配网自动化及高电压实践报告

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1、配网自动化及高电压实践报告1微电网控制系统微电网系统是一种相对于配电网规模较小的分散式独立系统，它基于以现代电力电子技术，将风电，光伏发电，储能设备组合在一•起，直接供小型用户使用，它川•以被视为电网中的一个可控单元，在短时间内动作以满足外部输配电网络及负载的需求。我们所参观的实验室中风电是由发动机模拟的，其系统由8个+系统所组成：1）同步发电机组，容量10kW，380V;2）风力直驱发电机组，容量5kW,380V；3）双馈风力发电机组，容量10kW,380V；4）光伏发电系统，容量2kW,120V；5）蓄电系统，

2、容量2kW,20AH；6）负载,容量15kW,功率因数-0.8〜l,非线性负载;7）并网控制器，电流50A/380V；8）线缆监控系统，线缆长度0^5kmo该系统由6个子系统组成，每个子系统由主要控制器通过以太网上层计算机进行高速实吋通讯。各子系统内部运行通过子系统逆变器独立控制，如图1-1所示。—y.A熙CAN吣嚳參■參*麵籲••••••••••阁1-1系统通讯ZT、*意图1）中央控制装置计算机主要进行任务的调度及功率的分配及各子系统运行状况显示。显示界面采用分M结构，主界面显示所宥了•系统的关键参数及子系统简图

3、，子界面显示各子系统的详细运行状况及详细电气图如图1-2所示。以太网图1-2界而显示结构2)同步发电机系统本系统是一种最常用的交流发电机系统。在现代电力工业屮，它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。如图1-3,微电网系统将以同步发电机为主，其他子系统以同步发电机发出的电压及频率为参考变量。图1-3同步发电系统控制框阁3)风力发电直驱系统本系统是通过将永磁同步电机产生的电能转换为直流并逆变输出的一种控制方式，如图1-4所示。该系统的主要特点是：(1)无需齿轮箱，机械损耗小，运行效率高，维护成本低；(2

4、)消除励磁铜耗，功率密度高，转子惯性低，转子结构简单；(3)可实现有功功率和无功功率的完全调节；(4)与双馈风力发电机组相比，低风速时效率吏高；(5)变流器成本提高；(6)采用高速多级发电机的体积及重量较大。图1-4直驱风力发电系统控制椐图2)风力发电双馈系统本系统是通过对双馈异步电机转子励磁控制定子电压电流频率与电网直接相连的一种控制方式，如图1-5所示。图1-5双馈风力发电系统控制框图5）光伏发电系统本系统是通过光电池板将太阳能转化为直流电并采用光伏逆变器进行的一种控制方式，如图1-6所示。图H6光伏系统控制框

5、图6）储能系统木系统将电网电能暂存于电池中，并在电网电压跌落时支撑电网，如图1-7所示。a气卉欠1.W.W*上2＜汽1-7储能系统控制框阁7）负载系统负载系统是模拟电网系统的一种非线性负载，功率因数可以控制。微网系统发出的电可以通过该负载进行消耗，控制系统图如图1-8所示。接电网图2-8负载系统控制框图1.2牵引供电系统实验室初步设计的联合实验室平台体系架构，平台的设计在充分考虑供电可靠性、实验室布局与实现不便的客观条件的基础上，最人限度地保留了铁路牵引供电系统与配电系统的特点。采用400V配电网络来模拟实际铁路的

6、10kV配电。同吋，依托施耐德电气强大的行业背景，通过采用相应智能设备方便地实现了对整个实验室系统的集中管理、保护与控制自动化、电能质量监测等。牵引供电部分模拟实际牵引变电所，通过升压变压器将10kV升至27.5kV为牵引负荷供电。配电部分模拟铁路配电网，采用400V电压模拟实际线路采用的10kV电压。在一级负荷贯通线路上设置冇故障模块，模拟实际铁路配电线路的各种故障，借以观察故障沿保护以及断路器等的动作情况，实际铁路配电网络中的分段装置开关房用施耐德电气的配电枳來模拟。该系统的运行示意图如图1-9所示。图1-9牵

7、引供电系统运行示意图实验平台的检测、通信、管理：实验室内综合自动化采用以太网通信代替光纤以太网。各部分电源进线、母联断路器和负荷开关采用SCADA（供电系统管理U动化）远动控制和就地控制（实现系统的遥控、遥信、遥测）。通过通信和监测来实现远程电网管理。系统管理M设置有牵引供电监控主机、配电监控主机、打印机以及其他监控主机。1.2心得体会能源就是能够M人类提供某种形式能量的自然资源及其转换物，即能量的源泉，包括所有的燃料、流水、阳光、地热、风等，通过适当的转换手段可使其为人类生产和生活提供所需的能量。目前，新能源发电

8、和并M是解决能源危机的主耍途径，也在世界范围内引发了研究热潮。解决新能源上网的随机性和间歇性W题是新能源并网的关键。通过此次对于含新能源的微电网控制系统的学习，学生认识了光伏发电、风力发电系统的运行与控制的关键技术，但对于新能源并网的间歇性和随机性fuj题上，该实验系统丼没有得到和好的解决方案。0前比较成熟的一种研究趋势是将新能源作为一种虚拟同步机的模型并入