电力系统实验 最新版

实验1 单机带负荷实验

一、实验目的

1. 了解和掌握单机带负荷运行方式的特点。

2. 了解在单机带负荷运行方式下原动机的转速和功角与单机—无穷大系统运行方式下

有什么不同。

3. 通过独立电力网与大电力系统的分析比较，进一步理解系统稳定概念。

二、原理说明

单机带负荷运行方式与单机对无穷大系统运行方式有着截然不同的概念：单机对无穷大系统在稳定运行时，发电机的频率与无穷大频率一样，它受大系统的频率牵制，随系统的频率变化而变化，发电机的容量只占无穷大系统容量的很小一部分；而单机带负荷是一个独立电力网，发电机是唯一电源，任何负荷的投切都会引起发电机的频率和电压变化（原动机的调速器，发电机的励磁调节器均为有差调节），此时，也可以通过二次调节将发电机的频率和电压调至额定值。

图1 单机带负荷接线图

负载箱阻抗的分配如下：阻性负载包括一组 3×1600Ω/0.2A（0.1kW）板式电阻，两组 3×800Ω/0.4A（0.2kW）板式电阻，一组 3×320Ω/1A（0.5kW）板式电阻和两组 3×160Ω/2A （1kW）板式电阻，通过开关投切可调节阻性负载的大小。

三、实验内容与步骤

打开电源前，调整实验台上各切换开关的位置，确保三个电压指示为同一相电压或线电压；发电机运行方式为单机运行；发电机励磁方式手动励磁，他励；

1. 依次打开控制柜电源、试验台电源，原动机开关旋至开，按下微机调速器启动按钮，自

动将机组启动至 1500rpm，打开励磁电源，通过调节手动励磁调压手柄，使发电机电压达到300V。

2. 合上输电线路的所有断路器，发电机通过两回线送电到负载。

3. 通过控制电阻性负载的投退改变有功负载的大小，记录在不同负载下发电机转速，送、

受端的电压，有功功率、功率因数及电流。数据记录在表 1‐1 中，由于负载对称，只需记录一相电流即可。根据记录的数据分析发电机转速与受端功率，受端电压和功率与负载阻抗，受端功率和电压等的关系。

4. 上述实验步骤完成后，将输电线路改为单回路，重复上述实验步骤。

5. 发电机单机运行结束后的断电步骤：

1)减少发电机的励磁至0；

2)按下调速器装置面板上的‘停止’按钮；

3)当发电机的转速为0时，依次关掉励磁电源、原动机电源。

表 1‐1 Ug =300V 手动他励 P：kW U：V I：A n：rpm

P1、cosΦ1－送端功率、功率因数，P2－受端功率，UTr－送端线电压，URe－受端线电压， 试验之前应注意负荷不能投入，励磁方式调好。

四、实验报告：

1、根据实验数据，结合教材，分析受端电压和功率随负载阻抗的变化规律。

2、根据负载大小不同时转速的不同，绘出转速和有功功率的关系曲线，计算出原动机的调

差系数。

3、分析比较投切不同性质负载对转速和受端电压的影响。

4、在电源电势给定，输电系统阻抗和负载功率因数一定情况下，分析负载阻抗与受端功率

极限的关系。

5、分析功率极限与负载功率因数的关系。

五、注意事项：

1、打开电源前，应将全部阻性负载切除；

2、采用手动励磁时，应该注意手动调节电压将发电机电压调节至300V时，发电机的频率

才可以达到50Hz，当发电机电压在0到200V之间，发电机的频率显示不准确；

3、投切负载的过程不宜过快，否则导致电流过大，致使电机停止转动；

4、数据应直接从实验台上的电压表、电流表、功率表等上读取，不宜通过微机控制装置进

行读取；

5、每次投切负载时应注意将发电机电压调至300V，再记录此时的数据。

实验2 手动准同期并网实验（演示实验）

一、实验目的

1、加深理解同步发电机准同期并列运行原理，掌握准同期并列条件。

2、掌握手动准同期的概念及并网操作方法，准同期并列装置的分类和功能。

3、熟悉同步发电机手动准同期并列过程

二、原理说明

在满足并列条件的情况下，只要控制得当，采用准同期并列方法可使冲击电流很小且对电网扰动甚微，故准同期并列方式是电力系统运行中的主要并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并发电机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。依并列操作的自动化程度，又可分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映发电机组与系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映电机组与系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（相同点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制装置根据给定的允许压差和允许频差，不断地检测准同期条件是否满足，在不满足要求时，闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时间送出合闸脉冲。

