《模拟电厂实训》指导书.doc

南昌工程学院模拟电厂实训指导书专业 热能与动力工程刘恩喆 梁兴编2011年2月一、目的1通过本环节模拟电厂实训的实践学习，使学生了解电力行业的运行、操作、维护、检修、测试、设计、开发等环节的基本常识，并掌握相关计算和调试技能，对于学生深入了解水电厂发电机励磁系统和电力系统自动重合闸仿真分析。 2学生应用已学过的基础理论知识在仿真系统中操作，实现从理论到实践的过程，同时在实训中积累感性认识、培养工程意识和发现某些工程问题，加强对学生创新能力、实践能力的培养，为后续专业课的学习和今后工作打好基础。二、仪器及设备1仿真计算机系统2Matlab 6.5软件三、相关知识及参考书目1、刘忠源，徐睦书.水电站自动化.水利电力出版社2、王忠礼段慧达高玉峰. MATLAB应用技术:在电气工程与自动化专业中的应用. 清华大学出版社3、王晶翁国庆张有兵. 电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用. 西安电子科技大学出版社四、内容及要求1、水电厂系统仿真初探（1）水轮发电机组励磁系统三相桥式整流器仿真初探（2）电力系统自动重合闸仿真分析五、步骤1、水电厂系统仿真初探（以电力系统自动重合闸仿真分析为例说明）电力系统一般由发电机、变压器、电力线路和电力负荷构成。电力系统的数学模型一般是由电力系统元件的数学模型组合构成。MATLAB为电力系统的建模提供了简洁的工具，通过电力系统的电路图绘制，可以自动生成数学模型。电路图模型的主要特点是具有良好的人机界面，便于进行简单的操作，省去了利用程序建立电力系统模型的反覆步骤。利用这种方式构成的数学模型相对于控制系统中的微分方程模型、状态方程模型、传递函数模型有着更直观和实用的优点。另外，在电路图模型建立以后，在MATLAB软件中，提供了power2sys函数作为短路模型的结构分析函数，可以利用power2sys函数将电力系统的电路图模型向状态方程模型和传递函数模型进行转换。 该系统电压等级为220kV，为双电源供电系统。1.1电路图设计建立如图所示的电路图模型，首先在MATLAB元件库里面找到需要元件，由于是电力系统仿真，所以大部分元件都在SIMPOWERSYSTEM下，将元件放置好以后，直接用鼠标点击就可以进行连线，非常方便。现在将做好的电路图截图如下： 图1-1 MATLAB电路图1.2 仿真参数设置 我们需要通过MATLAB的元件库找出相应的元件放置在MODEL图里，同时双击相应元件进行参数的设置，这样就可以使电力系统按照特定的参数运行。设置同步发电机参数如下： 图1-2 同步发电机参数设置设置三相变压器参数如下： 图1-3 三相变压器参数设置设置150km分布参数线路参数如下： 图1-4 150km分布参数线路参数设置设置100km分布参数线路参数如下： 图1-5 100km分布参数线路参数设置设置三相电压源参数如下： 图1-6 三相电压源参数设置设置三相串联RLC负载参数，Load1如下（其他Load2、Load3基本与其相同）： 图1-7 三相串联RLC负载参数设置设置三相串联RLC负载参数，Load4如下： 图1-8 三相串联RLC负载参数设置设置断路器参数如下（不同类型短路时略有不同）： 图1-9 断路器参数设置设置三相电压电流测量元件参数如下： 图1-10 三相电压电流测量元件参数设置设置仿真参数如下： 图1-11 仿真参数设置1.3 仿真结果及分析（1）线路单相重合闸的仿真分析（2） 线路三相重合闸的仿真分析六、考核方式:1考查的依据 (1) 出题通过在教师修改调试参