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电力系统自动化教学设计引言随着电力工业的不断发展，电力系统的规模越来越大，电力的供给和需求之间保持着严密的平衡。
为了更好地满足电力能源的需求，电力系统自动化控制成为当今电力领域的热门话题。
本文旨在介绍电力系统自动化教学设计的方法和步骤。
教学设计的目的电力系统自动化教学的目的是让学生了解电力系统的自动化控制原理和设计方法，掌握电力系统的基本组成和运行方式，同时加强学生实践能力。
通过对电力系统自动化类相关课程的教学，学生将获得以下知识：•学习电力系统的组成和运行原理；•掌握电力系统自动化的设计方法；•了解电力系统中各种设备的特点和运行方式；•开展实践活动，增强专业技能和实践能力。
课程内容理论教学电力系统自动化课程的理论教学主要涉及以下内容：•电力系统结构和运行原理；•电力系统稳定性的分析方法；•电力系统自动化控制的基本理论；•电力系统中各种设备的特点和运行方式；•电力系统中的故障处理和恢复操作；•电力系统模拟和仿真。
实践教学电力系统自动化课程的实践教学主要包括以下方面：•电力系统模拟实验；•电力系统控制过程的仿真；•电力系统各种设备的操作和维护；•电力系统的运行状态监测；•电力系统的故障处理和恢复。
教学方法理论教学电力系统自动化理论课程采用授课、讲解、实例分析等教学方法进行。
重点讲解电力系统自动化的基本概念、原理、方法和技术；具体阐述各种控制方式和控制策略的优劣性，并通过图表、视频等形式展示来帮助学生更好地理解课程内容。
此外，可以采取团队学习和分组讨论的形式，鼓励学生参与互动，分享学习体验和教学方法实践教学电力系统自动化实践课程通过实验室、实习等方式来进行。
通过模拟实验、仿真实验、真实系统操作和故障救援等教学形式，让学生深入了解课程内容，提高学生的实践能力。
在教学过程中要求严格执行安全操作规程，确保实践教学的安全性和有效性。
评价方式电力系统自动化课程的评价方式主要考虑以下几个方面：•学生课程学习成绩（包括平时成绩和期末考试成绩）；•学生实验报告的质量；•学生考勤纪律和实验室安全操作情况；•学生日常表现和课程讨论表现。
《电力系统自动化》课程教学大纲Power System Automation课程编号：130202221学时：32 学分：2.0合用对象：电气工程及其自动化专业先修课程：电力系统分析，自动控制原理，电力电子技术等一、课程的性质和任务(四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体(下同))本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。
电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，包括发机电励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等，是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。
该课程可以支撑电气工程及其自动化专业毕业要求 2 (问题分析)、3 (设计／开辟解决方案)、4 (研究)的达成。
本课程的主要任务是：1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解；2、使学生掌握发机电自动励磁控制的基本原理和方法，深入了解发机电同步并列的条件与过程，以及自动准同期装置的工作原理，分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电网产生何种影响，为分析复杂工程问题奠定基础。
3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题，掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施，为进一步分析和研究电力系统运行问题打下良好的基础；4、使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、装置的调试方法以及装置的设计方法，并且学习自动装置对电力系统运行影响的分析方法，为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。