三、实验内容与步骤

选定实验台面板上的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“手动励磁”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“手动”位置，发电机运行方式为并网方式，同时将调压器和手动励磁调压手柄调节至零。

1、依次打开控制柜电源、试验台电源，原动机开关旋至开，按下微机调速器启动按钮，自动将机组启动至1500rpm，打开励磁电源。顺时针旋转调压器旋钮至显示线电压 300V，再调节手动励磁调压手柄，使发电机电压为300V，按下QF7合闸按钮。

2、在手动准同期方式下，发电机组的并列运行操作在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、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，手动操作合闸按钮进行合闸。

（1）将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态，投入模拟同期表。观察模拟式同期表中，频差和压差指针的偏转方向和偏转角度，以及和相角差指针的旋转方向。

（2）按下微机调速装置上的“＋”键进行增频，同期表的频差指针接近于零；此时同期表的压差指针也应接近于零。

（3）观察同期表上指针位置，当相角差指针旋转缓慢至接近 0 度位置时（此时相差也满足条件），手动按下 QF0 合闸，合闸成功后，并网指示灯闪烁蜂鸣。

3、发电机并网运行情况下的断电步骤：

（1）先将发电机输出的有功和无功减为0；

（2）将发电机与系统解列，即将QF0分闸，再将每条线路进行分闸；

（3）减少发电机的励磁至0；

（4）按下调速器装置面板上的‘停止’按钮；

（5）当发电机的转速为0时，依次关掉励磁电源、原动机电源。

四 实验报告

根据实验步骤，详细分析手动准同期并列过程。

五、注意事项：

1、当同期表相角差指针逆时针旋转时应调节微机调速装置，使转速达到1500rpm；

2、当相角差指针旋转缓慢并指向中间位置时，手动按下QF0 合闸，合闸按钮时间继电器的

设定不宜太长；

3、采用手动励磁时，应该注意手动调节电压将发电机电压调节至300V时，发电机的频率

才可以达到50Hz，当发电机电压在0到200V之间，发电机的频率显示不准确；同理，对于调压器而言，也应将电压调节至300V时，系统电压的频率才能达到50Hz。

实验3 电力系统暂态稳定实验

一、实验目的

1、通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解。

2、通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。

3、了解提高暂态稳定的措施。

二、原理说明

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步

运行的问题。引起电力系统大扰动的原因主要有以下几种：

1、负荷的突然变化，如投入或切除大容量的负荷；

2、切除或投入系统的主要元件，如发电机，变压器等；

3、发生短路故障。其中短路故障的扰动最为严重，因此常以此作为检验系统是否具有暂

态稳定的条件。

图3‐1所示简单电力系统在输电线首端发生短路时的等值电路，分析其暂态过程：

图 3‐1 简单电力系统不同运行状态及其等值电路图

正常运行时发电机功率特性为：PⅠ=（E0×U0）×Sinδ/X1=P mⅠSinδ

短路运行时发电机功率特性为：PⅡ=（E0×U0）×Sinδ/X2=P mⅡSinδ

故障切除发电机功率特性为：PⅢ=（E0×U0）×Sinδ/X3=P mⅢSinδ

根据上面三个公式可知，功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是

切除故障角δc小于最大摇摆角δmax，在不计能量损耗时，根据等面积原则可简便的确定

δmax。

三、实验内容与步骤

开电源前，调整实验台上各切换开关的位置，确保三个电压指示为同一相电压或线电压；

发电机运行方式为并网运行；发电机励磁为手动励磁，他励；并网方式为手动同期。

1．短路对电力系统暂态稳定的影响

在本实验平台上，通过对操作台上短路故障单元进行设置，可对某一固定点进行单相接

地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。测定不同短路故障下，能保持系统

稳定时发电机所能输出的最大功率。

在实验台上短路故障的设置单元中，通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相

接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。

注：短路持续时间继电器的量程为0～99.99s，第三位单位为秒。

具体实验步骤如下：

① 输电线路选择双回路，系统侧电压Us =300V，发电机组起励建压，通过双回路并网输电。注：发电机和系统电压都调整为300V！

② 调节发电机使其输出的有功和无功功率均为零，设置微机调速器功角测量为0。

