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。

图1-1 AGC组成示意图

1.1课题背景

在准同期并网的时候，发电机的电压和频率与电网的电压和频率有一定的偏差，频率偏差（frequency deviation ）是指系统频率的实际值和标称值之差。电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差值可以放宽到±0.5Hz。在有功功率电源不足或缺乏备用容量的电力系统中，当有功负荷增加时，会造成频率下降，此时电气设备处在低频率下运行。低频率运行除了会对发电厂的安全运行造成较大的危害外，还会使所有的用户的电动机转速都相应降低。例如：若电流频率由50HZ降到48HZ，电动机的转速将降低4%，致使冶金、化工、机械、纺织造纸等工业的产量和质量都会受到影响。假如并网前发电机电压略高于电网电压、发电机频率也略高于电网频率（一般而言），并入电网后发电机向电网输出电流，此电流是无功电流，对发电机有去磁作用，使发电机电压下降，直到电压偏差保持在一定的范围内；同样由于发电机频率略高于电网，发电机就向电网输出一个有功电流，此电流在轴上产生一个反力矩，使发电机的转速减慢，频率下降，直到电压偏差保持在一定的范围内。但这个过程需要一定的时间，且波动性大，且对电网的稳定运行会产生一定的影响，如果发电装置带上励磁系统会改善电力系统的性能。

1.2 带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制示意图

在互联网系统中，每一台发电机都安装了负荷频率控制（LFC）和自动电压调整（AVR），基本的发电控制环如图1-2所示。负荷频率控制器设置了一个频率的设定值，他检测频率和发电机有功功率的微小变化，调整汽轮机阀门开度，保持发电机的频率在一个允许的范围内。自动电压调整控制器设置了一个电压的设

定值，它检测极端电压和无功功率的微小变化，调整发电机励磁电流，保持发电机的极端电压在一个允许的范围内。励磁系统时间常数比原动机时间常数要小很多，因而它的暂态衰减要快得多，且不会影响LFC 的动态特性，因此LFC 控制环和AVR 控制环可以看成是互补影响的两个控制环，可以将其分开来分析。

图1-2 同步发电机LFC 和AVR 的示意图

Excitation system ——励磁系统； Automatic voltage regulator (AVR)——自动电压调整； Voltage sensor ——电压测量；Gen. field ——发电机磁场；Turbine ——汽轮机；Steam ——蒸汽；Valve control mechanism ——阀门控制；Load frequency control (LFC) ——负荷频率控制；Frequency sensor ——频率测量

2 发动机调速系统

发电机的调速系统由原动机、发电机、负荷和调速器组成。分析和设计控制系统的第一步是建立系统的数学模型，而建立模型的最普遍的两种方法是传递函数法和状态变量法。状态变量法可以应用到线性和非线性系统，而为了用传递函数法和线性状态方程，首先必须将系统线性化，即用合理的假设和近似将数学方程线性化，获得以下元件的传递函数。

2.1发电机模型

根据同步发电机的摆动方程式，对小扰动有

222.m e s H d P P w dt

δ=- （2-1） 或根据速度偏差

1()2s m e w d w P P dt H

=-

（2-2） 速度是标幺值，不写标幺值标识，有 1()2m e d w P P dt H

=- （2-3） 对式（3）做拉格朗日变换，有 1()[()()]2m e s P s P s HS

Ω=- （2-4） 式（4）的关系可以用框图表示，如图2-1所示。

图2-1 发电机框图

2.2负荷模型

电力系统的负荷由各种用电设备组成。对电阻性负荷，比如电灯和加热设备，消耗的电能与频率无关。电机负荷对频率的变化比较敏感，其敏感程度取决于驱动设备速度——负荷特性的综合。综合负载的速度——负荷特性近似表示为 e

L P P w δ=+ （2-5） 式中L P ——非频率敏感设备的功率变化；

w δ ——频率敏感设备的功率变化；

δ——负荷变化的百分数与频率变化的百分数之比，若频率变化1%，负荷用电量变化1.6%，则δ=1.6。

在发电机模型中加入负荷模型，画出如图3的框图。去掉反馈环，则得到图4框图。

图2-2 发电机和负荷框图 图2-3 发电机和负荷框图

2.3原动机模型

机械功率的源就是原动机，它可以是水论及、汽轮机或燃气论及。输出功率的

变化m P 取决于蒸汽的开度V P 。不同类型的涡轮机特性差别很大。对无再热

蒸汽轮机，原动机模型可以近似用一个时间常数T τ来表示，传递函数有 T T ()1G ()

