2017电赛微电网模拟系统

微电网模拟系统

-参考论文

--by电子狂牛

中文简要

本文论述是一种采用STC15F2K60S2单片机为核心的SPWM逆变电源，单片机通过自然数查表法控制内部的3路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。其正弦波输出频率由单片机内部程序控制调节。另外本系统外接按键，按键能设定开始与停止。

关键词：SPWM，双极性调制，三相逆变，STC单片机

Design of a Single-phase Inverter Power Supply

Abstract

This article discusses a use PIC16F1937 microcontroller core of SPWM inverter, two internal microcontroller hardware PWM module generates SPWM pulse signal modulation scheme bipolar drive three-phase full-bridge inverter circuit controlled by a natural number look-up table, Output by the LC low-pass filter, and finally get a stable sine wave AC to the load. Its sine wave output frequency is adjusted by program control MCU. In addition the system external buttons and LCD screen, power button can be set to start and stop, the LCD screen can display real-time input voltage and output current, output sine wave frequency, so that the security and stability of the system has been greatly improved.

Key words: SPWM, bipolar modulation, phase inverter, PIC microcontroller

目录

前言 (5)

1.1 研究目的及要求 (5)

1.2 相关研究现状及前景 (5)

1.3内容章节概述 (6)

系统分析 (7)

2.1 逆变器的基本概念与工作原理 (7)

2.1.1正弦波逆变器的电路构成 (7)

2.1.2常用的逆变器调压方法： (7)

2．2逆变器的基本类型 (7)

2．3 PWM控制技术 (8)

3．1总体原理图 (11)

3．2电路原理图 (12)

3．2．1单片机的选择 (12)

3．2．2 滤波电路 (12)

3 ．2．5 场效应管的选择 (13)

3．3小结 (14)

4 程序设计 (15)

4．1 程序选择说明 (15)

4．2 SPWM查表 (15)

5.1 系统仿真 (18)

5.2实物照片 (19)

5．2单片机输出波形测试 (19)

5．2．1测试仪器 (19)

5.1 示波器 (20)

5．2．2测试方法 (20)

5．2．3测试结果 (20)

5．4测试结论 (21)

6总结 (22)

6.1 结论总结 (22)

附录： (23)

程序代码 (23)

前言

1.1 研究目的及要求

掌握正弦波逆变器的电路的组成，重点明白其中中各元器件的原理及用处，对正弦波逆变电路在电阻负载、电阻电感负载是的工作情况及其波形作全面分析，并研究工作频率对电路工作波形的影响。采用SPWM控制方式对逆变桥进行调制，最后经电容、电感过滤实现正弦波逆变的目的。

1.2 相关研究现状及前景

逆变电源的发展与和电力电子器件的发展息息相关，可以说电力电子器件器件的发展引导着逆变电源的发展。上世纪60年代正是电力电子技术飞速发展的时期，逆变电源就是在这个时期产生的，直到现在，逆变电源已经经过了三代的发展。

最初的逆变电源用的是晶闸管作为逆它的开关器件，称为可控硅逆变电源，但是因为早期晶闸管没有自关断的能力，即使增加了换流电路使其拥有了这种能力，但换流电路的复杂结构和极低的效率等原因却使逆变电源下一步的发展进退维谷。

从上世纪70年代末开始，许多自关断器件相继被发明出来，例如可关断晶闸管、电力晶体管等，这也促进了逆变电源的发展，于是使用自关断器件作为开关器件的逆变器产生了，这就是第二代逆变电源，使用了自关断器件的逆变器它逆变电源的性能获得了极大的提升，使用了自关断器件的逆变器与初代逆变器相比有了许多优点，首先因为有了自关断功能，所以不再需要换流电路，这样使主电路得到简化以至于降低了成本；其次由于逆变器使用了自关断器件，以至于其性能相比初代得到了极大的提升。这一代的逆变电源通常采用带输出电压有效值反馈的SPWM控制技术来控制。这一代的逆变器拥有简单的结构和容易实现的优点，但也并不意味这他没有缺点，由于它没有考虑信号传输过程中开关点的变化及负载的影响，所以还是有不少的缺点的，首先它如果负载是非线性的就没有良好的适应能力，非线性的负载会使输出电压的波形发生畸变；其次因为没有瞬

时值的反馈所以它的动态特性也不好；最后因为有控制不到的时间域，同样会使输出的电压波形发生畸变。这些缺点使得第二代逆变电源依然不够完善。

随着近十年来新型电源控制技术的蓬勃发展，针对第二点逆变电源的缺点发明了实时反馈控制技术这也使得第三代逆变电源应运而生，三代逆变电源使用了这种技术又一次使逆变电源的性能提高了，同时还弥补了第二代的缺点，这种技术到目前为止还在不断地被完善，实时反馈控制技术拥有许多种，基于对动态性能和适应性等方面的考虑目前被广泛采用的技术是带电流内环的电压瞬时值反馈控制。

1.3内容章节概述

本文主要从系统分析、硬件设计、程序设计和实验测试四个方面阐述“三相SPWM逆变电路的设计”。开始概述逆变器基本概念原理和SPWM控制技术，硬件设计介绍本次设计系的统结构框图，简要说明了单片机的选型、半桥驱动电路等，软件设计主要说明本设计的程序流程图；实验部分通过对设计电路的测试，说明试验结果。

系统分析

2.1 逆变器的基本概念与工作原理

2.1.1正弦波逆变器的电路构成

如图所示，本电路由两部分组成,将交流转化为直流的这个部分属于整流,整流器的作用是把交流电转化为直流电，这个过程可以是不可控的，也可以是可控的，这部分采用不可控的二极管将交流变成直流。整流之后采用用电容进行滤波,滤波器的作用是将波动的直流量过滤成平展稳定的直流量,整个过程无论是从结构上还是性能上都能满足实验要要。最后直流变交流的部分为逆变部分,逆变器的作用是将直流电转化为交流电经过电感滤波后然后供给负载,这里的LC滤波是为了滤除高次谐波，得到到正弦波，而逆变器因为它输出的电压和频率与输入的交流电源无关所以为称为无源逆变器，它是正弦波逆变电路的核心，这里采用采用三相桥式逆变电路,用PWM控制调节输出电压及频率的大小。

2.1.2常用的逆变器调压方法：

可控整流器调压：通过负载对电压的要求，使用可控的整流器来完成对逆变器输出电压的调节。

直流斩波器调压：在确定逆变器的电源侧有较高功率的情况下，通过不可控整流器可以在直流环节中通过设置改变直流斩波器来进行对电压的调节。

逆变器自身调压：在采用不可控整流器的前提下逆变器能用自身的电子开关进行斩波控制，这样就可以得到脉冲列，通过改变输出电压脉冲列的脉冲宽度，就可达对输出的电压进行调节，这种方法被称为脉宽调制（PWM）。

2．2逆变器的基本类型

如果是直流输入端滤波器，那么它可以分为两种，分别是电流型和电压型，其中电流型逆变器它的中间部分采用的是大电感进行滤波，这样的输入电流的特点是具有阻抗大电流平，就仿佛似电流源，而电压型逆变器的中间部分则采用大电容进行滤波，这样的逆变器的输入电压的特点是阻抗小且电压平直，就仿佛电压源。而如果按电子开关的频率进行

