电力系统自动化课程设计：发电机并网

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1、课程设计任务书题目学院专业班级学生姓名学号12月3日至12月16日共2周指导教师(签字)院长(签字)年月日3一、设计内容及要求1、根据发电机自动准同期并入电网所需的条件，使用Matlab对不同条件下的并网过程进行仿真分析。二、设计原始资料详见参考书三、设计完成后提交的文件和图表1．计算说明书部分仿真结果及设计说明书（论文）2．图纸部分：仿真电路程序和仿真结果等以图片的形式附在设计报告中。3四、进程安排第一周：第一天上午：选题，查资料；第一天下午：制定设计方案；第二——第五天：搭建仿真模型，完成仿真部分；第二周：第一——四天：对仿真结果进行分

2、析，完善设计方案，并完成设计报告；第五天：答辩，交设计报告。五、主要参考资料《电力系统分析（第三版）》于永源主编，中国电力出版社，2007年《电力系统自动化》，王葵、孙莹编著，中国电力出版社，2007年；《电力系统稳态分析》，陈珩主编，中国电力出版社，2007年；《电力系统暂态分析》，李光琦主编，中国电力出版社，2007年。3目录摘要4绪论5一设计内容及要求61.1设计题目61.2设计要求6二发电机并网条件设计6三发电机并网模型的建立93.1发电机的仿真模型93.2线路和变压器仿真模型103.3系统仿真模型103.4负荷仿真模型10四发电机

3、并网过程的仿真104.1利用Matlab建立仿真模型114.2GUI设计144.3功能实现14心得体会16参考文献173摘要电机并网要求满足准同期条件，并网要求准确、快速。准确可以保障安全和减少对发电机并网引起的冲击，而快速则能够减小发电机的空转损耗。随着计算机工业的发展和数字技术的迅猛进步，研制使用能够自动实现发电机并网的智能仪器已成为发电厂技术革新和自动化改造的重要课题。计算机仿真技术己成为电力系统研究、规划、设计和运行等各个方面的重要方法和手段。由于电力系统的特殊性,很多研究无法采用实验的方法进行,仿真分析显得尤为重要。发动机并网是电

4、力系统中常见而重要的一项操作,不恰当的并列操作将导致严重的后果。因此,对同步发电机的并列操作进行研究,提高并列操作的准确度和可靠性,对于系统的可靠运行具有很大的现实意义。MATlAB是高性能数值计算和可视化软件产品。它由主包、Simulink及功能各异的工具箱组成。从版本开始增加了一个专用于电力系统分析的PSB（电力系统模块,Powersystemblockset）。本文探讨了发电机安全并入电网所需的条件，借助工程计算软件Matlab强大的绘图功能对不同条件下的并网过程进行了仿真分析，从而得出了一些重要的结论。这些结论为自动准同期装置的研制

5、提供了理论根据。关键词:发电机并网；Matlab仿真；准同期条件17绪论随着负荷的变动，电力系统中发电机运行的台数也经常改变。因此。同步发电机的并列操作是电厂的一项重要操作。另外，当系统发生某些事故时．也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行．由于某种原因，解列运行的电网需要联合运行，这就需要电网间实行并列操作。可见，在电力系统运行中并列操作足较为频繁的。三相同步发电机是常用的交流发电机，但是单一的1台三相同步发电机对电网供电有明显的缺点：(1)不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电）；(2)无法实现供电的灵活性和经

6、济性；这些缺点可以通过多台三相同步发电机并联来改善。通过并联可将几台同步发电机或几个发电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统。电网供电比单机供电有许多优点：(1)提高了供电的可靠性。1台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故(2)提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时．在枯水期和旺水期．两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。在用电高峰期和低谷期．可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。（3)提高了供电

7、质量，电网的容量巨大，单台发电机的投入与停机。个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。发电机并网是电力系统的一项经常、重要操作，不恰当的并列可能造成电气设备的损坏并对系统的稳定产生影响。过去对发电机并列的工程培训和研究，一般需要动模机组和多种传感器、录波器等昂贵设备。成本高且数据读取和计算复杂、繁琐，输出结果不理想。而利用数字仿真只需要有计算机和相应的软件即可实现，不但成本低，还可以很方便地得到各种所需数据、波形等结果，对数据的处理也更方便。17一设计内容及要求1.1设计题目根据发电机自动准同期并入电

8、网所需的条件，使用Matlab对不同条件下的并网过程进行仿真分析。1.2设计要求1、发电机并网条件分析；2、发电机并网模型的建立；3、分别对发电机端电压电压与电网电压幅值、频率和