武汉大学电气工程学院丁涛老师综合自动化PSCAD仿真实验.doc

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1、大学电气工程学院综合自动化PSCAD仿真实验:学号:20302540班级:电气级班一、同步发电机的准同期并列操作发电机的准同期并列操作，是在同步发电机已经投入调速器和励磁装置，当发电机电压的幅值，频率和相位接近相等时，通过并列点断路器合闸将发电机并入电网运行的一系列动作。具体参见教材《电力系统自动化》或《自动装置原理》。1.实验预习清楚同步发电机准同期并列的概念和原理。2.实验目的了解数字仿真软件中发电机组的构成，仿真同步发电机准同期并列操作。3.实验步骤（1）将仿真示例copy到电脑。进入PSCAD，打开sync

2、_in_paralell;(2)三个时间的设置点右键，再点Projectsetting,再点Runtime，注意Timesetting三个参数的设置。Durationofrun(sec):程序计算时间，以秒为单位；Solutiontimestep():计算步长，以微秒为单位，两个相邻计算点之间是一个计算步长；如上图的200s,50，用计算输出的数据来说明，第一个数据的时间坐标是0s,最后一个数据的时间是200s，每两个数据的时间坐标相差50。Channelplotstep():作图步长，以微秒为单位，图上相邻两个点

3、之间的时间是一个画图步长。请将模型计算时间和运行时间区分开，同学们可以看看要得到200s的计算数据，运行时间是多少。记下点击菜单开始运行和结束运行的实际时间，两者之差就是运行时间，该时间与电脑性能密切相关。（3）学习各个元件的使用。a.在帮助中没有介绍的元件例如，双击后有，表明：点击菜单运行图标，程序计算时间从0开始计时，当计算时间是0.7s时，该元件的输出由0变为1.b.在帮助中有介绍的元件例如选择器：，A、B是输入，右端是输出。A双击后有点击‘Help’,可知如何使用。如上图所填，当Ctrl端等于1，A端输入被

4、选择，输出等于A端输入。(4)系统模型的构成a.一次系统（a）同步发电机；（b）断路器；（c）电网b.二次系统（a）励磁控制器；（b）原动机与调速器；（c）准同期并列操作控制（5）准同期并列操作控制输出对并列断路器的作用（a）利用菜单的‘望远镜’找到断路器；(b)双击断路器，找到控制断路器开断的控制信号，上图中的BRK就是准同期并列操作的输出。（6）设置发电机的初始参考角速度Wref=0.999。并列成功后，Wref=1。如下图所示；（7）再次打开sync_in_paralell，Workspace如下图所示设置发

5、电机的初始参考角速度Wref=1.001。并列成功后，Wref=1。如下图所示；4.实验记录（1）对准同期并列操作控制模型的认识将各部分图形插入下面对应处：a.电压比较；b.频率比较；a.越前相角判断。（1）BRK变量的变化曲线；（2）断路器两侧电压相角差的变化曲线；（1）发电机端电压的变化曲线；（2）发电机输出有功、无功的变化曲线；（3）发电机角频率的变化曲线（4）断路器两侧电压矢量的相对运动图（注意观察两种不同参考速度时，第一个周期机端电压矢量相对于电网电压矢量的运动方向）注意，要求图形在各个时间点的变化清晰可

6、见，与实验分析结合能说明问题。为此，可取某变量的部分时间段细节图（用鼠标框出关心图形部分），而不是整个运行期间的。5.实验分析a.相角差检测有必要如模型所示考虑两种情况吗？答:有必要，因为当滑差角频率为正和为负时，相角差的变化性质不同（前者为发电机超前系统的趋势，后者为发电机滞后于系统的趋势），因此会影响检测结果。b.并列逻辑控制中为何有延时环节？答:延时环节是因为考虑到中央处理单元发出合闸信号DOA断路器主触头闭合时需要经历一段时间，确保合闸时间的准确性。c.在前述两种不同并列参考角速度时，Ryq有何区别？（从正

7、负符号上说明？）答:当Wref=0.999时当Wref=1.001时Wref=0.999时，滑差角频率小于0，所以在初始一段时间，越前相角Ryq计算值为负，也就说明该时段无法完成合闸任务，而Wref=1.001时，滑差角频率大于0，在初始一段时间，越前相角Ryq为正值，说明该段时间若相角差满足一定条件，可能能够合闸。a.在前述两种不同并列参考角速度时，PH有何区别？由记录图形说明。答:由之前记录的不同发电机初始参考角速度对应的PH波形图可得，Wref=0.999时，由于Wref

8、势，而Wref=1.001时，由于Wref>W，PH的值有负逐渐变为正，呈上升趋势。Wref=0.999时,PH的变化情况图如下:Wref=1.001时,PH的变化情况图如下:a.Wref=0.999，运行第一个滑差周期机端电压矢量相对于电网电压矢量的运动方向是逆时针还是顺时针？Wref=1.001时，第一个周期机端电压矢量相对于电网电压矢量的运动方向是逆时