区别则同样可分为两种分别是120°的导电型逆变器和180°的导电型逆变器。

2．3 PWM控制技术

PWM控制技术翻译过来就是脉宽调制技术，它是原理是假如有一系列的脉冲想要变成需要的波形，那么就可以通过等效法对脉冲的宽度进行改变来等效着获得需要的波形，波形包含形状和幅值，这种控制的想法来源于于通信技术。随着全控型器件的飞速发展可以十分轻松的把PWM控制技术实现，而且这种PWM控制技术在电力电子类方面的用处非常大且极其普遍，各种电力电子装置通过使用它而在性能方面得到了极大的改变，所以它在电力电子技术的整个历史拥有着举足轻重的地位，而PWM控制技术能在电力电子技术中拥有这种举足轻重的地位主要还是因为它在逆变电路中被完美的应用了，直到目前为止PWM控制技术被普遍采用与各式各样的逆变电路。

2.3.1 PWM控制技术的面积等效方法

PWM控制技术的理论基础就是面积等效法，而面积等效法的核心思想就是假如把一系列具有相同冲量但是形状不一的窄脉冲施加在一个具有惯性的环节上，那么它们的效果就基本上是一样的，在这里相同的冲量其实就是相同的面积如图2.3.1。

2.3.1正弦波正半周的等效PWM波图

在正弦波的负半周上使用等面积法依旧可得到PWM波形，所以在一个完的整周期内正弦波的等效PWM波如图2.3.2所示。

2.3.2单极性调制等效正弦波的SPWM 波图

目前还有一种被采用更多的等效方式，用的也是等面积发如图2.3.3所示。

2.3.3双极性调制等效正弦波的SPWM 波图

2.3.2 基于PWM 控制技术的逆变电路

至今为止PWM 控制技术已被运用到了大多数的逆变电路之中，这种逆变电路既有电流型又电压型而后者被用到的更多。有两种方法法可以获得PWM 波形，它们分别是通过计算获得和通过调制获得，其中前者是根据正弦波的一系列数据进行精确计算得出每个脉冲的宽度和他们之间的间隔，以此来操控开关器件的通断来得到PWM 波形；而后者是把调制信号的比作想要输出的波形，通过对信号进行调制来得到想要的PWM 波形。

2.3.3 双极性PWM 调制技术

按一定方法对电压的输出脉冲列里面的各脉冲宽度进行改变从而使得使电压的输出脉冲列在周期内的时间相对于均值按正弦的规律变化，这就是SPWM ，这种技术把等腰三角波电压当做载波信号，而调制信号则用正弦波电压，最后把这两种信号进行比对，以此来确定每个分段的矩形脉冲的宽度。

因为三角波和正弦波的区别主要源于它们的极性是不一样的，所以可以把SPWM 分为单极性和双极性的，在这次设计中采用的三相桥式逆变电路，这种逆变电路两种调试方式都可以使用，在这里采用了双极性PWM 调制技术的方法，它的原理如图2.3.4所示。

O

U - U

U -U

u u U -U

2.3.3双极性PWM 原理

在采用双极性PWM 调制技术时候,把信号波用这种方法得到的交流正弦输出波替代同时把载波用三角波替代,将这二者进行对比，各开关的通断在这两种波的交点时刻进行改变，由此可以看出在信号波的一个周期内,无论是载波还是调制来的输出波形都是正负皆有,所以它其输出波形具有±Ud 两种电平，把信号波和载波分别用ur 和uc 来表示，当信号波大于载波的时刻,同时施加开通和关断信号，其中开通信号给V1和V4关断信号给V2和V3,此时如果io 是大于零的那么V1和V4开通反之则是VD1和VD4开通,但是它们的电压输出都是uo 等于Ud 。同理当载波大于信号波的时候,那么用同样的方法可以得到V2和V3或着VD2和VD3开通的结果,不同的是它们的电压输出却是uo 等于负的Ud 。

2.4 SPWM 逆变器的工作原理

SPWM 逆变器的主题思路就是有一个逆变器，希望它输出的电压波形是正弦的，因为至今为止以现在的技术造出的可以改变频率和电压的逆变器无法像正弦波逆变器那样的小体积大功率且输出波形光滑。

现在的SPWM 逆变器都采用的是等效原理实现的，即让逆变器输出的波形是一系列的和正弦波一样效果的虽不等宽但等幅的矩阵脉冲波形，它的主题思想方法就是等面积法。

3硬件设计

本正弦波逆变器主要用的是SPWM控制技术，整体的电路具有简单的结构而且在机械特性方面也表现良好同时价格也比较低廉，这样的设计能完美达到题目的需求并且已经在各种相关的行业里被普遍采用。

3．1总体原理图

本系统主要采用的硬件滤波电路、三相全桥逆变电路、LC滤波器、单片机、按键设置电路、显示模块、电压检测电流，电流检测电路以及一些外围电路，具体系统框图如图3.1所示。

3.1系统框图

3．2电路原理图

3.2主回路原理图

从图3.2中可以看出，直流电输入后，先通过2个电容串联构成的滤波电路，得到输入电压的一半作为中点电位，作为三相输出的参考地。在逆变的部分采用了6个金属氧化物半导体管（即MOS管）组成了一个三相桥式逆变电路，最后使用用双极性的调制方式进行调制，输出的SPWM波形过经电感、电容组成的LC滤波器滤除高次谐波，最后在负载就能获得三相的纯正弦波交流电压输出。

3．2．1单片机的选择

本设计所采用的单片机是STC15F2K60S2，它能使系统的到充分的实现，内部自带高精度（0.4%）内部振荡器，它还拥有38个I/O口，该单片机内置上电复位电路，有8路10位ADC模数转换、每个I/O能设置成输入输出模式，并且具有具有3路PWM输出，通过软硬件设计，实现多功能的电机控制。且性价比高，抗静电，抗干扰，低功耗，低成本。

3．2．2 滤波电路

滤波电路的作用是把直流电压过滤，过滤掉其中不平整的脉动，这样的目的是确保之后的电路环节能得到优秀质量的电压或电流，本电路的滤波电路部分采用的是电容滤波电路。虽然从理论上来讲只要电容值越大那么过滤的效果就越好，但是出于对实际的考虑无论结构上还是价值上都不能这样，所以要计算电容的实际大小。

通过2个电容串联构成的滤波电路，得到输入电压的一半作为中点电位，作为三相输出的参考地。

3 ．2．5 场效应管的选择

如图3.3所示的三相全桥电路，其电路中需要用到6个场效应管，电路的A 端和B 端都要与用电器连接。由于是市电接入所以要选用拥有足够大耐压值的场效应管，本设计选用540场效应管即33A 110V 的场效应管，这种场效应管无论是从耐压方面考虑还是从通断时间方面考虑都能满足设计的要求。

3.3三相电桥的电路

3．2．6 驱动电路的选择

方案一： 基于三极管等元件组成的驱动电路，这种驱动电路的好处是价格便宜且结构简单，但是本设计的要求的驱动电路必须高于电源电压的电路，所以如果选择这种驱动电路就需要再为它增加一个驱动电源，这无疑增加了设计的难度。