二、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识，熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题，训练和培养学生独立思量、解决电力系统实际复杂工程问题的能力。
具体要求如下：1、掌握发机电同步并列的条件，以及自动准同期装置的工作原理。
电力系统自动化课程设计——电力系统短路故障的计算机算法程序设计学院：信息科学与工程学院班级：学号：姓名：指导老师：孙妙平完成时间：2012年1月12日前言：应用计算机对电力系统进行分析计算时，需要掌握电力系统的数学模型、计算方法和程序设计三方面的知识。
电力系统的数学模型是对电力系统运行状态的一种数学描述。
通过数学模型可以把电力系统中物理现象的分析归结为某种形式的数学问题。
电力系统的数学模型主要包括电力网络的数学模型、发电机的数学模型以及负荷的数学模型。
本课程设计所解决的问题是：基于电力系统的数学模型，根据电力系统短路故障的计算方法，选择合适的计算机语言，编制短路电流计算程序，从而简化短路电流的计算。
一、课程设计的目的：根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序，通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解，还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。
二、课程设计的内容：电力系统故障的计算机程序设计、编制和调试。
三、课程设计的要求：1、在对称短路计算、简单不对称短路计算中任选一种进行计算；2、自选计算机语言；3、设计、编制、调试出相关的通用计算程序；4、输入/输出数据一律以文件格式形成。
对称短路计算的输入/输出数据输入数据包括：节点数、支路数、故障节点、支路参数（支路首端号、支路末端号和支路电抗值）输出数据包括：节点导纳矩阵或阻抗矩阵、故障点电流、各支路电流、各节点电压不对称短路计算的输入/输出数据输入数据包括：节点数、支路数、故障节点、支路参数（支路首端号、支路末端号和支路正序电抗值、支路负序电抗值、支路零序电抗值）输出数据包括：故障点电流、各支路电流、各节点电压的序分量和相分量目录：基本原理 (4)数学模型 (4)计算方法 (5)程序实现 (8)原理框图 (8)程序代码 (9)实例分析 (10)参考文献 (13)基本原理用计算机程序实现电力系统短路故障的计算需完成两部分工作，一是根据计算原理选择计算用的数学模型和计算方法，即计算用的数学公式；二是根据所选定的数学模型和计算方法编制计算程序。
电力系统自动化毕业设计电力系统自动化是指利用先进的电力信息技术和自动控制技术，对电力系统进行实时监测、自动化调度和优化运行的一种技术手段。
随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的不断增加，传统的手工操作已经无法满足电力系统的运行要求，因此电力系统自动化技术的应用变得越来越重要。
电力系统自动化的核心是实时监测和自动控制。
通过在电力系统中部署大量的传感器和监测设备，可以实时采集电力系统各个节点的运行状态数据，包括电压、电流、功率等参数。
这些数据可以通过通信网络传输到监控中心，由监控中心进行处理和分析。
监控中心可以根据实时数据分析出电力系统的运行状态，及时发现故障和异常情况，并采取相应的措施进行处理。
自动控制是电力系统自动化的另一个重要组成部分。
通过在电力系统中部署自动化设备和控制器，可以实现对电力系统的自动调度和操作。
例如，可以通过自动化设备对发电机组进行调度，根据负荷需求和电网状态自动启停发电机组，实现发电机组的最优调度。
同时，还可以通过自动化设备对输电线路进行监测和控制，实现线路的自动切换和故障隔离，提高电力系统的可靠性和稳定性。
