diào)理及負(fù)阻器屏2面43、45、原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)仿真屏2面46、47、機(jī)端測控屏2面48、49、發(fā)電機(jī)變壓器屏2面50、發(fā)變組缺點(diǎn)屏1面新型固態(tài)限流器電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)研討新型固態(tài)限流器研討任務(wù)始于1995年，在固態(tài)限流技術(shù)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)程度，擁有6項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)的國家專利；固態(tài)限流器在電網(wǎng)中的安裝位置必需求謹(jǐn)慎挑選，這需求大量與電網(wǎng)結(jié)合的仿真研討和動模實(shí)驗(yàn)研討，以驗(yàn)證固態(tài)限流器的性能及對系統(tǒng)的影響等。電氣工程學(xué)院變壓器耦合新型固態(tài)限流安裝原理構(gòu)造控制器Ld(限流電感)三相整流橋耦合變壓器U2(A,B,C)IA,B,CILd等效電源1U1(A,B,C)等效電源2目前已勝利研制出400V/500A/2500A和10kV/500A/2500A兩個電壓等級的變壓器耦合三相橋式固態(tài)限流安裝樣機(jī)并經(jīng)過正式短路限流實(shí)驗(yàn)和省級鑒定驗(yàn)收，評價是：效果明顯，技術(shù)到達(dá)國際先進(jìn)程度。目前正加緊開展更高電壓等級和容量〔110kV/1kA/10kA〕變壓器耦合固態(tài)限流器及其小型化、適用化方面的關(guān)鍵技術(shù)研討，并已獲得假設(shè)干突破性成果〔已懇求專利〕。靜態(tài)電壓穩(wěn)定的分析控制實(shí)際；在線靜態(tài)電壓穩(wěn)定監(jiān)視和控制系統(tǒng)；計(jì)及靜態(tài)電壓穩(wěn)定約束的自動電壓控制系統(tǒng)；暫態(tài)電壓穩(wěn)定性實(shí)際和分析控制方法；特高壓電網(wǎng)長期動態(tài)電壓穩(wěn)定性仿真和控制戰(zhàn)略；電力系統(tǒng)負(fù)荷建模和電壓解體宏觀規(guī)律。電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制研討方向：直流輸電與柔性交流輸電通用模擬系統(tǒng)電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)研討電氣工程學(xué)院浙江大學(xué)是國內(nèi)最早開展直流輸電與柔性交流輸電及其運(yùn)用的單位之一，為我國培育了大量直流輸電方面的專業(yè)技術(shù)人材，為推進(jìn)我國直流輸電事業(yè)的開展，特別是我國第一個直流輸電工程－舟山直流輸電工程的投運(yùn)作出過艱苦奉獻(xiàn)，并獲得了機(jī)電部科技提高獎、國家科技提高獎和國家自然科學(xué)獎等眾多獎勵。該系統(tǒng)具有如下研討內(nèi)容：1.傳統(tǒng)直流輸電研討：包括控制器的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)，濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，多端直流輸電系統(tǒng)控制戰(zhàn)略開發(fā)和實(shí)驗(yàn)；2.新型直流輸電研討：控制戰(zhàn)略開發(fā)和控制器的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)；3.柔性交流輸電控制技術(shù)研討：包括TCSC、SVC、STATCOM、SSSC、APF、UPFC等柔性交流輸電安裝的控制器開發(fā)和實(shí)驗(yàn)。1.針對發(fā)電機(jī)維護(hù)安裝，可以進(jìn)展發(fā)動機(jī)差動維護(hù)、100