3.4三极管分立元件驱动电路

方案二： 半桥式驱动电路，本全桥驱动电路采用IR2104作为它的驱动芯片，该芯片的优点是结构简单性能可靠并且能即大的提升电路的稳定性且降低了设计难度。该芯片采用被动式泵荷升压原理。上电时，电源流过快恢复二极管D 向电容C 充电，C 上的端电压很快升至接近Vcc ，这时如果下管导通，C 负级被拉低，形成充电回路，会很快充电至接近Vcc ，当PWM 波形翻转时，芯片输出反向电平，下管截止，上管导通，C 负极电位被抬高到接近电源电压，水涨船高，C 正极电位这时已超过Vcc 电源电压。因有D

的存在，该

电压不会向电源倒流，C此时开始向芯片内部的高压侧悬浮驱动电路供电，C上的端电压被充至高于电源高压的Vcc，只要上下管一直轮流导通和截止，C就会不断向高压侧悬浮驱动电路供电，使上管打开的时候，高压侧悬浮驱动电路电压一直大于上管的S极。采用该芯片降低了整体电路的设计难道，只要电容C选择恰当，该电路运行稳定。

3.4基于IR2104的半桥驱动电路

因为本设计的要求是简单的结构和稳定的电路，无疑第二种方法最能达到要求，所以就选择方案二。

3．3小结

综合以上的分析论证，本设计采用STC15F2K60S2单片机作为控制系统，然后通过单片机通过自然数查表法控制内部的三路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。同时，液晶通过电流电压检测电路实时显示运行状况。

总体电路

4 程序设计

4．1 程序选择说明

要完成本正弦波逆变器的设计除了硬件方面的设计还需要进行开软件的设计，为了实现单片机的各种功能，软件程序的编制是不可缺少的。对于本系统的软件编程主要有两种编程语言，分别是汇编和C语言。汇编语言的优点是运行速度快但它也存在但难编程和难调试的缺点，而作为准高级语言的C语言却具有良好的可读性，并且调制过程调试简单明了还有很好的移植性好，所以本系统采用C语言来编写程序，MPLAB IDE v8.83作为集成开发环境。

4．2 SPWM查表

根据正弦波的一系列数据进行精确计算得出每个脉冲的宽度和他们之间的间隔，以此来操控开关器件的通断来得到PWM波形。

SPWM算法按照规律采用法需要按相同角度步进将正弦波分成等分，本设计将一个正弦波平均分成分成300等分，计算余弦数值得到一系列数据，并将数据做成程序列表，存储进单片机的ROM里面。

uchar code pwm[]={

127,124,122,119,116,114,111,108,106,103,100,98,95,93,90,87,85,82,80,77,75,73,7 0,68,65,63,61,58,56,54,52,50,47,45,43,41,39,37,36,34,32,30,28,27,25,23,22,20,19,18,1 6,15,14,12,11,10,9,8,7,6,5,4,4,3,2,2,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,2,3,4,4,5,4,7, 8,9,10,11,12,14,15,16,18,19,20,22,23,25,27,28,30,32,34,36,37,39,41,43,45,47,50,52,54 ,56,58,61,63,65,68,70,73,75,77,80,82,85,87,90,93,95,98,100,103,106,108,111,114,116, 119,122,124,127,130,132,135,138,140,143,146,148,151,154,156,159,161,164,167,169, 172,174,177,179,181,184,186,189,191,193,196,198,200,202,204,207,209,211,213,215, 217,218,220,222,224,226,227,229,231,232,234,235,236,238,239,240,242,243,244,245, 246,247,248,249,250,250,251,252,252,253,253,254,254,254,255,255,255,255,255,255, 255,255,255,254,254,254,253,253,252,252,251,250,250,249,248,247,246,245,244,243, 242,240,239,238,236,235,234,232,231,229,227,226,224,222,220,218,217,215,213,211, 209,207,204,202,200,198,196,193,191,189,186,184,181,179,177,174,172,169,167,164, 161,159,156,154,151,148,146,143,140,138,135,132,130,127}; // 反正弦变化要使得其输出三个相位，相移120°的正弦波形的话，那么三个波形的起始位就得相距离0,n/3*1,n/3*2,也就是0，100，200.

4.3 程序结构流程图

4.3.1 主程序流程图

主程序里面是状态位，4个状态。

状态1：模块1关，模块2关

状态2：模块1开，模块2关

状态3：模块1关，模块2关

状态4：模块1开，模块2开

调回状态1

4.1主程序流程图

4.3.2 定时器中断程序

在定时器中断程序中，通过查表的方式，得到一个单极性SPWM波形。

具体而言，是设定好50HZ输出正弦波输出频率，一个正弦波分辨率为300，这300个数据对应的是一个正弦波中的SPWM的占空比。那么每个占空比保持的时间是（1/50/300）66.666us。

那么定时器我们设置为每66.666us进入一次中断，每进来一次就将此时对应的数组里面的数据赋给硬件PWM，给半桥输入SPWM控制信号，当次数超过299次后，数组又回到最开始，三个半桥都如此执行（只是起始数不一样，也就是0，100，200.）。这样循环往复，就得到一个3个完整，相移120°的SPWM波形。经过LC滤波器后，就得到3个完美的正弦波。

关键程序：

/**********************************************************

函数说明：定时器0中断

**********************************************************/

void Timer0Interrupt(void) interrupt 1

{

TH0 = 0xFF; //重装定时器初始值高8位

TL0 = 0xBF; //重装定时器初始值低8位

index_1++; //A相位查表数值

index_2++; //B相位查表数值

index_3++; //C相位查表数值

CCAP0H = CCAP0L = pwm[index_1];

CCAP1H = CCAP1L = pwm[index_2];

CCAP2H = CCAP2L = pwm[index_3];

if(index_1>299) index_1=0;

if(index_2>299) index_2=0;

if(index_3>299) index_3=0;

}

定时器中断程序

4.2中断流程图

4.3.3 按键程序

按键程序中主要是控制机器的逆变H桥的工作的使能，按第一下，H桥工作，再按下后取反，H桥停止工作。

4.3 按键程序

5系统测试

5.1 系统仿真

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。

于是做了基于proteus的仿真，如下所示。

由于三相变频的数据量很大，所以导致运行的时候会卡机，导致LC出来的正弦波有些地方有断层，不过这个不重要，仿真只是为了验证电路和程序的可行性。

根据仿真结果，证明这个目前设个设计的电路和程序是可行的。于是根据仿真做出实物作进一步研究。

5.2实物照片

5．2单片机输出波形测试

5．2．1测试仪器

因为要对单片机输出电压和SPWM波形进行测试，所以需要示波器。实验采用Siglent 双通道200M示波器，如图5.1所示。

5.1 示波器

5．2．2测试方法

第一步：将双通道示波器的两个探针接在单片机输出PWM的引脚；

第二步：记录波形数据；

第三步：改变单片机输出SPWM的频率，返回第一步操作，直到调出50HZ的SPWM波测试完。

5．2．3测试结果

由于三相的板子有3个输出端，而我们实验室只有双通道的示波器，所以只能测试其中的2个通道，得到的SPWM波形如图3所示。将该波形经过LC滤波后出来的波形如图4所示。