1m V P s P s s τ=+ （s ）=

（2-6） 简单无再热汽轮机的框图如图5所示。

图2-4 简单无再热汽轮机框图

时间常数T τ的范围是0.2~2.0。

2.4调速器模型

调速器好比一个比较器，它的输出g P 是设定功率ref P 和功率1w R

的差。1w R

由调速器特性给出有 1g ref P P w R

=- （2-7） 或频域 1()()()g ref P s P s s R

=-Ω （2-8） 指令g P 经过液压放大传递给阀门开度位置指令V P ，假定一个线性关系

并认为时间常数为g τ，则有以下的频域关系式

1()()1V g g P s P s s τ=

+ （2-9） 3 发电机励磁系统

3.1 励磁调节器的工作原理

发电机端电压经电压互感器降压后输入到测量单元，电压讯号在测量单元中经测量比较后，将电压偏差量输入到中放单元放大，并作为移相单元的控制电压以相应改变触发单元的触发脉冲相位角，从而改变了自动可控硅的控制角和交流励磁机励磁电压值，相应地改变了主发电机的励磁，当发电机负载增大而使发电机电压下降时调节器使自动可控硅整流器的控制角检小，以增大发电机的励磁，当发电机减少负荷时，其操作以上述相反，减少励磁来维持发电机端电压为给定值。

3.2 励磁方式 根据直流电机励磁方式的不同，可分为他励磁，并励磁，串励磁，复励磁等方式，直流电机的转动过程中，励磁就是控制定子的电压使其产生的磁场变化，改变直流电机的转速。1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW 以上的机组中很少采用。2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ 的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ 的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分

3.3 励磁机的作用 励磁机的作用包括以下几个方面： a 发电机并网前，调节发电机输出的端电压； b 发电机并网后，调节发电机承担的无功功率；c 提高同步发电机并列运行的静、动态稳定；（ 静态稳定： 采用灵敏快速的励磁调节系统，可以提高发电机在小干扰下的稳定性；动态稳定：采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定性）。 d 发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。

4 励磁系统的自动发电控制（AGC ）

由于LFC 和AVR 系统之间联系软弱，可以将频率和电压幅值分开控制，这里将线性化的AGC 系统扩展，使之包括励磁系统。由式可知功率的微小变化是同步功率系统s P 和功角δ 的微小变化的乘积。如果考虑电压对有功功率的微小影响，就有以下的线性化方程为

'2

e s P P K E δ=+ （2-10） 式（）中的2K 是定子电动势的变化对功率变化的影响。同样，考虑转子功角对发电机机端电压的影响，有

'56t U K K E δ=+ （2-11） 式中5K ——当定子电动势为常数时，机端电压的变化相对转子功角的变化； 6K ——当转子电动势为常数时，机端电压的变化相对转子功角的变化； 最好为了推出包括转子功角的发电机磁场传递函数，将定子电动势表示为

'4()1G f G K E U K s

δτ=-+ （2-12） 式（）的常数是由网络参数和运行状态决定的。对于稳态系统，s P 是正值，同样2K 、4K 、6K 为正值，但5K 可能为负值。

【例３－９】一个孤立的发电站的组合仿真框图如图8所示，其参数见表3-1。

当频率变化1%时负荷变化0.8%，即

=0.8。假定同步功率因数s P =1.5，电压系数为6K =0.5，并且耦合常数2K =0.2、4K =1.4、5K =-0.1。建立混合SIMULINK 仿真框图，并求当负荷标幺值变化1L P =0.25时的频率偏差和机端电压响应。

解: 在SIMULINK 中的仿真框图如图3-3所示。运行后，第二个LFC 环的积分增益为6.0，励磁系统PID 控制器的增益为p K =1、I K =0.25、D K =0.3。速度偏差阶跃响应和机端电压阶跃响应如图、图所示。可以发现，当耦合系统都设为零时，暂态响应几乎没有什么变化，因此频率控制和电压控制可以分别考虑。 将耦合系数都设为零，分别求频率偏差的传递函数φ1(s)和机端电压传递函数 φ2(s)。

1.频率偏差传递函数的求取

161125(256)H .0.210.41(5)(25)s s s s s s s +=++++(s)=(25+).

