基于電力技術(shù)的高速發(fā)展對物理模擬試驗系統(tǒng)研究

龍鳳瓊+睢潤慶+藍李霞

（西華大學(xué)）

摘 要：基于電力技術(shù)的快速發(fā)展，其對物理模擬實驗系統(tǒng)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)與要求，本文提出了新型的電力系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)，對系統(tǒng)各個部分主要功能進行了分析，以期為物理模擬試驗系統(tǒng)研究提供結(jié)構(gòu)劃定參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；物理模擬試驗系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)乃是依據(jù)相似理論所構(gòu)建的物理性質(zhì)，與原型物理模型較為相似，乃是依據(jù)實際電力系統(tǒng)，并按照相應(yīng)比例予以縮小，而又對其物理特性予以保留的電力系統(tǒng)復(fù)制品。電力系統(tǒng)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，不管是在基礎(chǔ)性的元件及系統(tǒng)模擬方面，還是在實際應(yīng)用物理模型層級上，均取得了理想化成果，比如構(gòu)建了1000kV特高壓交流輸電模型系統(tǒng)及參數(shù)與結(jié)構(gòu)相似的三峽巨型機組模型系統(tǒng)等，大大提升了電力系統(tǒng)試驗研究能力。

1.電力技術(shù)快速發(fā)展的新要求下電力系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)的創(chuàng)新方位

伴隨科學(xué)技術(shù)及整個電力行業(yè)的快速發(fā)展與進步，諸多新產(chǎn)品與新技術(shù)的不斷開發(fā)與廣泛應(yīng)用，這對于電力系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)，提出了更多全新要求及標(biāo)準(zhǔn)，至此，需基于現(xiàn)有水平框架下，開展更為深入的分析。即（1）需與先進控制通信技術(shù)相結(jié)合，現(xiàn)代化改造試驗系統(tǒng)，促使其能夠?qū)F(xiàn)代電力系統(tǒng)，在所具有的數(shù)字化、信息化及自動化等特點方面，均能予以體現(xiàn)，建設(shè)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比更加靈活、方便的模擬試驗系統(tǒng)，且對系統(tǒng)最佳控制方式及運行方式進行深入研究；（2）更加深入的對模擬試驗系統(tǒng)，針對各種類型的工況，以及所可能發(fā)生的各類現(xiàn)象，開展與之對應(yīng)而又詳細的模擬，然后則進行深入分析，以此實現(xiàn)模擬試驗在準(zhǔn)確度及精度得以提升的目的，促使模型系統(tǒng)，可基于各種工況下，對原型系統(tǒng)的電磁暫態(tài)特性及機電暫態(tài)，進行全面正確的反映，擴展模擬控制系統(tǒng)的使用廣度與深度。

2.新型模擬試驗系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)研究

2.1電力系統(tǒng)模擬試驗操作試驗臺

對于電力系統(tǒng)模擬試驗臺而言，此平臺乃是一種在自動化程度方面比較高，且功能齊全的試驗平臺，見圖1所示，此試驗臺能夠能夠達到集中控制全部設(shè)備的目的。在具體試驗當(dāng)中，所開展的全部操作，均完成于此操作試驗臺。此電力系統(tǒng)模擬試驗操作試驗臺組成有短路故障模擬單元、同期單元及各監(jiān)控單元等。在試驗臺操作中，均設(shè)置有存在有操作控制開關(guān)，這些開關(guān)與模擬設(shè)備之間，存在著一一對應(yīng)于的關(guān)系，另外，還有提供輔助作用的監(jiān)測儀表及旋鈕，對于試驗設(shè)備而言，除了能夠以遠程化方式，進行手動控制，還能檢測信息量，促使試驗設(shè)備能夠更加方便及靈活的進行操作，更加的靈活與方便。

2.2分布積木式模擬試驗高壓系統(tǒng)屏

在模擬試驗中，全部模型設(shè)備，均利用高壓屏，與電纜之間形成聯(lián)結(jié)，見圖2，在各個高壓屏內(nèi)，均安裝有多套用于模擬的試驗設(shè)備，另外，每套設(shè)備均有多組聯(lián)接用插口裝于屏面，至此，不僅可依據(jù)原型網(wǎng)絡(luò)開展試驗時的相關(guān)要求，采用連接線（均有聯(lián)接插頭），把連接所需模擬設(shè)備，構(gòu)建成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過此類操作，便可組建整個電力系統(tǒng)對應(yīng)的模擬試驗?zāi)Ｐ?，此模型不僅容易更改，而且使用也方便。在高壓屏內(nèi)部則設(shè)置有測控開關(guān)、測控單元及模擬互感器等，此些裝置均利用電纜連接于微機監(jiān)控系統(tǒng)及操作試驗臺，便于后續(xù)控制及測量。此外，高壓屏當(dāng)中還設(shè)置有可變電阻及故障模擬盤，能夠?qū)Ω鞣N故障類型進行模擬。

2.3模擬試驗微機監(jiān)控系統(tǒng)

實驗室內(nèi)部的全部機組或設(shè)備，均位于主控室，且由其控制，除了運用集中控制之外，還能夠利用程序控制，達到有效控制整個試驗系統(tǒng)的作用。此外，通過運用微機，可實時監(jiān)控試驗平臺，然后以所見即所得方式，對一個相同于現(xiàn)實運行系統(tǒng)，且具有較高的操作界面，快速而又靈活的進行構(gòu)造。對于微機監(jiān)控系統(tǒng)，其功能主要為可視化、信息化、運行監(jiān)控及狀態(tài)監(jiān)測等。

3. 模擬試驗系統(tǒng)物理現(xiàn)象分析

對于原型系統(tǒng)與模型系統(tǒng)而言，在二者間存有較好一致性框架下，就單機-無窮大試驗?zāi)Ｐ陀枰源罱ǎ妶D3，其中，表示無窮大系統(tǒng)的阻抗，為輸電線路，發(fā)電機，對于三相輸電線路，則與同步發(fā)電機定子出口的首端相聯(lián)，而無窮大系統(tǒng)則與線路末端相聯(lián)。發(fā)電機機端，則與電壓互感器，以及電流互感器，相互連接，對于機端測量而言，則有三相電壓及三相電流，且把其在故障錄波儀中引入，則可開展實施測量及監(jiān)控。故障短路點設(shè)置在輸電線路的1/3處。在對此試驗?zāi)Ｐ蛯嶋H運用過程中，實施開機試驗，此時，可能會存在些許的物理現(xiàn)象，且這些現(xiàn)象不同于預(yù)想，則需對其實施穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)試驗分析，通過試驗分析，最終結(jié)果可知，當(dāng)實際利用此模擬試驗系統(tǒng)時，由于線路阻抗與發(fā)電機之間，始終處于同步狀態(tài)，機端如若沒有無功功率存在，則表明其始終都為正。當(dāng)其他試驗系統(tǒng)所具有的線路阻抗，相比于發(fā)電機，存在小于后者狀況時，則極端無功功率則為負。

4.結(jié)語

總而言之，伴隨當(dāng)今電力基礎(chǔ)的快速發(fā)展，物理模擬試驗系統(tǒng)也隨之日益更新和完善，無論是在結(jié)構(gòu)方面還是具體功效上均需隨之更新交替。在運用電力系統(tǒng)模擬試驗系統(tǒng)時，需結(jié)合于具體參數(shù)，還需與模型結(jié)構(gòu)相結(jié)合，針對所出現(xiàn)的各種現(xiàn)象實施分析，推動物理模擬試驗系統(tǒng)的更好發(fā)展。

參考文獻

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