图3 单片机输出的SPWM波图4 单片机输出的SPWM经过LC滤波后出来的波形将其中2个正弦波放在同一水平位置，可以清楚看出，2个正弦波的相位差是120°。

园区微电网方案资料

园 区 微 电 网 建 设 方 案 杭州品联科技有限公司 2017.3

一．项目背景 园区工程建设项目-智能微电网示范与研发中心，将充分利用园区内楼顶及空地安装一定容量的光伏发电与风力发电系统，并接入燃气轮机，储能装置，电动汽车充电站，模拟柴油发电系统，与大电网一起为园区内负荷供电，同时在研究生宿舍楼建设智能用电系统实现智能用电双向互动。 本方案将根据园区建设的实际情况，利用自身优势，搭建一套功能完善的微电网系统，以现实光伏，风力再生能源的最大化利用，节约储能系统建设成本，使得分布式可再生能源发电系统与整个园区内的配电网络协调运行。 改姓名集工程开放性，应用示范性，技术研发性和科普展示性于一体。 智能微电网示范与研发中心建设的主要内容包括： 1）新能源发电系统：本示范与研发中心将以光伏发电为主，并包含风力发电及燃气轮等新型能源，最终形成一个含多种分布式能源的微电网系统。 2）多种储能系统：本项目将建设综合铅酸蓄电池，铅酸铁锂电池，超级电容等多种形式的储能系统，保障微电网示范平台的安全可靠性，并实现电力削峰填谷及经济运行。 3）模拟柴油发电系统：本项目将选用一台50KW的模拟柴油发电机，布置于地下停车场。 4）电动汽车充电示范平台：建设一定规模的电动汽车充电设施，主要应用于小型车辆充电，且具备V2G扩展功能，后期实现能量的双向流动。 5）智能用电系统：以园区公寓为对象，对现有标计进行改造，运用用电采集器进行信息采集，通过用电能量管理系统，实现供电与用户的双向互动及用电能效的最优。 通过该平台的建设，希望实现以下功能： （1）实现光伏发电，风力发电、燃气轮机等分布式电源以及储能，电动 汽车能量转换单元等关键技术与设备的示范与应用，并开展如下技术研 究： 1）分布式电源与能量转换单元的布局优化、选型与结构设计；

《电力系统分析》模拟试题.docx

模拟试题1 教学屮心: __________________ 专业层次: _________________________________ 学号： ______________________ 姓名：__________________ 座号：_________ 注意事项：1?本试卷共五大题，满分100分，考试吋间90分钟,闭卷； 2.考前请将以上各项信息填写清楚； 3.所有答案直接做在试卷上,做在草稿纸上无效； 4.考试结束，试卷、草稿纸一并交回。 一、填空题 1.电力系统标幺值屮选择基准值的要求是在标幺值屮各物理量都用 _______ 表示, 首先选择 _____ O 2.电力系统是有___ , ____ , _____ , ____ 和______ 的电气设备（如发电机, 变压器，电力线路以及各种用电设备）联系在一起组成的有机整体。 3?调压方式： ___ , ______ , ______ 4.电力线路上的无功功率损耗分两部分: ________ 和_______ 屮的无功功率的损耗。 5. ________________________________________ 电力系统屮性点的运行方式主要分两类： __________________________________ , _______ o 6.这种高峰负荷时_________ ,低谷负荷吋__________ 的屮枢点电压调整方面称 逆调压。 7.我国电力系统常用的屮性点接地方式有四 利I：____ 、_______ 、_____ 和________ O 8.对电力系统运行的首要要求__________ 。 9.元件的电抗比电阻大得多的高压传输电线屮，感性无功功率从元件电 压 ___ 的i端流向电压_____ 的一端。 10.电力系统屮所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和称为电力系统的一 综合用电负荷。

电力系统稳定与控制

电力系统稳定与控制 廖欢悦电自101 2 电力系统的功能是将能量从一种自然存在的形式转换为电的形式，并将它输送到各个用户。电能的优点是输送和控制相对容易，效率和可靠性高。为了可靠供电，一个大规模电力系统必须保持完整并能承受各种干扰。因此系统的设计和运行应使系统能承受更多可能的故障而不损失负荷（连接到故障元件的负荷除外），能在最不利的可能故障情况些不知产生不可靠的广泛的连锁反应式的停电。 由此，电力系统控制所要实现的目的： 1.运行成本的控制：系统应该以最为经济的方式供电； 2.系统安全稳定运行的控制：系统能够根据不断变化的负荷变化及发电资源变化情况调整功率 分配情况； 3.供电质量的控制：必须满足包括频率、电压以及供电可靠性在内的一系列基本要求；一．电力系统的稳定性设计与基本准则 首先，一个正确设计和运行的电力系统： 1.系统必须能适应不断变化的负荷有功和无功功率需求。与其他形式的能量不同，电能不能方便地以足够数量储存。因而，必须保持适当的有功和无功的旋转备用。 2.系统应以最低成本供电并具有最小的生态影响 3.考虑到如下因素，系统供电质量必须满足一定的最低标准： a）频率的不变性 b）电压的不变性 c）可靠性水平 对于一个大的互联电力系统，以最低成本保证其稳定性运行的设计是一个非常复杂的问题。通过解决这一问题能得到的经济效益是巨大的。从控制理论的观点来看，电力系统具有非常高阶的多变量过程，运行于不断变化的环境。由于系统的高维数和复杂性，对系统作简化假定并采用恰当详细详细的系统描述来分析特定的问题是非常重要的。 二、电力系统安全性及三道防线可靠性－安全性－稳定性 电力系统可靠性：是在所有可能的运行方式、故障下，供给所有用电点符合质量标准和所需数量的电力的能力。是保证供电的综合特性（安全性和充裕性）。可靠性是通过设备投入、合理结构及全面质量管理保证的。 电力系统安全性：是指电力系统在运行中承受故障扰动的能力。通过两个特征表征（1）电力系统能承受住故障扰动引起的暂态过程并过渡到一个可接受的运行工况，不发生稳定破坏、系统崩溃或连锁反应；（2）在新的运行工况下，各种运行条件得到满足，设备不过负荷、母线电压、系统频率在允许范围内。 电力系统充裕性：是指电力系统在静态条件下，并且系统元件负载不超出定额、电压与频率在允许范围内，考虑元件计划和非计划停运情况下，供给用户要求的总的电力和电量的能力。 电力系统稳定性：是电力系统受到事故扰动（例如功率或阻抗变化）后保持稳定运行的能力。包括功角稳定性、电压稳定性、频率稳定性。 正常运行状态下，通过调度手段让电力系统保持必要的安全稳定裕度以抵御可能遭遇的干扰。要实现预防性控制，首先应掌握当前电力系统运行状态的实时数据和必要的信息，并及时分析电网在发生各种可能故障时的稳定状况，如存在问题，则应提示调度人员立即调整运行方式，例如重新分配电厂有功、无功出力，限制某些用电负荷，改变联络线的送电潮流等，以改善系统的稳定状况。 目前电网运行方式主要靠调度运行方式人员预先安排，一般只能兼顾几种极端运行方式，且往往以牺牲经济性来确保安全性。调度员按照预先的安排和运行经验监视和调整电网的运行状态，但他并不清楚当前实际电网的安全裕度，也就无法通过预防性控制来增强电网抗扰动的能力。因此，实现电力系统在线安全稳定分析和决策，得出当前电网的稳定状况、存在问题、以及相应的处理措