除了实时监测和自动控制，电力系统自动化还包括数据管理和信息处理。
通过建立电力系统的数据库和信息平台，可以对历史数据进行存储和管理，实现对电力系统运行情况的分析和评估。
同时，还可以通过信息平台向用户提供实时的运行状态和故障信息，帮助用户及时了解电力系统的运行情况。
电力系统自动化技术的应用可以提高电力系统的运行效率和安全性。
通过实时监测和自动控制，可以及时发现和处理故障和异常情况，避免事故的发生。
同时，还可以实现电力系统的优化调度，提高发电效率和供电质量。
此外，电力系统自动化还可以减少人工操作和维护工作量，降低运行成本。
目前，电力系统自动化技术已经在国内外得到广泛应用。
在国内，随着电力体制改革的推进和智能电网建设的加快，电力系统自动化技术将会得到更加广泛的应用。
未来，随着新能源、储能技术等新兴技术的发展和应用，电力系统自动化技术将会面临更多的挑战和机遇。
电力系统与自动化控制课程设计报告1. 摘要本报告主要介绍了电力系统与自动化控制课程设计的内容，包括项目背景、设计目标、系统原理、硬件选型、软件设计、实验结果及分析。
通过本次设计，旨在提高学生对电力系统与自动化控制理论知识的理解，培养学生的实际操作能力和创新意识。
2. 项目背景随着我国经济的快速发展，对电力的需求不断增长，电力系统的安全稳定运行成为我国经济发展的重要保障。
为了提高电力系统的运行效率和可靠性，实现电力系统的自动化控制成为必然趋势。
电力系统与自动化控制课程设计旨在让学生了解并掌握电力系统的基本原理和自动化控制技术，为今后的学习和工作打下坚实基础。
3. 设计目标1. 了解电力系统的基本原理和自动化控制技术；2. 掌握电力系统硬件选型和软件设计方法；3. 培养学生实际操作能力和创新意识；4. 提高电力系统运行效率和可靠性。
4. 系统原理电力系统由发电、输电、变电、配电和用电五个环节组成。
电力系统自动化控制是指利用现代电子技术、计算机技术和通信技术，对电力系统进行实时监测、控制和保护，以实现电力系统的高效、安全和稳定运行。
5. 硬件选型根据设计要求，本电力系统与自动化控制课程设计选用如下硬件设备：1. 发电设备：模拟发电机一台；2. 输电设备：模拟输电线路若干；3. 变电设备：模拟变压器一台；4. 配电设备：模拟配电柜一台；5. 自动化控制设备：工控机一台，PLC一台，继电保护装置一套。
6. 软件设计本设计采用组态软件进行电力系统监控和自动化控制。
组态软件具有良好的人机交互界面，可实现对电力系统的实时监控、数据采集、故障报警和控制指令输出等功能。
7. 实验结果及分析1. 实验结果：通过实验，实现了对电力系统的实时监控和自动化控制，故障报警准确及时，控制指令执行到位。
2. 实验分析：本次设计采用了现代电子技术、计算机技术和通信技术，实现了电力系统的自动化控制，提高了电力系统的运行效率和可靠性。
电力系统自动化教学大纲标题：电力系统自动化教学大纲引言概述：电力系统自动化是电力工程领域的重要分支，随着科技的发展和电力系统的复杂性增加，自动化技术在电力系统中的应用越来越广泛。
为了培养具有自动化技术应用能力的电力工程人才，制定一份完善的电力系统自动化教学大纲是至关重要的。
一、课程目标1.1 理解电力系统自动化的基本概念和原理1.2 掌握电力系统自动化在电力系统中的应用1.3 培养学生分析和解决电力系统自动化问题的能力二、课程内容2.1 电力系统基础知识：电力系统结构、运行特点、主要设备等2.2 自动化控制理论：控制系统基本原理、PID控制、模糊控制等2.3 电力系统自动化技术：远动、保护、调度、通信等三、教学方法3.1 理论教学：授课、讲解电力系统自动化的基本概念和原理3.2 实践教学：实验、仿真、实地考察电力系统自动化应用案例3.3 项目实践：设计、实施电力系统自动化项目，培养学生实际操作能力四、教学评估4.1 考试评估：期中考试、期末考试，测试学生对电力系统自动化知识的掌握程度4.2 作业评估：布置作业，检验学生对电力系统自动化理论的理解和应用能力4.3 项目评估：评估学生设计、实施电力系统自动化项目的能力和成果五、课程实施5.1 教材选择：选用权威、全面的电力系统自动化教材5.2 教师配备：拥有电力系统自动化专业背景和丰富教学经验的教师5.3 教学环境：提供实验室设备、仿真软件等教学资源，保障教学质量和效果结语：电力系统自动化教学大纲的制定是为了规范和提高电力系统自动化课程的教学质量，培养学生掌握电力系统自动化理论和技术的能力。