③ 短路故障设置及短路极限功率的测定

④ 调节微机调速装置和手动励磁变压器，使发电机组输出P1=1kW。

注：用户可以自行确定系统初始运行条件，但为了实验的安全和可靠性起见，初始运行状 态不宜超过半负荷）

⑤ 操作故障设置按钮，按照表3‐1 内容依次设置短路类型，将短路持续时间设置为 5s。按

下短路投入按钮，使系统处于短路运行状态。如果发电机在短路时间内仍然能够保持稳定运行，则退出短路运行，通过调速装置增加有功功率，直到发电机处于临界失步状态，记录此

时的极限功率和短路（短路前）电流值（电流值从微机保护装置的“测量信息”→“模拟量”

菜单下读出）。

表 3‐1 短路极限功率测定数据表短路故障设置时间为 t=5s Us =300V 双回路

2、发电机并网运行情况下，断电步骤：

（1）先将发电机输出的有功和无功减为0；

（2）将发电机与系统解列，即将QF0分闸，再将每条线路进行分闸；

（3）减少发电机的励磁至0；

（4）按下调速器装置面板上的‘停止’按钮；

（5）当发电机的转速为0时，依次关掉励磁电源、原动机电源。

四、实验报告

1、整理不同短路类型下获得的实验数据，通过对比，对不同短路类型进行定性分析，

详细说明不同短路类型对系统稳定性的影响。

2、通过试验中观察到的现象，说明提高暂态稳定有哪些，如何进行相关操作实现提高

发电机的暂态功率极限。

3、对失步处理的方法有哪些，理论根据是什么？

4、发电机组失步后，会有什么严重后果。

五、注意事项：

1、采用手动励磁时，应该注意手动调节电压将发电机电压调节至300V时，发电机的

频率才可以达到50Hz，当发电机电压在0到200V之间，发电机的频率显示不准确；同理，

对于调压器而言，也应将电压调节至300V时，系统电压的频率才能达到50Hz。

2、在调节功率过程中一旦出现失步问题，立即进行以下操作，使发电机恢复同步运行

状态：迅速退出短路故障，操作微机调速装置上的“－”减速键，减小有功功率。

（编者：严家明 许允之）

电力系统自动化及继电保护综合实验

一、电磁型电流继电器和电压继电器实验 一、实验目的 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性：掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。 二、预习与思考 1、电流继电器的返回系数为什么恒小于1 ? 2、动作电流(压)、返回电流(压)和返回系数的定义是什么? 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗? 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途? 三、原理说明 DL-20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高(过电压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。 D L-20c、D Y-20c系列继电器的内部接线图见图l-l。 上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。 过电流(压)继电器：当电流(压)升高至整定值(或大于整定值)时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。 低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值：若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。 转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。

图1-3过电压继电器实验接线图 四、实验设备 序号设备名称使用仪器名称数量l ZBll DL-24C／6电流继电器l 2 ZBl5 DY-28C／160电压继电器 1 3 ZB35 交流电流表 1 4 ZB36 交流电压表l 5 DZB0l-l 单相自耦调压器l 交流器 1 触点通断指示灯 1 单相交流电源l 可调电阻Rl 6.3 Ω/10A l 6 1000伏兆欧表l l、绝缘测试 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻：对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。 测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压

电力系统功率特性和功率极限实验

电力系统实验指导书

第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d 和X q ，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E q （或E ）恒定。这时发电机的功率特 性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从