2 1.5()H s s = 21225(256) 1.561355675()()()(5)(25)2(5)(25)

s s s H s H s H s s s s s s s s +++=+=+=++++ 频率偏差闭环传递函数为：

()21()120.8

1s 6135567511()()1.120.82(5)(25)

G s s s s G s H s s s s s ?+==+++++++ 324324305048363.26301395675s s s

s s s s ++=++++

用下面的命令求解频率偏差阶跃响应：

PL=0.55;

numc1=[4 30 50 0];

denc1=[48 363.2 630 1395 675];

t=0:0.02:15;

c=-PL*step(numc1,denc1,t);

plot(t,c),grid

xlabel('t(s)'),ylabel('Dw')

title('例3—9的频率偏差阶跃响应')

阶跃响应的频率偏差如图6所示

图3-1 频率偏差阶跃响应

2.机端电压传递函数的求取

PID 控制器传递函数 20.256205

()(1)10.320I PID p D K s s G s K K s s s s s ++=++=++=

前项通道传递函数 226205410.58(6205)

()...200.110.511.51(10)(2)(32)

s s s s G s s s s s s s s s ++++==++++++ 机端电压闭环传递函数为

：

()232254328(6205)

()48136040401000(10)(2)(32)2s 8(6205)11()()311310343340500010001.(10)(2)(32)0.041

s s G s s s s s s s s s s G s H s s s s s s s s s s s ?++++++++===+++++++++++++用下面的命令求解频率偏差阶跃响应：

numc2=[48 1360 4040 1000];

denc2=[3 113 1034 3340 5000 1000];

t=0:0.02:15;

c=step(numc2,denc2,t);

plot(t,c),grid

xlabel('t(s)'),ylabel('Vt')

title('例3—9的机端电压阶跃响应')

阶跃响应的极端电压如图3-2所示

图3-2 机端电压阶跃响应

3.建立仿真模型按照【例3-9】改变SINULINK 模型的参数，并在SIMULINK 中运行，即可得到频率偏差和机端电压阶跃响应，仿真图如图3-3所示。

图 3-3 【例3-59】的仿真框图

运行仿真图得到图3-4 、图3-5所示的频率变差和机端电压阶跃响应图

图3-4 频率阶跃响应

图3-5 机端电压阶跃响应

5 仿真结果分析

（1）由图3-4 频率阶跃响应曲线和图3-5 机端电压阶跃响应曲线可以发现，当耦合系数都设为零时，暂态响应几乎没什么变化，因此频率控制和电压控制可以分别考虑。对MATLAB仿真运行过程进行分析及得出结论：励磁控制系统的调节和控制算法，本例采用PID控制，就PID调节和算法做如下分析： PID调节及

算法，按偏差的比例、积分和微分进行控制的PID 调节器是应用最广泛的一种调节器。比例调节可以减小控制系统惯性时间常数，但相对稳定性降低，而且不能消除稳态误差；积分调节可以消除稳态误差；微分调节可以提高系统的稳定性，相应可以增加比例凋节放大倍数。串联PID 调节(理想PID 调节)输入输出之间微分方程：0()().()()()

t

p I D

de t y t K e t K e t dt K d t =++?。 （2）励磁系统采用PID 控制方式，以发电机电压偏差信号进行调节励磁，有助于改善发电机的动态和静态稳定性。同时，向励磁系统提供的超前相位输出会在一定程度上补偿励磁电流的滞后相位和克服负转矩。但是PID 调节主要针对的是电压偏差信号而设计的，它所产生的超前相位频率未必与低频震荡频率同相，亦即未必能满足补偿负阻尼所需的相位。此外，在PID 调节系统中为了控制电压，必须连续地对电压偏差进行调节，因此无法区别阻尼转矩为正值、负值之间的变化以及难以顾及发电机电压调节及保证阻尼转矩为正值的要求。为此，PID 调节方式对于抑制系统低频震荡的作用是有限的。因此维持电压水平是励磁控制系统的最主要的任务。