通过完善的教学大纲和科学的教学方法，可以更好地培养电力工程领域的优秀人才，为电力系统自动化技术的发展做出贡献。
电力系统自动化教学大纲引言概述：电力系统自动化教学大纲是电力系统自动化专业的重要教学文件，旨在规范教学内容和教学方法，培养学生的专业技能和综合素质。
本文将从五个大点阐述电力系统自动化教学大纲的内容，包括基础知识、电力系统建模与仿真、电力系统自动化设备与技术、电力系统自动化应用与实践以及教学方法与评价。
正文内容：1. 基础知识1.1 电力系统基本概念：介绍电力系统的组成、结构和运行原理。
1.2 电力系统分析方法：介绍电力系统的潮流计算、短路计算、稳定计算等分析方法。
1.3 电力系统保护与自动化：介绍电力系统保护与自动化的基本原理和技术。
2. 电力系统建模与仿真2.1 电力系统模型：介绍电力系统的各种模型，包括传输线模型、发机电模型和负荷模型等。
2.2 电力系统仿真软件：介绍常用的电力系统仿真软件，如PSS/E、Matlab/Simulink等。
2.3 电力系统仿真实验：介绍电力系统仿真实验的设计和实施方法。
3. 电力系统自动化设备与技术3.1 电力系统监控与控制设备：介绍电力系统监控与控制设备的种类和功能。
3.2 电力系统通信技术：介绍电力系统通信技术的原理和应用。
3.3 电力系统自动化设备的选型和应用：介绍电力系统自动化设备的选型和在电力系统中的应用。
4. 电力系统自动化应用与实践4.1 电力系统自动化应用领域：介绍电力系统自动化在电力调度、设备管理、故障诊断等方面的应用。
4.2 电力系统自动化实践案例：介绍电力系统自动化在实际工程中的应用案例。
4.3 电力系统自动化技术发展趋势：介绍电力系统自动化技术的发展趋势和未来的应用方向。
5. 教学方法与评价5.1 教学方法：介绍电力系统自动化教学的方法，包括理论教学、实验教学和工程实践等。
5.2 教学资源与实验设备：介绍电力系统自动化教学的资源和实验设备的建设与运用。
5.3 教学评价与质量保证：介绍电力系统自动化教学的评价方法和质量保证措施。
总结：综上所述，电力系统自动化教学大纲涵盖了电力系统自动化专业的基础知识、建模与仿真、设备与技术、应用与实践以及教学方法与评价等方面的内容。
电力系统自动化教学大纲引言概述：电力系统自动化是电力系统工程中重要的组成部分，其教学大纲的制定对于培养学生的专业能力和实践技能至关重要。
本文将详细介绍电力系统自动化教学大纲的内容和要点。
一、基础知识1.1 电力系统基础知识- 电力系统的组成和结构- 电力系统的运行方式和特点- 电力系统的基本参数和单位1.2 电力系统自动化概念- 电力系统自动化的定义和作用- 电力系统自动化的发展历程- 电力系统自动化的重要性和应用范围1.3 电力系统自动化的基本原理- 控制理论在电力系统自动化中的应用- 通信技术在电力系统自动化中的作用- 数据采集和处理在电力系统自动化中的重要性二、电力系统自动化技术2.1 SCADA系统- SCADA系统的基本概念和功能- SCADA系统在电力系统中的应用- SCADA系统的架构和通信方式2.2 自动化保护系统- 保护系统的作用和原理- 保护系统的分类和功能- 保护系统的设计和调试2.3 远动技术- 远动技术的概念和发展- 远动技术在电力系统中的应用- 远动技术的优势和挑战三、电力系统自动化设备3.1 控制器和执行器- 控制器的种类和功能- 执行器的作用和分类- 控制器和执行器在电力系统自动化中的应用3.2 传感器和测量仪器- 传感器的原理和种类- 测量仪器的功能和精度- 传感器和测量仪器在电力系统自动化中的重要性3.3 通信设备- 通信设备的种类和通信协议- 通信设备在电力系统自动化中的作用- 通信设备的安全性和可靠性四、电力系统自动化应用4.1 智能电网- 智能电网的概念和特点- 智能电网在电力系统中的作用- 