简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 020406080

武汉大学电力系统分析实验报告

电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：

实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母

线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。

电力系统三个实验

实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落

电力系统综合实验a.doc

《电力系统综合实验A》实验指导书 编 华北电力大学 二零零七年三月

前言 1．实验总体目标 该课是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而设置的一个教学环节。通过该环节的学习，可以帮助学生进一步认识电力系统的各种物理现象并增强对电力系统相关课程理论的理解；可以培养学生的实际操作能力，分析问题和解决问题的能力。 ⒉适用专业 电气工程及其自动化专业各方向（高压方向除外）、电力工程与管理专业 ⒊先修课程 电路理论、电机学、线性代数、自动控制理论B、电力系统分析基础、电力系统暂态分析、电力系统稳定 ⒋实验课时分配 ⒌实验环境 （1）WDT-III型电力系统综合自动化实验台，三台； （2）PS-5G型电力系统微机监控实验台，一台； （3）打印机一部。 ⒍实验总体要求 （1）对教师的要求： 1)教师要自己动手做所有的实验； 2）在实验开始的前一周，指导实验的教师要将与实验有关的文件上传到校园网的 电子课堂，并通知学生下载； 3)实验开始前，给学生讲实验的任务，纪律要求，实验要求等。 （2）对学生的要求： 1）实验前要预习实验内容； 2）实验时遵守实验室的规章制度，不要违反实验设备的操作规程； 3）认真做记录和观察实验现象，实验后整理数据，分析原因，回答思考题。 ⒎本实验的重点、难点及教学方法建议 五个实验内容都是重点。 难点是学生不能把理论课的知识转化为实践操作以及对实验数据的分析。 对教学方法的建议：将课堂知识与实验内容联系起来，启发学生积极思考，用于动手做实验，自己设计一些实验方案。

目录 实验一同步发电机准同期并列实验 (4) 实验二单机—无穷大系统稳态运行方式实验 (8) 实验三电力系统功率特性和功率极限实验 (11) 实验四电力系统暂态稳定实验 (16) 实验五复杂电力系统运行方式实验 (20)

MATLAB实验 电力系统暂态稳定分析

实验三 电力系统暂态稳定分析 电力系统暂态稳定计算实际上就是求解发电机转子运动方程的初值问题，从而得出δ-t 和ω-t 的关系曲线。每台发电机的转子运动方程是两个一阶非线性的常微分方程。因此，首先介绍常微分方程的初值问题的数值解法。 一、常微分方程的初值问题 （一）问题及求解公式的构造方法 我们讨论形如式（3-1）的一阶微分方程的初值问题 ?? ?=≤≤='00 )(),,()(y x y b x a y x f x y （3-1） 设初值问题（3-1）的解为)(x y ，为了求其数值解而采取离散化方法，在求解区间[b a ,]上取一组节点 b x x x x x a n i i =<<<<<<=+ΛΛ110 称i i i x x h -=+1（1,,1,0-=n i Λ）为步长。在等步长的情况下，步长为 n a b h -= 用i y 表示在节点i x 处解的准确值)(i x y 的近似值。 设法构造序列{}i y 所满足的一个方程（称为差分方程） ),,(1h y x h y y i i i i ??+=+ （3-2） 作为求解公式，这是一个递推公式，从（0x ，0y ）出发，采用步进方式，自左相右逐步算出)(x y 在所有节点i x 上的近似值i y （n i ,,2,1Λ=）。 在公式（3-2）中，为求1+i y 只用到前面一步的值i y ，这种方法称为单步法。在公式（3-2）中的1+i y 由i y 明显表示出，称为显式公式。而形如（3-3） ),,,(11h y y x h y y i i i i i ++?+=ψ （3-3） 的公式称为隐式公式，因为其右端ψ中还包括1+i y 。 如果由公式求1+i y 时，不止用到前一个节点的值，则称为多步法。 由式（3-1）可得

电力系统分析实验报告

本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师顾民 实验地点6C901 实验成绩

二〇一五年十月——二〇一五年十二月 实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例 一、简介 Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。 1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。 2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。 ①bus_i用来设置母线编号(正整数)。 ②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。 ③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。 ④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。 ⑤baseKV用来设置该母线基准电压。 ⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。 ⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。 ⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。 3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。 ①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。 ②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。 ③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。 ④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。 ⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。 1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型 二、电力系统模型 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图

电力系统分析实验指导书

电力系统分析实验指导书 实验一、 电力系统功率特性和功率极限实验 （一）实验目的 1、初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2、加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3、通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 （二）原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。