6 总 结

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。本设计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首先它能够保证电力系统运行设备的安全。电力系统运行设备都有其额定运行电压，保持发电机端电压在容许水平上是保证发电机及其电力系统设备安全运行的基本条件之一。所以，无论在静态还是在动态都应该保持发电机的电压在给定的容许水平上，大型发电机运行电压不得高于额定值的110％。其次它能够保证发电机运行的经济性。假如电压下降，则输出同样的功率所需的定子电流将增加，从而使损耗增加，大型发电机的电压不得低于额定值的90％，当低于95％ 时发电机应限负荷运行。最后对静态、动态和暂态的改善都有显著的作用，也是最为简单和有效的措施。

参考文献

【1】 王葵，孙莹.电力系统自动化（第三版）.北京：中国电力出版社，2012

【2】 李先彬.电力系统自动化.5版.北京：中国电力出版社，2007

【3】 郭培源.电力系统自动控制新技术.北京：科学出版社，2001

【4】 涂广瑜.汽轮发电机及电气设备.北京：中国电力出版社，1998.

【5】 IEEE Committee Report. Load Forecast Bibliography. PhaseI. IEEE Trans. on Power and System.Vol.PAS-99.No.1,1980.

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。

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。

电力系统自动化考试复习题及答案

《电力系统自动化》课程考试复习内容-答案 整理：史跃鹏2011.7.17 2011学年第二学期 说明：电气工程专业课为：《电力电子技术》《自动控制技术》《电力系统分析》，要求平均分大于75分才能获得学位。1．请简述电力系统的主要特点和运行的基本要求。 参考书：第1章“电力系统特点和基本要求” 答：特点： 1、与国民经济、人民日常生活联系紧密。 2、系统结构庞大复杂 3、各种暂态过程非常短促 4、电能不能大量储存 基本要求： 1、保证供电的可靠性 2、保证良好的电能质量 3、保证系统运行的经济性。 2．请简述电力系统自动化的主要研究内容。 参考书：第1章“电力系统自动化主要内容” 答：1、电力系统调度自动化 2、电厂动力机械自动化 3、变电站自动化 4、电力系统自动装置 3．准同期并列的三要素是什么？ 参考书：第2章第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列的理想条件” 答： 1．并列开关两侧的电压相等， 2．并列开关两侧电源的频率相同， 3．并列开关两侧电压的相位角相同。

4．并列操作瞬间如果存在相位差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“同期并列误差对并列的影响”的“合闸相角差对并列的影响” 答：出现因相位不等的电压差，相位差180度时，电压差最大，冲击电流可以达到额定电流的20倍，可能损坏定子绕组端部，相位差在0-180度之间时，冲剂电流既有有功分量，也有无功分量，在发电机轴上产生冲击力矩。 5．并列操作瞬间如果存在频率差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸频率差对并列的影响” 答：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。 6．并列操作瞬间如果存在电压幅值差，请分析准同期并列操作对系统的影响。 参考书：第2章 第1节“二、准同期并列”中的“准同期并列误差对并列的影响”的“合闸电压幅值差对并列的影响” 答：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。 7．已知发电机准同期并列允许压差为额定电压的5%，允许频差为额定频率的0.2%，当图1所示Ts 分别为9s 和11s 时，请分析正弦整步电压波形是否满足并列操作的压差和频差条件。 参考书：第2章 第2节“一、脉动电压” 答案：当Ts ＝9s 时，压差条件满足，频差条件不满足； 当Ts ＝11s 时，压差和频差条件均满足。 8．图2所示两种频差情况的U t.ad （恒定越前时间脉冲）与U δ.ad （恒定越前相角脉冲）关系波形图，通过比较U t.ad 与U δ.ad 顺序检查频差大小，请问哪种频差情 U 图1 正弦整步电压波形

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。

电力系统自动化发展趋势及新技术的应用

[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 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。 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。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 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: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出

电力系统自动化复习 总结

1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种。 2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。 对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。 3、同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。 4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 5，发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。 7，同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。 8，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。 9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。 交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。 10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz ，只励磁机的频率为100Hz ，副励磁机的频率一般为500Hz ,以组成快速的励磁系统。其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电。