#2013电气工程训练微电网参观报告.doc

目录 目录 (1) 微电网参观报告内容要求 (1) 微电网系统 (2) 光伏发电子系统 (2) 风力发电子系统 (2) 风光并网发电子系统 (2) 蓄电池充放电子系统 (2) 微网监测控制子系统 (2) 模拟负载子系统 (3) 高频光伏逆变器 (3) 微电网 (4) 定义 (4) 美国标准 (5) 欧洲标准 (5) 日本标准 (5) 技术使用 (5) 微电网在中国的发展 (6) 发展前景 (7) 智能电网 (7) 定义 (7) 智能电网和微电网的关系 (7) 发展方向 (8) 体会 (10) 参考文献 (10) 微电网参观报告内容要求 1.请详细描述所参观内容，包括所涉及单元的功能特性及其相关技术参数等； （光伏电池单元、风机单元、配电柜，逆变器，蓄电池及双向DCDC、灯带）； 2.画出所参观微电网的电气结构框图，并说明具体运行方式； 3.查找相关资料并阐述微电网概念、作用、优势以及微电网发展趋势和方向； 4.查找相关资料并阐述智能电网的概念、它和微电网的联系以及未来的发展方 向； 5.写出你参观后德系的体会。

微电网系统 光伏发电子系统 该子系统要求设计1个10kw的三相逆变系统、1个2kw的单相逆变系统和5-10个200w微逆变器构成的系统。为了模拟大型光伏电站普遍选用较大功率的光伏电池组进行逆变的做法，提出了开发10kw三相逆变器的实验要求。为了模拟小型光伏发电装置能够工作在太阳能充足时给电网供电，太阳能不足时从电网取电，提出了设计了2kw单相逆变器的要求。微逆变器具有更高的转换率，更简单的并网控制策略，已经成为了未来光伏产业逆变发电的一个趋势 风力发电子系统 风力发电作为新能源的重要组成部分，实验台中有很重要的组成地位，本实验平台要求组装一台功率为1kw，能直接接在三相380v交流母线上的风力发电机。 风光并网发电子系统 为了削弱DG对电网的冲击和负面影响，一般将各种DG组合成一个微网。微电网通过PCC开关连接入大电网,一般要求既能够独立运行，也能够和大电网实现并网运行，PCC处控制机构及开关就显示出重要的作用。微电网内的分布式电源、各类负荷以及储能单元等要求能够灵活地参和微网的运行和能量调度，微网单元的控制要求及性能就显得尤为重要。结合试验平台需要及当前国内外微网市场需要，提出了对微网运行监控的智能终端控制设备的要求。 蓄电池充放电子系统 蓄电池作为储能设备，在微电网中具有非常重要的地位。当前国内外的微网系统多为风光储互补系统，本实验台模拟微电网的运行，在光伏板和风机发电富裕的时候，可以选择进行并网给市网供电，也可以选择给蓄电池充电；而在发电不足时，则要求蓄电池能够给负载供电，且可以根据电价，将蓄电池储存的电量逆变给电网，达到效益的最大化。根据实验平台的要求，本实验平台拟定用额定容量为5kwh的蓄电池。而在DG和蓄电池，蓄电池和市网之间，则使用双向DC-DC 进行升降压。 微网监测控制子系统 监控中心作为微网控制平台的大脑，监测微网组件的安全稳定运行和对微网

微电网能量管理系统相关资料

微电网能量管理系统相关资料 微电网采用了大量的现代电力电子技术将光伏发电、风电、燃气轮机、燃料电池、储能设备等微电源装置并在一起,直接接在用户侧,构成规模较小的分散的独立系统。对于大电网来说,微电网可被视为电网中的一个可控单元,由于电力电子器件的高反应特点,它可以迅速满足外部输配电网络的需求。另外,对用户来说,由于微电网的分布特点,可以维持本地电压稳定、增加本地可靠性、降低馈线损耗、通过利用余热提高能量利用的效率及提供不间断电源等,能够满足他们特定的需求。 在接入电网问题上,微电网的入网标准不针对各个具体而分散的微电源,只针对PcC(微电网与大电网的公共连接点)。微电网不仅解决了分布式电源单机接入成本高的问题,还充分发挥了分布式电源的各项优势,并且为用户带来了其它多个方面的效益。 微电网能量管理系统的主要管理对象： 1.分布式电源 微电网中的分布式电源包括燃料电池、微型燃气轮机、柴油发电机、热电联产系统、风电、光伏等。其中，热电联产系统通过燃料电池、微型燃气轮机或其他燃机在发电的同时提供热能，能量利用率超过 80%，在微电网中具有较好的应用前景。不同类型的电源通过整流器和逆变器等电力电子设备将不同频率的电能平滑地转换为相同频率的交流或直流电能。通过控制逆变器可以控制分布式电源的输出，让分布式电源按指定的电压和频率（U/f 控制)或有功和无功(PQ控制)输出。这些基于逆变器的控制方式支撑着微电网系统的总体控制策略。分布式电源按可控性分为不可调度机组和可调度机组。风电、光伏的发电主要取决于自然环境，具有随机性和波动性，属于不可调度机组，其具有一定的可预测性，但目前仍具有较大的预测误差。而燃料机组如微型燃气轮机、燃料电池、柴油机属于可调度机组，微电网能量管理系统需要预测风电、光伏的出力，并根据预测出力、燃料机组油耗、热电需求等制定可调度机组的调度计划。 2.储能系统 储能系统在微电网中得到了广泛的应用，适合微电网的储能技术主要有蓄电池、飞轮、超级电容。蓄电池具有电能容量大、能量密度大、循环寿命短等特点，在并网时起削峰填谷和能量调度的作用，在孤网时常作为中心存储单元，维护微电网的频率与电压稳定。飞轮具有较大的能量密度、较高的功率输出和无限的充放电次数，常用来平抑微电网中的瞬时功率波动。超级电容具有功率密度大、循环寿命长、能量密度低等特点，但相对于其他 2种储能技术具有较高的成本。由于具有较低的惯性、储能系统在微电网中可以平抑可再生能源和负荷的功率波动，维护系统的实时功率平衡，同时能在微电网并网与孤网状态切换时提供瞬时的功率支撑，维持系统稳定。储能系统一般通过逆变器接入微电网，采用U/f 控制和 PQ控制，接受微电网能量管理系统的指令来决定工作方式和发电功率。储能系统的管理目标取决于微电网的工作方式。在并网模式下，其主要是确保分布式电源的稳定出力，容量充足时可以起削峰填谷和能量调度的辅助作用；在孤网模式下，储能系统主要是维护系统稳定，减少终端用户的电能波动。

电力系统分析试题答案(完整试题)

自测题（一）一电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题 2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷（ 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B ［、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、

电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配 电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减 少;

微电网模拟系统(A题)

A - 1 / 3 2017年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）8月9日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职 高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。 （2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身 份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 （5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计 制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6）8月12日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 微电网模拟系统（A 题） 【本科组】 一、任务 设计并制作由两个三相逆变器等组成的微电网模拟系统，其系统框图如图1所示，负载为三相对称Y 连接电阻负载。 图1 微电网模拟系统结构示意图 二、要求 1. 基本要求 （1） 闭合S ，仅用逆变器1向负载提供三相对称交流电。负载线电流有效 值I o 为2A 时，线电压有效值U o 为24V±0.2V ，频率f o 为50Hz±0.2Hz 。 交流母线