电力系统分析实验报告

五邑大学 电力系统分析理论 实验报告 院系 专业 学号 学生姓名 指导教师

实验一仿真软件的初步认识 一、实验目的： 通过使用PowerWorld电力系统仿真软件，掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，并且学会了建立一个简单的电力系统模型。学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。 二、实验内容： （一）熟悉PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作 （二）用仿真器建立一个简单的电力系统模型： 1、画一条母线，一台发电机； 2、画一条带负荷的母线，添加负荷； 3、画一条输电线，放置断路器； 4、写上标题和母线、线路注释； 5、样程存盘； 6、对样程进行设定、求解； 7、加入一个新的地区。 三、电力系统模型： 按照实验指导书，利用PowerWorld软件进行建模，模型如下： 四、心得体会： 这一次试验是我第一次接触PWS这个软件，刚开始面对一个完全陌生的软件，我只能听着老师讲解，照着试验说明书，按试验要求，在完成试验的过程中一点一点地了解熟悉这个软件。在这个过程中也遇到了不少问题，比如输电线的画法、断路器的设置、仿真时出现错误的解决办法等等，在试验的最后，通过请教老师同学解决了这些问题，也对这个仿真软件有了一个初步的了解，为以后的学习打了基础。在以后的学习中，我要多点操作才能更好地熟悉这个软件。

实验二电力系统潮流分析入门 一、实验目的 通过对具体样程的分析和计算，掌握电力系统潮流计算的方法；在此基础上对系统的运行方式、运行状态、运行参数进行分析；对偶发性故障进行简单的分析和处理。 二、实验内容 本次实验主要在运行模式下，对样程进行合理的设置并进行电力系统潮流分析。 选择主菜单的Case Information Case Summary项，了解当前样程的概况。包括统计样程中全部的负荷、发电机、并联支路补偿以及损耗；松弛节点的总数。进入运行模式。从主菜单上选择Simulation Control，Start/Restart开始模拟运行。运行时会以动画方式显示潮流的大小和方向，要想对动画显示进行设定，先转换到编辑模式，在主菜单上选择Options，One-Line Display Options，然后在打开的对话框中选中Animated Flows Option选项卡，将Show Animated Flows复选框选中，这样运行时就会有动画显示。也可以在运行模式下，先暂停运行，然后右击要改变的模型的参数即可。 三、电力系统模型

电力系统实验报告

成绩 课程作业 课程名称电力系统分析 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化 班级13级2班 学生姓名祥 学号1304102047 课程考核地点2234 任课教师静 金陵科技学院教务处制

实验一电力系统分析计算 一．实验目的 1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法. 2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模 型。 3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。 4.理解有名制和标幺制。 二．实验容 1．电力线路建模 有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。 2．多级电力网络的等值电路计算 部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。 线路额定电压电阻 (欧/km) 电抗 (欧/km) 电纳 (S/km) 线路长度 （km) L1（架空线）220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200 L2（架空线）110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60 L3（架空线）10kV 0.17 0.38 忽略15 变压器额定容量P k(kw) U k% I o% P o(kW) T1 180MVA 893 13 0.5 175 T2 63MVA 280 10.5 0.61 60 三．实验设备 1．PC一台 2．Matlab软件 四．实验记录 1．电力线路建模 画出模型图，并标出相应的参数值。将计算结果填入下表

电路综合设计实验-设计实验2-实验报告

设计实验2:多功能函数信号发生器 一、摘要 任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。 此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。 二、正文 1.方案论证 基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电

流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。 另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而

电力系统静态稳定暂态稳定实验报告

电力系统静态、暂态稳定实验报告 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解 3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 二、原理与说明 实验用一次系统接线图如图1所示： 图1. 一次系统接线图 实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这两种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与结果 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验

电力系统实验书

第一章同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 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．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差，相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频率，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查调速器上“模拟调节”电位指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； 2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）。调速器上“并网”灯和“光电故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮； 3．按调速器上“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； 4．励磁调节器选择它励、恒U F运行方式，合上励磁开关； 5．把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； 6．合上“系统电压”开关和线路开关QF1，QF2，检查系统电压接近额定值380V； 7．合上“原动机开关”，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速上升至95％以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电

电力系统暂态稳定实验

电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 （一）短路对电力系统暂态稳定的影响 1．短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影 为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB－Ⅲ型微机保护装置读出，具体显示为： GL-三相过流值 GA- A相过流值