11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。 12，交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。 13，交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为 40·，即α取 140·，并有使β不小于 30·的限制元件。 14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。16，输入控制信号按性质分为：被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制），限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。 17，发电机的调节特性是发电机转子电流I EF与无功负荷电流I Q的关系。18，采用电力系统稳定器（PSS）的作用是产生正阻尼以抵消励磁控制系统引起的负阻尼转矩，有效的抑制低频率震荡。 K L＊=1-3。 ＊为负荷的频率调节效应系数，一般 20.电力系统主要是由发电机组，输电网络及负荷组成 21.电力系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器。电力系统中所有发电厂分为调频厂和非调频厂。调频承担电力系统频率的二次调节任务，而非调频厂只参加频率的一次调节任务。 22.启动频率：一般的一轮动作频率整定在49HZ。末轮启动频率：自动减负荷装置最后一轮的动作频率最好不低于。 23. 电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机。无功功率

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：电压差不能超过额定电压的510% 频率相等：ωωX 频率差不超过额定的0.20.5% 相角相等：δ0（δδX）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0-2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：是将和的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列 方波，其幅值与和无关。 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 压和的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 1：计算，如果≤转 2；否则调整G来改变

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

浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势

浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 【摘要】随着科学技术和经济的迅速发展，电力系统自动化技术发挥的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一种新技术实现了电力技术和电子信息技术的融合，对国民经济的发展发挥了巨大的促进作用，为输变电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经深入到电力系统的各个方面，并取得了显著的效果。本文对电力系统自动化技术的发展现状进行了介绍，并对其发展趋势进行了展望。 【关键词】电力系统自动化技术现状发展趋势 一、概述 电力系统的智能化控制是我国电力系统发展的重要方向，电力系统智能控制的实现是电力系统完整控制的重要标志。电力系统的发展壮大离不开自动化技术的支持，电力系统自动化技术在电力系统运行控制中发挥着不可替代的作用。 二、电力系统自动化技术发展的现状 我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的

技术支持。 2.1自动化技术在电网调度中的应用 电网调度的现代化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、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。[1]自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。 2.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网络的自动化控制中发挥着重要作用，随着电网技术的不断发展，配电系统的现代化和网络化程度越来越高，实现了配电网主站、子站和光线终端组成的三层结构，配电系统网络化的发展，使通信传输的速度得到保障，自动化系统的性能得到提高。系统的继电保护控制得到加强，大面积停电现象减少，电力供应得到保障，电力系统的可靠性和安全性得到提高，电网事故快速排除机制得到优化，科学的事故紧急应对机制得以建立，故障停电时间明显缩短；电力企业对电力系统的掌控能力加强，对电力系统运行状态的了解更加便利；常规的值班方式被打破，无人职守电站得以出现，工作人员的效率大大提高。[2]

《电力系统自动化技术》复习题2

《电力系统自动化技术》复习题二 一、单项选择题(每小题2分，共20分) 1．微机励磁调节器便于实现复杂的控制方式，这是由于其（）。 A．硬件简单可靠 B.控制功能用软件实现 C．显示直观D．硬件的标准化设计 2．负荷吸收的有功功率随频率变化的现象，称为（）。 A. 负荷调节效应 B. 负荷的暂态频率特性 C．负荷的频谱D．负荷的动态频率特性 3.在理想灭磁过程中（）。 A．励磁电流加速衰减，励磁电压不变 B．励磁电压加速衰减，励磁电流不变 C．励磁电流匀速衰减，励磁电压保持为最大允许值 D．励磁电流和电压都匀速衰减 4.与线性整步电压波形的斜率大小成正比的是( ) A.频率差 B.电压差 C.相角差 D.导前时间 5.准同期装置中，利用线性整步电压获取导前时间脉冲的核心电路是( ) A.积分电路 B.微分电路 C.比例+积分电路 D.比例+微分电路 6.电力系统可能出现的最大有功功率缺额Pla.max与自动低频减负荷装置的切除负荷总量Pcut.max的关系为( )。 A.Pla.max>Pcut.max B.Pla.max

D.与正调差特性的发电机直接并联运行 8. 并列断路器两侧电压矢量的电角速度之差称为( )。 A.电压相角差 B.电压矢量差 C.滑差周期 D.滑差角频率 9.设某台汽轮发电机与无穷大系统并列运行，当调节该汽轮机进汽门大小时，可改变该发电机组输出的( )。 A.电压 B.频率 C.有功功率 D.无功功率 10.在以高温高压火电厂为主的电力系统中，自动低频减负荷装置的末级动作频率一般为( )。 A.45~45.5Hz B.46~46.5Hz C.47~47.5Hz D.48~48.5Hz 二、填空题（每小题2分，共10分） 1.线性整步电压中不含准同步条件之一的________信息。 2.电力系统频率和有功功率自动调整，最终需要借助原动机的_______系统来实现。 3.移相触发单元一般由同步、移相、脉冲形成和_______等环节构成。 4.自并励励磁方式的起励方式有他励起励和_______起励两种。 5.通常，当发电机机端电压UG升高，励磁调节器应使励磁电流_______，以维持UG在给定水平上。 三、名词解释题（每小题5分，共25分） 1.DMS 2.准同步并列 3.重合器