（2）在基本要求（1）的工作条件下，交流母线电压总谐波畸变率（THD）不大于3%。 （3）在基本要求（1）的工作条件下，逆变器1的效率?不低于87%。 （4）逆变器1给负载供电，负载线电流有效值I o在0~2A间变化时，负载调整率S I1≤0.3%。 2. 发挥部分 （1）逆变器1和逆变器2能共同向负载输出功率，使负载线电流有效值I o 达到3A，频率f o为50Hz±0.2Hz。 （2）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率保持为1:1分配，两个逆变器输出线电流的差值绝对值不大于0.1A。 负载调整率S I2≤0.3%。 （3）负载线电流有效值I o在1~3A间变化时，逆变器1和逆变器2输出功率可按设定在指定范围（比值K为1:2~2:1）内自动分配，两个逆变 器输出线电流折算值的差值绝对值不大于0.1A。 （4）其他。 三、说明 （1）本题涉及的微电网系统未考虑并网功能，负荷为电阻性负载，微电网中风力发电、太阳能发电、储能等由直流电源等效。 （2）题目中提及的电流、电压值均为三相线电流、线电压有效值。 （3）制作时须考虑测试方便，合理设置测试点，测试过程中不需重新接线。 （4）为方便测试，可使用功率分析仪等测试逆变器的效率、THD等。 （5）进行基本要求测试时，微电网模拟系统仅由直流电源1供电；进行发挥部分测试时，微电网模拟系统仅由直流电源1和直流电源2供电。 |，其中U o1为I o=0A时的输出（6）本题定义：（1）负载调整率S I1=|U o2?U o1 U o1 端线电压，U o2为I o=2A时的输出端线电压；（2）负载调整率 |，其中U o1为I o=1A时的输出端线电压，U o2为I o =3A时S I2=|U o2?U o1 U o1 的输出端线电压；（3）逆变器1的效率?为逆变器1输出功率除以直 流电源1的输出功率。 （7）发挥部分（3）中的线电流折算值定义：功率比值K>1时，其中电流值小者乘以K，电流值大者不变；功率比值K<1时，其中电流值小者 除以K，电流值大者不变。 （8）本题的直流电源1和直流电源2自备。 A - 2 / 3

微电网能量管理系统概述

微电网能量管理系统概述 一、微电网能量组成 微电网是近年来出现的一种新型能源网络化供应与管理技术的简称，它能够利地将可再生能源和清洁能源系统的接入，实现需求侧管理以及现有能源的最大化利用。微电网将发电子系统、储能系统及负荷相结合,通过相关控制装置间的配合,可以同时向用户提供电能和热能,并能够适时有效地支撑大电网,起到消峰填谷的作用。所以微电网概念一经提出,就引起世界能源专家和电力工业界的广泛重视,世界很多国家都加强了相关基础科学研究的力度,对微电网的认识随着研究的进行在不断地具体化、深入化和系统化。而微电网对于解决我国现有大电网运行中凸显的问题,以及能源危机等相关问题,无疑是提供了一个好的解决途径。 1.1风能 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量。空气流具有的动能称风能。空气流速越高，动能越大。人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机，以产生电力，方法是透过传动轴，将转子（由以空气动力推动的扇叶组成）的旋转动力传送至发电机。到2008年为止，全世界以风力产生的电力约有94.1 百万千瓦，供应的电力已超过全世界用量的1%。风能虽然对大多数国家而言还不是主要的能源，但在1999年到2005年之间已经成长了四倍以上。 风能优点： 1.风能为洁净的能量来源。 2.风力发电是可再生能源，很环保。 3.风能设施多为不立体化设施，可保护陆地和生态。 4.风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已 低于发电机。

1.风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。 2.进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的 地方来兴建。 3.在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟 糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时 间；必须等待压缩空气等储能技术发展。 1.2光伏 光伏是太阳能光伏发电系统的简称。是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。 光伏能量的来源由光伏板组件，它是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明，并为电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。 光伏优点： 1.普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或 岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。 2.无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污 染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 3.巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总 量属现今世界上可以开发的最大能源。 4.长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年， 而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是 用之不竭的。

电力系统分析模拟试题及答案

电力系统分析（下）模拟试题，答案在后面显示 模拟试题 一、单项选择题 (本题共15小题，每小题2分，共30分) 1.三相系统中的对称基频交流电流经过派克变换后，所得的d轴和q轴分量是（）。 A.基频电流 B. 倍频电流 C. 直流电流 D. 不确定 2.输电线路的零序阻抗要比其正序阻抗（）。 A．相等 B．大 C．小 D．不确定 3.计算短路冲击电流时，冲击系数的变化范围是（）。 A．1≤k im≤2 B．1≤k im≤ C．1≤k im≤ D．1≤k im≤ 4.电力系统静态稳定的实用判据是（）. 5. 电力系统短路电流的近似计算中，可忽略输电线路的电阻和（） A．电容 B.电抗 C.电 阻 D.电纳 6. 变压器零序等值电路与外电路的连接，取决于零序电流流通的路径，当变压器绕组（）接法时， 该绕组端点与外电路是连通关系。 A．中性点接地Y0 B．中性点不接地Y C．三角形接法Δ D．三相平衡负载 7. 电力系统的短路类型中，属于对称短路的是（）。 A 单相短路 B．两相短路 C．两相短路接地 D．三相短路 8. P-δ曲线被称为（）。 A.耗量特性曲线 B.负荷曲线 C.正弦电压曲线 D.功角曲线 9. 电力系统发生不对称短路时，系统某点的电压不对称程度随着离短路点距离的增大而（）。 A．增大 B．减弱 C．不变 D．不确定 10. 计算负荷提供的冲击电流时，对于小容量的电动机和综合负荷，冲击系数取（）。 A． B． C． D．1 11. 变压器漏磁通的路径与所通电流的序别（）。 A.相同 B.相反 C.无关 D．不确定

12. 单线接地短路计算中，电压和电流的各序分量，可直接应用（）来求得。 A．正序网 B．负序网 C．零序网 D．复合序网 13. 输电线路的零序阻抗比正序阻抗（）。 A．相同 B．大 C.小 D．不确定 14. 平行架设的双回路输电线路中，由于平行线路间互阻抗的影响，输电线路的零序等值阻抗（）。 A．不变 B．增大 C．减小D．不确定 15. 与励磁绕组的自由直流产生的磁通有依存关系的分量是（）。 A.定子的倍频电流分量 B．定子基频电流的自由分量 C．转子的倍频电流分量 D．定子基频电流的自由分量 二、多选题（本题共10小题，每小题2分，共20分） 1.有阻尼绕组同步发电机突然三相短路后的暂态过程分为两个阶段：（）。 A.次暂态过程 B.暂态过程 C.稳态过程 D.过渡过程 2.恒定电势源是指（）都保持恒定的电源。 A.电压幅值 B.电压相角 C.电流 D.频率 3.同步电机的基本方程包括d，q，0坐标系下同步电机的（）。 A.电势方程 B.电流方程 C.磁链方程 D.电感方程 4.以下属于会引发电力系统短路故障的原因有（）。 A.绝缘材料老化 B.雷击造成的闪络放电 C.运行人员带负荷拉刀闸 D.鸟兽跨接在裸露载流导体上 5.无阻尼绕组同步电机突然短路时，定子电流包含的分量是（）。 A．强制分量 B．基频分量 C．倍频分量 D．直流分量 6.其实次暂态电流就是短路电流（）的初值。 A．非周期分量 B．周期分量 C．基频分量 D．倍频分量 7. 在简化电力网络时，影响多台发电机是否能够合并的主要因素是（）。 A．发电机间的距离 B．短路的类型C．发电机的特性（类型和参数） D．对短路点的电气距离 8.与定子自由电流的非周期分量产生的磁通有依存关系的分量是（）。 A.定子电流的倍频分量B．定子电流的基频分量 C．转子电流的倍频分量 D．转子电流的基频分量