(完整版)电力系统分析实验全面版汇总

实验1 电力系统潮流计算分析实验 一、实验目的1、熟悉电力系统潮流分布的典型结构，2、熟悉电力系统潮流分布变化时，对电力系统的影响， 3、根据电力系统潮流分布的结果，能够分析各节点的特点。 二、原理说明潮流计算是研究和分析电力系统的基础。它主要包括以下内容： （1）电流和功率分布计算。（2）电压损耗和各节点电压计算。（3）功率损耗计算。 无论进行电力系统的规划设计，还是对各种运行状态的研究分析，都须进行潮流计算。电力系统日常运行的潮流计算其实是对运行方式的调整从而制定合理的运行方式。 潮流计算的方法有手算的解析计算法和电子计算机计算法。在本实验平台中通过模拟电力系统运行结构取得各中原始数据，可根据线路形式以及参数初步进行潮流计算分析。但可能系统中一些设备原器件的非线性，造成理论计算和实际运行数据不符合，但基本在误差范围以内的，可作为全面分析实验中各中现象的理论依据。 电力系统潮流控制，包含有功潮流控制和无功潮流控制。电力网络中，各种结构都有自身的特点，因此潮流控制对电力系统安全与稳定、电力系统经济运行均具有重要意义。 THLDK-2电力系统监控实验平台上，根据电力网络中典型潮流结构特点，提供了7种网络结构进行分析。实验过程中，构建一个电力网络，增加或减少某些机组的有功出力和无功出力，在保持系统各节点电压在允许范围内的前提下，改变系统支路的有功潮流和无功潮流。可以研究某一单一网络结构，或者多中网络结构的互相变化，观察电力系统潮流的变化。 实验过程中，要运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件，完成各种潮流分布中功率数值和方向变化，各母线电压的变化，最后数打印各中数据和图形，加以分析。 在本实验平台上，实验人员要首先分析并熟悉各种网络结构的特点，了解可能出现的变化规律，然后在实验中潮流控制时，各发电机的功率应该缓慢调节，待系统稳定后，再进行下一步调整，还应整体把握各发电机的出力，以及各母线电压的变化，始终保证整个网络的稳定安全运行。 注意：实验过程中调节功率时，务必保证监控台上线路中的电流不超过5A！！！潮流分析实验中，如果1#发电机与2#发电机的出口母线，通过断路器QF1连通，或者，3#发电机与4#发电机的出口母线通过断路器QF6连通，则1#、2#、3#和4#发 电机的调差系数设置为+10，这样并列运行的机组才能合理分配无功功率，保证系统稳定运行。 三、实验内容与步骤 1、“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件的运行 投入“操作电源”（向上扳至ON），启动电脑及显示器、打印机，运行上位机软件。使用步骤见光盘软件使 用说明书。实验中，在上位机界面（图3-8）中可进行各种潮流分布图进行分析。图1-1 潮流分布图选择 2、辐射形－放射式网络结构的潮流分布实验 （1）无穷大系统的调整以及电力网的组建 1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接 通8#母线，再合闸QF18 ，顺时针调整自耦调压器把手至400V。联络变压器的分接头选择为UN。 2）依次合闸QF18→QF14→QF12→QF10→QF1→QF3→QF4→QF5→QF6，观察1#、4#、5#母线电压为400V左 右，6#母线为220V左右。 （2）各发电机组的启动和同期运行。起动1#发电机组，控制方式：微机励磁，他励，恒压控制方式，组网运行，n=1500rpm，U G=400V。 此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，1#发电机组并网后，手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。 （3）潮流分布的控制以及潮流分布图的打印依次按下QF8，QF9，QF11，QF13“合闸”按钮，网络结构如图1-2。在上位机软件中可选择潮流分布图中“第一种辐射形－放射式”窗口。 通过调节发电厂的有功功率和无功功率的输出，以及调整无穷大系统的电压，观察各种运行情况下，潮流分布数据，打印对应的潮流分布图、区域总体调度图。 （4）各发电机组的解列和停机切除负载LD1、LD2、LD3和LD4，手动调节1#发电厂发出的有功功率和无功功率为0，按下监控实验台的QFG1“分闸”按钮，完成1#发电厂的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。 图1-2 辐射形－放射式原理图

电力系统实验报告

电 力 系 统 实 验 报 告 班级：09050446X 学号：09050446X00 姓名：

实验一同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 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．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。