智能电网的发展趋势和挑战4.2 能源管理系统- 能源管理系统的功能和优势- 能源管理系统在电力系统中的应用- 能源管理系统的设计和实施4.3 调度控制系统- 调度控制系统的作用和原理- 调度控制系统在电力系统中的应用- 调度控制系统的优化和改进五、实践教学5.1 实验内容和要求- 实验项目的设计和安排- 实验设备和材料的准备- 实验过程和数据处理5.2 实习环节和要求- 实习单位的选择和安排- 实习内容和任务分配- 实习报告和评估方式5.3 课程设计和毕业论文- 课程设计的主题和要求- 毕业论文的选题和撰写- 课程设计和毕业论文的评审和答辩结论：电力系统自动化教学大纲的制定是培养学生综合能力和实践技能的重要保障，通过系统的教学内容和实践环节，可以提高学生对电力系统自动化的理解和应用能力，为未来的工作和研究打下坚实基础。
课程设计任务书题目发电机自动准同期并入电网学院信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化学生姓名DonaldGeorge前言 (5)1设计任务及要求 (5)1．1设计目的 (5)1.2设计内容和基本要求 (5)2发电机并网条件分析 (6)2.1并网的理想条件 (6)2.2相位差、频率差和电压差对滑差的影响 (6)3发电机并网模型建立 (8)3.1 仿真模型 (8)3.2 系统仿真模型的建立 (9)4发电机并网过程仿真分析 (10)4.1 潮流计算和初始状态设置 (10)4.2 发电机并网仿真 (10)5仿真结果分析 (11)6总结 (16)参考文献 (17)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,Power system blockset ）。
PSB中主要有同步机、异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性、有名的和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库单相\三相的分布和集中参数的传输线单相、三相断路器及各种电力系统的负荷模型、电力半导体器件库以及控制和测量环节。
再借助其他模块库或工具箱,在Simulink环境下, 可以进行电力系统的仿真计算, 并可方便地对各种波形进行图形显示。
本文以一单机一无穷大系统为模型, 在环境下使用GUI、Simulink、m语言等创建一发电机并网过程分析与仿真系统。
该系统可以对多种情况下的发电机并网过程进行仿真分析, 并将仿真结果显示于GUI界面。
电力系统自动化课程设计电力系统自动化是一门涉及电力工程、控制理论、计算机技术等多学科交叉的重要课程。
通过这门课程的学习，我们能够深入了解电力系统的运行原理、控制策略以及自动化技术在其中的应用。
而课程设计则是对所学知识的一次综合性实践，旨在培养我们解决实际问题的能力和创新思维。
在电力系统自动化课程设计中，我们通常会面临各种各样的任务和挑战。
其中，最为关键的是对电力系统的建模与分析。
这需要我们运用所学的电路理论、电机学等知识，构建出电力系统的等效模型，包括发电机、变压器、输电线路等主要元件。
通过对模型的参数计算和特性分析，我们能够预测电力系统在不同运行条件下的性能，为后续的控制策略设计提供基础。
例如，在设计一个简单的电力系统稳定控制方案时，我们首先要明确系统的结构和参数。
假设我们的系统由一台同步发电机通过变压器和输电线路连接到无穷大母线组成。
那么，我们需要计算发电机的电抗、变压器的变比和漏抗、输电线路的电阻和电抗等参数。
这些参数将直接影响系统的潮流分布和稳定性。
有了系统模型，接下来就是设计合适的控制策略。
控制策略的目标是确保电力系统在各种干扰下能够保持稳定运行，同时满足电能质量的要求。
常见的控制方法包括励磁控制、调速控制和电力系统稳定器（PSS）的应用。
励磁控制是通过调节发电机的励磁电流来控制发电机的端电压和无功功率输出。
在课程设计中，我们需要根据发电机的模型和运行特性，设计励磁控制器的参数，如比例系数、积分系数等，以实现对发电机端电压的快速、准确控制。