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

电力系统自动化技术

学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 2017学年下学期 《电力系统自动化技术》期末考试试题 （综合大作业） 考试说明： 1、大作业于2017年10月19日下发，2017年11月4日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．当导前时间脉冲后于导前相角脉冲到来时，可判定（）。 A．频差过大B．频差满足条件 C．发电机频率高于系统频率D．发电机频率低于系统频率 2．线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差（）。 A.无关 B.有时无关 C.成正比关系 D.成反比关系 3．机端直接并列运行的发电机的外特性一定不是（）。 A.负调差特性 B.正调差特性 C.无差特性 D.正调差特性和无差特性 4.可控硅励磁装置，当控制电压越大时，可控硅的控制角 ( )，输出励磁电流（）。 A.越大越大 B.越大越小 C.越小越大 D.越小越小 5. 构成调差单元不需要的元器件是（）。 A．测量变压器B．电流互感器 C．电阻器D．电容器 6．通常要求调差单元能灵敏反应（）。 A．发电机电压B．励磁电流 C．有功电流D．无功电流 7．电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（）。

A．单调上升的B．单调下降的 C．没有单调性的D．水平直线 8．自动低频减负荷装置的动作延时一般为（）。 A．0.1~0.2秒B．0.2~0.3秒 C．0.5~1.0秒D．1.0~1.5秒 9．并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（）。 A．相同B．各不相同 C．一部分相同，一部分不同D．稳定 10．造成系统频率下降的原因是（）。 A．无功功率过剩B．无功功率不足 C．有功功率过剩D．有功功率不足 二、名词解释（每小题5分，共25分） 1.远方终端 2.低频减负荷装置 3.整步电压 4.准同期 5.AGC 三、填空题（每空1分，共15分） 1.低频减负荷装置的___________应由系统所允许的最低频率下限确定。 2. 在励磁调节器中，设置____________进行发电机外特性的调差系数的调整，实际中发电机一般采用____________。 3.滑差周期的大小反映发电机与系统之间的大小，滑差周期大表示。 4.线性整步电压与时间具有关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为。 5.微机应用于发电机自动准同步并列，可以通过直接比较鉴别频差方向。 6.与同步发电机励磁回路电压建立、及必要时是其电压的有关设备和电路总称为励磁系统。 7.直流励磁机共电的励磁方式可分为和两种励磁方式。 8.可能造成AFL误动作的原因有“系统短路故障时造成频率下降，突然切成机组或、供电电源中断时。 9.积差法实现电力系统有功功率调节时，由于，造成调频过程缓慢。 四、简答题（每小题5分，共15分） 1.断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？为什么是恒定导前时间？ 2.电压时间型分段器有哪两种功能？ 3. 自动按频率减负荷装置为什么要分级动作？ 五、综合分析题（每小题10分，共10分） 用向量图分析发电机并列不满足理想准同步条件时冲击电流的性质和产生的后果？六、计算题（共15分） 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1#机组的额定功率为30MW，2#机组的额定功率为60MW。两台机组的额定功率因数都是0.8，调差系数均为0.04。若系统无功负荷波动，使得电厂的无功增量是总无功容量的20%，试问母线上的电压波动是多少？各机组承担的无功负荷增量是多少？