电力系统综合实验指导书

电力系统仿真实验指导书 南华大学电气工程系 2016 年9 月

实验一大电流接地系统短路故障仿真实验 一、实验目的与要求 通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。 本实验要求学生掌握Simulink 中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的 基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。 二、实验内容 搭建如图1-1 所示的系统模型并仿真，该系统有3 个电源，4 条输电线路，在 Line1 的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流 的有效值。

图1-1 大电流接地系统短路故障的Simulink 仿真模型 三、实验仪器设备及耗材 1.每组计算机1 台、软件Matlab7.0 套。 四、实验原理 1、SimuLink 简要说明 SimuLink 是基于MATLAB的图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建 模、仿真和分析的一个软件包。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础 之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。 进入SimuLink 的2 种方法： 1) 在MATLAB命令行中敲出SimuLink ，回车，就打开了SimuLink 。 2) 点击工具栏中的按钮，看图： 图1-2 进入Simulink 2、SimPowerSystems 说明 SimuLink 下的SimPowerSystems 可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建 模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子 进入SimPowerSystems 的2 种方法： 1) 在MATLAB命令行中敲出powerlib ，回车，就打开了SimPowerSystems的元件库。

电路分析实验报告第一次完整版

电路分析实验报告第一 次 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

电路分析实验报告 实验报告（二、三） 一、实验名称实验二 KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图： 1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。２.验证ＫＶＬ：

以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下： 由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回路，此时回路电流也称为网孔电流，对应的分析方法称为网孔电流法。 四、实验内容 实验电路截图： 如图所示，i1,i2,i3分别为三个网孔的电流，方向如图所示，均为顺时针。 网孔一中含有一个电流源，而且电流源仅在网孔一中，所以，网孔一的电流就是电流源电流2A。设电流源两端电压为U7。

实验1 电力系统实验汇总

实验1 基础实验 姓名：昨日恰似风中雪学号：2015XXXXXX 学院：XXXXXX 一、实验目的 1、熟悉MATLAB/SIMULINK及PSB，会用他们建立电力系统仿真模型。 2、熟悉并理解对称分量法 3、理解掌握Park变换 4、理解掌握三相同步发电机空载建立电压过程中励磁电流的变化规律 二、实验设备 MATLAB/SIMULINK/PSB 三、实验原理 1. SIMULINK模块库 （1）SIMULINK简介 SIMULINK提供了许多微分方程的解法。绝大多数解法是数值积分研究中的最新成果。在进行仿真之前必须合理地设置算法和精度。算法和精度选择的不适合，将使仿真结果偏离理论与实际，出现仿真图像不连续或者发散的情况，很可能令仿真难以进行，甚至被系统自动中断。如果模型全部是离散的，定步长和变步长都采用DISCRETE算法，如果含有连续状态，对于定步长和变步长供选择的算法是不同的。一般来说，使用变步长的自适应算法是较好的选择。这类算法会依照给定的精确度在各积分段内自适应地寻找各自的最大步长进行积分，从而使得效率最高。SIMULINK的变步长解法能够把积分段分得足够细以得到满足精度要求得解。 （2）Model中的重要设置 ①进入MATLAB界面 双击桌面的MA TLAB图标,进入MATLAB界面,如图所示。 ②建立一个模型 在File（文件）下拉菜单中选种New（新建），在New（新建）下拉菜单中选中Model（模型），便进入Model，如图所示，其名称为untitled(未命名)。 ③保存文件

在图中，单击按钮，便弹出保存路径下的work文件，如图所示，单击保存就行了。 ④仿真时间设置 在Simulation的下拉菜单中选中Configuration Parameters,便可设置仿真时间，如图所示。 开始时间设为0.0s,终止时间可根据不同情况进行设置。Solver options/Type一般选取Variable-step , Solver options/Solver一般选取ode15s(stiff/NDF)。Solver options/Relative tolerance为仿真精度。 ⑤进入SIMULINK 单击按钮，便进入SIMULINK模块库，如图所示。SIMULINK中有很多后续实验所要用到的模块，如示波器、终端、输出端等。 2. PSB模块 （1）PSB简介 Power System Block（以下简称PSB）在SIMULINK环境下使用，它为电气工作者提供了一个现代化的设计工具，不但电路模型能够快速建立起来，而且与之相联系的机械、热力、控制系统及其他设备的分