调速控制则是通过调节原动机的输入功率来控制发电机的有功功率输出。
在实际设计中，我们需要考虑原动机的动态特性、负荷变化等因素，设计合理的调速控制器，以维持系统的频率稳定。
电力系统稳定器（PSS）是一种附加的控制装置，用于抑制电力系统的低频振荡。
在课程设计中，我们需要根据系统的振荡模式和特性，选择合适的PSS 类型和参数，以提高系统的阻尼，增强系统的稳定性。
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。
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提供了理论根据。
关键词: 发电机并网；Matlab仿真；准同期条件前言随着负荷的变动，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。
本次工程训练的题目是《发电机并网模型的建立与并网过程的仿真分析》。
具体内容是发电机并网模型的建立、并网过程的仿真。
本次课程设计涉及面较广，需查阅大量资料，由于上学期刚了解此专业课，故对一些知识点理解的不是很深刻，因此，错误与疏漏之处再所难免，望老师批评指正。
第一章绪论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。
第二章设计任务2.1 设计题目发电机并网模型的建立、并网过程的仿真2.2 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、频率和初相位在各种匹配情况下，发电机并网过程的仿真；4、理论分析结果与仿真分析结果的比较。
第三章发电机并网条件分析同步发电机并网运行时, 若要减小电网与发电机组组成的回路内产生的瞬时冲击电流, 必须保证同步发电机的电压与电网电压在并网的瞬时相等, 由此得出同步发电机并网运行的理想条件：➢双方应有一致的相序；➢双方应有相等的电压有效值；➢双方应有相同或者十分接近的频率和相位。
以上三个条件中, 相序一致是必须满足的, 而其他两个条件要尽量满足。
下面分析在满足相序一致条件下,其他两个条件未满足时对同步发电机并网运行的影响。
并网条件不满足时对电机的影响1)电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形。
2)产生谐振电流和电压．引起电机内功率振荡。
3)电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高．效率降低，4)电网和电机之间存在巨大的电位差而产生无法消除的环流，害电机安全运行。
3.1相位差、频率差和电压差对滑差的影响利用Matlab强大的绘图功能，可以得到各种情况下滑差电压的波形。
图3.1所示为频差为0.5Hz、压差和相位差为零时的滑差电压波形。
图3.2所示为频差为0.5Hz、压差为零和相位差为60°时的滑差电压波形。
可见当压差为零时包络线总是有过零点的，只要控制在过零点时合闸就没有冲击电流。
滑差包络线的频率和频率差成正比。
图3.3所示为压差为10 V、频差为0.5Hz、相位差为零时的滑差波形。
从图中可见存在电压差时，滑差只有最小值而没有过零点，所以无论何时合闸都存在冲击电流。
频差为0. 5Hz 时的滑差波形频差为0.5Hz 相位差为60°时的滑差波形图3.1图3.2压差为10 V 频差为0. 5 Hz 时的滑差波形图3.2第四章 发电机并网模型的建立在Matlab ／Simulink 下用PSB 建立如图4.1所示的单机无穷大系统并网运行的模型，以此模型来分析发电机并网的动态过程。
4.1发电机的仿真模型同步发电机模型采用未简化的同步发电机模型，其电气部分采用五阶的状态空间方程组（不考虑零轴的派克方程），没有考虑q 轴阻尼绕组的电磁暂态过程。
其转子等值电路如图4.2所示。
图4.1单机无穷大系统图4.2 发电机等值电路4.2 线路和变压器仿真模型线路采用串联的电阻和电感组成的集中参数模型，Matlab 中还有PI型和分布参数2种输电线模型。
Matlab 提供各种型号的变压器，可以根据需要选取其型号和接线方式。