电力系统自动化习题及答案word版本

1、电力系统自动化的发展经过了那几个阶段？ （一）单一功能自动化阶段 （二）综合自动化阶段：特点是用一套自动化系统或装置来完成以往两套或多套分离的自动化系统或装置所完成的工作。 1．电能的生产有哪些主要特点？对电力系统运行的总体要求要求是什么？ （1）1，结构复杂而庞大，2，电能不能储存，3，暂态过程非常迅速，4，特别重要 （2）安全，可靠，优质，经济，环保 2．电力系统有哪些运行状态？它们的主要特征是什么？ 正常状态：满足等式和不等式约束，主要进行经济调度。 警戒状态：满足等式和不等式约束，但接近不等式约束上下限，主要进行预防性控制。 紧急状态：满足等式约束，不满足不等式约束，进行紧急控制。 系统崩溃：等式不等式约束均不满足，切机、切负荷、解列等控制，尽量挽救已经解列的各个子系统。 恢复状态：满足等式和不等式约束，采取预恢复控制措施，如并列、带负荷等控制，恢复对用户的供电。 3．电力系统自动化包括哪些主要内容？ 第二章习题、思考题 1、电力系统调度自动化是如何实现的？ 1，采集电力系统信息并将其传送到调度所；2，对远动装置传送的信息进行实时处理；3，做出调度决策；4，将调度决策送到电力系统区执行；5，人机联系 2、电力系统采用什么调度方式？ 集中调度控制和分层调度控制 2．电网调度自动化系统的基本构成包括哪些主要的子系统？试给出其示意图。 （1）电力系统，远动系统，调度计算机和人机联系设备 （2） 3．电网调度自动化系统主要有哪些信息传输通道（信道）？ 1，远动与载波通道复用电力载波通道，2，无线信道，3，光纤通信，4，架空明线或电缆传输远动通信4．电力系统常采用什么调度方式？分层调度有何主要优点？我国电网调度目前分为哪些层次？ （1）分层调度控制：就是把全电力系统的监视控制任务分配给属于不同层次的调度中心，下一层调度完成本层次的调度控制任务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递所需信息。 （2）优点：便于协调调度控制，提高系统可靠性，改善系统响应 （3）分为国家级，大区级，省级，地区级，县级

电力系统自动化技术习题及解答

1.同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为（A ）。 A、0.1% B、0.2% C、0.26% D、0.52% 2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（D ）。A、三角波B、正弦波C、方波D、正弦脉动波 4. 同步发电机励磁系统由（A ）组成。A、励磁调节器、励磁功率单元B、同步发电机、励磁调节器C、同步发电机、励磁功率单元D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统 5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。A、半自动准同期并列和手动准同期并列B、准同期并列和自同期并列C、全自动准同期并列和手动准同期并列D、全自动准同期并列和半自动准同期并列 6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（D ）。A、主动式通信规约B、被动式通信规约C、循环式通信规约D、问答式通信规约 7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。A、交流励磁系统B、直流励磁系统C、静止励磁系统D、自并励系统 8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW，系统频率下降0.5Hz时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。A、20 B、-20 C、0.05 D、-0.05 9. 下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（D ）。A、AGC 属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。B、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率三次调整。C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。 10. 在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（D ）。A、

电力系统自动化试复习资料

一、填空题 1、重合器是用于配电网自动化的一种智能化开关设备，它本身具有(控制)及(保护)功能。它能检测故障电流并能在给定的时间内(断开)故障电流，以及按照整定次数进行重合的控制装置。 2、我国电网调度的基本原则（统一调度）、（分级管理）、（分层控制）。 3、电力系统运行状态有(正常运行状态)、(警戒状态)、(紧急状态)、系统(崩溃)、(恢复状态)。 4、将二进制数 11011011 转化成十进制数为(219)。 5、能量管理系统(EMS)是电力系统监视与控制的硬件及软件总称。主要包括采集与监控(SCADA)、(自动发电控制（AGC）)、(经济调度控制（EDC）)、（电力系统状 态估计（SE）)、(安全分析（SA）)、（调度员模拟培训（DTS））配电自动化与管理(DA/DMS)等。P12 6、A/D 转换器是将(模拟量)转换为(数字量)。 7、定时扫查方式的遥信输入电路由三个部分组成:(遥信信息采集电路) 、(多路选择开关)、(并行接口电路8255A)。 8、RTU 的遥控输出电路并不直接控制(断路器分闸与合闸回路)，而是接入遥控执 行屏，由遥控执行屏控制(输出信号控制分合闸)。 9、串行通信中，有两种最基本的通信方式:(同步通信)和(异步通信)。 10、变电站综合自动化系统的结构模式有(集中式)、(分布式)、(分散分布式)三种类型。 二、选择题 1、如果远动装置 RTU 的信息发送速率为 600bit/s，表示 1s 发送 600 个(B)。 A. 字节 B.二进制数 C.十进制数 D 十六进制数 2、交流采样电路中采样保持器的主要作用是(B)。 A.保证 A/D 转换时间内信号不变化 B.保证被 A/D 转换的同一回路的多路输入信号(如三相电流电压)的同步性 C.降低对 A/D 转换器的转换速度要求 3、要使主站系统能正确接收到厂站端设备的信息，必须使主站与厂站端的(BC)一致。 A.设备型号 B.通信规约 C.通道速率 D.系统软件 4、同步是远动系统的一个重要环节，是指远动装置收发两端的(A)相同一致。 A.频率、相位 B.频率、幅值 C.相位、幅值 5、造成系统电压下降的主要原因是(D)。 A.负荷分布不均匀 B.系统中大量谐波的存在 C.中性点接地不好 D.系统无功功率不足或无功功率分布不合理 6、按照无功电压综合控制策略，电压和功率因数都低于下限，应如何控制?(B) A.调节分接头 B.先投入电容器组，根据电压变化情况再调有载分接头位置 C.投入电容器组 D.先调节分接头升压，再根据无功功率情况投入电容器组 7、据电网管理形式的不同，世界上典型的调度管理模式大致可分为三种:(A)。