微电网能量管理系统

WORD文档，可下载修改 1微电网的典型结构 图1 微电网结构图 图1为微电网的结构图[1][2]，它通过隔离变压器、静态开关和大电网相连接。微电网中绝大部分的微电源都采用电力电子变换器和负载相连接，使其控制灵活。微电网内部有三条馈线，其中馈线A和B上连接有敏感负荷和一般负荷，根据用电负荷的不同需求情况，微电源安装在馈线上的不同位置，而没有集中安装在公共馈线处，这种接入形式可以减少线路损耗和提供馈线末端电压支撑。馈线C上接入一般负荷，没有安装专门的微电源，而直接由电网供电。每个微电源出口处都配有断路器，同时具备功率和电压控制器，在能量管理系统的控制下，调整各自功率输出以调节馈线潮流。当监测到大电网出现电压扰动等电能质量问题或供 动作，微电网转入孤岛运行模式，以保证微电网内重要敏电中断时，隔离开关S 1 感负荷的不间断供电，同时各微电源在能量管理系统的的控制下，调整功率输出，保证微电网正常运行。对于馈线Ａ、Ｂ、Ｃ上的一般负荷，系统则会根据微电网功率平衡的需求，将其切除。 2负荷分类、要求及接入设备功能 2.1负荷分类与要求 根据负荷对电力需求的特性可将负荷分为基本两大类[3]： 敏感负荷：对这一级负荷断电，将造成人身事故、设备损坏，将生产废品，使生产秩序 长期不能恢复，人民生活发生紊乱等。这是这是敏感负荷中的重要负荷。由于供电中断会造成大量减产、人民生活会受到较大影响的用户负荷，这是敏感负荷中的比较重要的负荷。一般负荷（非敏感负荷）：敏感负荷以外的属于一般负荷。

可视为一个可控的负荷参与微电网的能量调度，并且在适当的时候（孤网模式时）可中断其供电，以此确保敏感负荷的正常供电。 要求：敏感负荷。保证不间断供电以及较高的供电质量。并由独立电源供电。 非敏感负荷对供电方式无特殊要求。 2.2负荷接入设备功能 (1)负荷通断控制 在正常情况下，敏感负荷与一般负荷均应正常供电，当微电网系统因事故出现功率缺额或运行在孤岛模式，应采取切断一般负荷，确保敏感负荷的正常供电。 (2)负荷保护 具有自动跳闸和电动合闸功能，可切断故障电流，发挥保护作用。 (3)微电网功率平衡控制－自动低频减载[4] 当微电网系统因事故出现功率缺额时，其频率将随之急剧下降，自动低频减载装置的任务是迅速断开相应数量的一般负荷，使系统频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以确保微电网系统安全运行。 (4)负荷监测 提供微电网线路负荷的实时数据包括负荷功率，线路电流情况。对所有线路进行监控，对大负荷及超负荷提供预警和报警信号。 3微电源分类、特点、工作方式及接入设备功能 3.1微电源分类与特点[5] 光伏电池无废气排放、无化石燃料消耗，采用与建筑物集成在一起的模块可联合生产低温热能为房间供暖。但输出的功率由光能决定，因此是断续的，不能与负荷完全匹配，因此常常需要蓄电池或其他辅助系统。一般光伏电池发电模块拥有最大功率点跟踪(MPPT)功能、电池板监测和保护功能、逆变并网等功能，以保

电力系统分析模拟考试题汇编

学习-----好资料 电力系统分析试题 （时间100分钟，满分100分） 一?单选题：（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，请把你认为正确答案的题号，填入题干的括号内，多选不给分。每小题1分，共10分） 1、下面所列各组电力网接线方式中，完全属于有备用接线的一组是（）。 A、两端供电网、环网、双回线路辐射网 B、双回线路辐射网、环网、单回路链式网 C、单回路辐射网、两端供电网、单回路干线网 2、关于中性点不接地三相对称系统的中性点对地电压，下述说法中正确的是（）。 A、正常运行时为零，单相接地时升高为线电压； B、正常运行时为零，单相接地时升高为相电压； C、正常运行时无法确定，单相接地时为相电压。 3、220kv电力系统中性点应采用的接线方式是（）。 A、不接地； B、直接接地； C、经消弧线圈接地。 4、架空输电线路采用分裂导线的目的是（）。 A、减小输电线路电阻； B、减小输电线路电抗； C、增大输电线路电容。 5、500kv超高压输电线路两端装设并联电抗器的目的是（）。 A、防止输电线路重载时末端电压降低； B、防止输电线路轻载时末端电压升高； C、防止输电线路轻载时末端电压降低。 6、关于单侧电源电力网，下述说法中正确的是（）。 A、电力网的功率分布由负荷分布确定，其潮流无法调控； B、电力网的功率分布与线路阻抗有关，其潮流无法调控； C、电力网功率自然分布就是功率的经济分布。 7、在一个具有n个独立节点的系统中，节点阻抗矩阵的阶数为（）。 A、n >h 阶； B、（n—1） x（n —1）阶； C、（n + 1） x（n+ 1）阶。 8、系统中有功功率不足，会造成（）。 A、电压水平上升； B、电压水平下降； C、频率下降。 4发电厂两台发电机组并列运行时，如果两台发电机册育功出力都没有达到额定值，且有 当发电厂有功负荷减小时，应该首先减小有功出力的是（）?心 A、1号机组； B、2号机组； C、同时减小。 10、电力系统无功电源最优分配的目的是（）。 A、使电力系统总的能源消耗最少； B、使电力网的有功损耗最小； C、使电力系统的电能质量最好。 二?判断题：（下列各题中，你认为正确的，请在题干的括号内打“V，错误的打“X。每小题1分，共15 分） 1、输电线路首端电压不一定总是咼于末端电压。（） 2、高压系统中，有功功率总是从电压相位超前的点向电压相位滞后的点传输。（）

电网中安全稳定控制系统的运用分析(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电网中安全稳定控制系统的运用分析(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-7275-48 电网中安全稳定控制系统的运用分 析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 【摘要】：在一定的电网结构与保护配置下，安全稳定控制系统是改善电网稳定状况的主要方式。一个有效的安全稳定控制系统是确保电网能够安全稳定的重要因素，也是保证电网在特殊的情况下仍然能够稳定运行的最可靠的方法。本文总结了区域电网稳控系统的新特点，分析了安全稳定控制系统在电网中的应用。 【关键词】：电网；安全；控制系统；运用 引言 目前，为了满足我国电网安全稳定运行的需要，现有安全稳定控制技术正向在线决策以及智能化等方向进步和发展，从而确保电网安全稳定控制技术能够