电子科大《电力系统自动化》作业一

1.同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（B）。 (A) 方波(B) 正弦波(C) 正弦脉动波(D) 三角波 2.自动发电控制AGC功能可保证电网的(D) (A) 电流(B) 功率因数(C) 电压(D) 频率 3.电力线载波信道可同时传送（A）。 (A) 语音信号和远动信号(B) 视频信号和远动信号(C) 图像信号和远动信号 (D) 语音和图像信号 4.(15，7)循环码的全部许用码组有(D) (A) 256个(B) 129个(C) 127个(D) 128个 5.在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU，RTU接到询问后回答的方式属于（D）。 (A) 循环式通信规约(B) 主动式通信规约(C) 被动式通信规约(D) 问答式通信规约 6.发电机并列操作最终的执行机构是（D）。 (A) 重合器(B) 分段器(C) 隔离开关(D) 断路器 7.12位A/D芯片工作在交流采样方式时，被测量正最大值时补码形式的A/D结果为(D)? (A) 1.11111E+11 (B) 11111111110 (C) 101111111111 (D) 11111111111 8.数据传输系统中，若在发端进行检错应属(A) (A) 检错重发法(B) 循环检错法(C) 前向纠错法(D) 反馈校验法 9.厂站RTU向调度传送模拟量数值属于(B) (A) 遥信(B) 遥测(C) 遥控(D) 遥调 10.2000MHZ频率属(C) (A) .短波频段(B) 中波频段(C) 微波频段(D) 长波频段 11.异步通信方式的特点之一是(D) (A) 设备复杂(B) 时钟要求高(C) 传输效率高(D) 设备简单 12.我国循环式运动规约中规定的循环码是(D) (A) (7，4)循环码(B) 方阵码(C) (7，3)循环码(D) （48，40）循环码 13.地调中心可调整辖区的(A) (A) 电压和无功(B) 电压和频率(C) 无功和频率(D) 有功和频率 14.A/D转换器中的基准电压可产生按二进制权倍减的MSB→LSB的(B) (A) 电流最大值(B) 电压砝码(C) 电压最大值(D) 电流砝码 15.电力系统状态估计的量测量主要来自(D) (A) 调度人员(B) 值班人员(C) 主机(D) SCADA系统 16.调度员尽力维护各子系统发电，用电平衡时属(D) (A) 紧急状态(B) 正常状态(C) 恢复状态(D) 瓦解状态 17.星形结构计算机网的特点之一(C) (A) 可靠性(B) 建网难(C) 资源共享能力差(D) 资源共享能力强 18.一阶递归数字滤波器的输出y(n)表达式为(C) (A) a·x(n) (B) a·y(n-1) (C) a·x(n)+b·y(n-1) (D) a·x(n)+b x(n-1) 19.用数字量多路开关采集遥信信号时，欲使W=E14，数据选择端ABCD应为(D) (A) 1101 (B) 1110 (C) 1011 (D) 111 20.霍尔模块工作频率为50HZ时，精度(A) (A) 高于0.5% (B) 低于0.5% (C) 等于0.5%(D) 等于1%