迅速适应我国的电力工业的大跨步发展，满足电网安全稳定运行的各方面要求。 1. 电力系统的三级标准与三道防线 安全稳定控制问题一直都是电力系统的一个很重要的问题。原先的电力工业部所颁发的《电力系统安全稳定导则》中对于我国的电力系统所能够承受的扰动能力有规定标准，将其分为三级。第一级标准是维持稳定运行与电网的正常供电，这一级出现单一故障的概率较高；第二级标准是维持稳定运行，但是允许损失一部分的负荷，这一级会出现概率较低的单一的、严重的故障；那么，第三级标准则是当系统难以维持稳定运行的状态时，必须尽最大可能防止系统出现崩溃，同时尽可能地减少负荷的损失，这一级则会出现概率极低的多重性的严重事故。为了确保能够达到这三级标准的要求，多年来我国已经形成了明确的“三道防线”的概念，对于电网建设也严格按照三道防线来进行规划以及配置，包括电网的运行也要按照三道防线进行调度和管理。

电力系统分析模拟试题4

11、求下列等值电路，并写出其导纳阵。 1:0.95j2? 12 12、有阻尼绕组同步发电机发生三相突然短路其定子绕组有哪些电流分量？ 13、如何利用等面积准则判断系统的暂态稳定性？ 14、试画出下网络K点发生单相短路时的零序网络。 K(1) 三个单相变压器组成 的三相变压器 15、在电力系统中常采用哪些技术措施降低网损率？ 三、计算题（每题10分，共40分） 16、电力系统如图所示。其参数如下：当在K1短路时，短路功率为S1=500MV.A；变压器T1、T2的参数相同：K=110/10.5KV，S TN=31.5MVA，V S % =10.5。求：下列两种运行情况下，在K2点短路时的短路功率和短路电流。 （1）断路器合闸后；（2）断路器跳闸后。 17、有一降压变电所，归算到低压侧参数如图所示。均为1欧姆。变压器变比分别为看k1=110/11kv和k2=115.5/11kv，末端负荷为（16+j12）MVA，已知低压母线电压10kv。试计算变压器功率分布和高压侧电压。 T1X T1 =j1 T2X T2=j1P+jQ 18、计算题（10分）有一降压变电所，归算到110kv的等值参数如图所示。变压器变比为110±2×2.5%/6.3kv，通过变压器的最大负荷为28+j14MV A，此时首端电压110kv；通过变压器的最小负荷为10+j6MV A，此时首端电压113kv。如保证低压侧电压变化范围为 6.0~6.6kv，试通过计算选择变压器分接头。 系统C T1 T2 QF K1K2

MVA kV 5.313.6/%5.22110?±1 2 12 Ω+)4044.2(j S S ) (a ) (b 19、两个系统由输电线联接，A ，B 两个系统均参加一次调频，当A 系统负荷 增加100MW ，A 系统参加二次调节增发50MW ，已知A K =600MW/HZ B K =400MW/HZ ，求ab P ?，及f ?。 A B ab P ?

2017电赛微电网模拟系统方案

微电网模拟系统 -参考论文 --by电子狂牛

中文简要 本文论述是一种采用STC15F2K60S2单片机为核心的SPWM逆变电源，单片机通过自然数查表法控制内部的3路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。其正弦波输出频率由单片机内部程序控制调节。另外本系统外接按键，按键能设定开始与停止。 关键词：SPWM，双极性调制，三相逆变，STC单片机

Design of a Single-phase Inverter Power Supply Abstract This article discusses a use PIC16F1937 microcontroller core of SPWM inverter, two internal microcontroller hardware PWM module generates SPWM pulse signal modulation scheme bipolar drive three-phase full-bridge inverter circuit controlled by a natural number look-up table, Output by the LC low-pass filter, and finally get a stable sine wave AC to the load. Its sine wave output frequency is adjusted by program control MCU. In addition the system external buttons and LCD screen, power button can be set to start and stop, the LCD screen can display real-time input voltage and output current, output sine wave frequency, so that the security and stability of the system has been greatly improved. Key words: SPWM, bipolar modulation, phase inverter, PIC microcontroller

电力系统分析试题及参考答案

作业题一参考答案 一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。 8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc 的非对角元素为 零 。 9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流的 3 倍。 10．减小输出电元件的电抗将 提高（改善） 系统的静态稳定性。 二、单项选择题在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ） ①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ） ①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ） ①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ） ①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ） ①△P O ②△P K ③U K % ④I O % 16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为?）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ） ① ?cos S P n ? ②?sin S P n ? ③n S P ④n S cos P ?? 17.环网中功率的自然分布是（ ④ ） ①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布

电网中安全稳定控制系统的运用分析正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.电网中安全稳定控制系统的运用分析正式版

电网中安全稳定控制系统的运用分析 正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 【摘要】：在一定的电网结构与保护配置下，安全稳定控制系统是改善电网稳定状况的主要方式。一个有效的安全稳定控制系统是确保电网能够安全稳定的重要因素，也是保证电网在特殊的情况下仍然能够稳定运行的最可靠的方法。本文总结了区域电网稳控系统的新特点，分析了安全稳定控制系统在电网中的应用。 【关键词】：电网；安全；控制系统；运用 引言

目前，为了满足我国电网安全稳定运行的需要，现有安全稳定控制技术正向在线决策以及智能化等方向进步和发展，从而确保电网安全稳定控制技术能够迅速适应我国的电力工业的大跨步发展，满足电网安全稳定运行的各方面要求。 1. 电力系统的三级标准与三道防线 安全稳定控制问题一直都是电力系统的一个很重要的问题。原先的电力工业部所颁发的《电力系统安全稳定导则》中对于我国的电力系统所能够承受的扰动能力有规定标准，将其分为三级。第一级标准是维持稳定运行与电网的正常供电，这一级出现单一故障的概率较高；第二级标准是维持稳定运行，但是允许损失一部分的

电力系统分析试题及参考汇编

《电力系统分析》模拟测试一 选择题（25分） 1采用分裂导线的目的是（ ） A. 减小电抗 C.减小电纳 2 ?简单系统静态稳定判据为（ ） A. dP E /d 、:>0 C.dP E /d 、=0 D.都不对 3 ?频率的一次调整是（ ） A. 由发电机组的调速系统完成的 B. 由发电机组的调频系统完成的 C. 由负荷的频率特性完成的 D. 由无功补偿设备完成的 4?电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的（ ） A.可靠性要求 B.经济性要求 C.灵活性要求 D.优质性要求 5?中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ ） A.线电压 B.1.5倍相电压 6?顺调压是指（ ） A. 高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压调低 B. 高峰负荷时，允许电压偏低，低谷负荷时，允许电压偏高 C. 高峰负荷，低谷负荷，电压均调高 D. 高峰负荷，低谷负荷，电压均调低 7?分析简单电力系统的暂态稳定主要应用 （ ） A.等耗量微增率原则 B.等面积定则 C.小干扰法 D.对称分量法 A.X T (1)>X T(2) D.X T ( 1)>>X T(2) 9.在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（ ） A.两相短路 B.两相断线 B.增大电抗 D.增大电阻 B. dP E /d:. <0 C.1.5倍线电压 D. 2倍相电压 8?—般情况，变压器的负序电抗 X T （2）与正序电抗 X T （1）的大小关系为（ B.X T ( 1)

C.单相接地短路 D.两相短路接地 10.电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和，称为（) A.发电负荷 B.供电负荷 C.用电负荷 D.工业负荷