4.3 系统仿真模型系统模型采用PSB中提供的Three- phase Inductive Source，它由共地的三相对称的理想电压源串接阻抗组成，阻抗值的大小由电压幅值和系统的视在功率决定。
它主要提供无功功率以保证电压稳定。
4.4 负荷仿真模型负荷模型采用接地的恒定阻抗来模拟，这样可以加快仿真速度，其数值大小由电压和负荷大小决定。
除此之外，Matlab还提供电动机等负荷。
第五章发电机并网过程的仿真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Matlab5.2版本开始增加了一个专用于电力系统分析的电力系统模块。
PSB中主要有同步机、异步机、变压器、直流机、特殊电机的线性和非线性、有名的和标么值系统的、不同仿真精度的设备模型库；单相、三相的分布和集中参数的传输线；单相、三相断路器及各种电力系统的负荷模型、电力半导体器件库以及控制和测量环节。
再借助其他模块库或工具箱, 在Simulink环境下, 可以进行电力系统的仿真计算, 并可方便地对各种波形进行图形显示。
该系统可以对多种情况下的发电机并网过程进行仿真分析, 并将仿真结果显示于界面。
5.1利用Matlab建立仿真模型首先在Matlab主命令窗口下输入Simulink 进入仿真平台，建立一个新的.mdl文件。
将所需同步发电机、变压器、线路、无穷大系统和负荷模型均用鼠标拖到该文件下。
根据图4.1所示将各个模块联接，再将同步发电机的励磁调节器和调速器拖到文件下，从同步发电机的测量端子m引出发电机的参数通过PSB中的Machine Measurement Demux 得到各个参数，联接到励磁调节器和调速器的输入端口。
变压器采用YgY 接线，这样可以省去计算电压相角时相位的变化。
各模块的参数均可通过其对话框来设置。
对感兴趣的量可以通过测量元件在示波器上显示或者以数组形式输出到工作空间，并可观察波形或进行数据分析。
最后再拖入一个PowerGUI 到文件里即可进行仿真。
在进行仿真计算前，先在Power GUI 下进行稳态潮流计算，设置初始运行的条件，即可对不同条件下的发电机并网过程进行动态仿真。
设置简单方便，有“Set state variables ”，“Steady state ”，“Machine load flow ”3 项。
“Machine load flow ”可用来设置模型中发电机节点的类型（PV 节点或平衡节点）、电压和输出功率（或电压角度），在结果中可以看到发电机的线电压、相电流、有功、无功、励磁电压、转差、转矩等。
在计算完稳态潮流后，相应结果可自动填入电机的数据输入对话框和初始条件设置中。
通过“Set state variables ”能够对计算所需的状态变量数值分别设定，可以从任意初始值开始进行仿真。
“Steady state ”可以查看稳态时包括电压电流源、状态变量、被测量和非线性环节在内相应电压和电流的幅值和相角。
运行不同条件下的发电机并网过程仿真, 并将发电机功率、转速、励磁电压等重要参数以波形的形式显示出来，如图5.2、图5.3所示。
当发电机和系统的频差5％为时, 经过一个短暂的震荡过程, 系统可将发电机拉入同步运行。
合闸后存在一定的冲击电流, 符合发动机实际并网过程的动态变化。
当发电机和系统的频差为10％, 存在较大的并列误差时, 合闸后发电机一直震荡而无法进入稳定状态状态,系统无法将发电机拉入同步运行。
由图可以看出,当同时存在压差图5.1 发电机并网仿真模型和频差, 且频差较小时, 经过一个轻微的震荡过程, 也能将发电机拉入同步运行。
而当发电机和系统的压差不为0且频差较大(频差为5％)时并网, 合闸后产生较大大的冲击电流, 发电机一直处于震荡状态而无法稳定, 系统无法将发电机拉入同步运行。
通过改变发动机及系统的参数设置, 还可以进行其他多种条件下的并网过程仿真分析.图5.2 存在频差时并网1)在一定的频差下，电网和发电机的相位差呈现周期性的变化，变化快慢受频差的影响，频差越大，变化越快。
(2)控制发电机断路器在相位差过零的瞬时闭合，可以保证发电机能够平滑地并入电网。
(3)在相位差过零点并网时冲击的大小取决于此时电网和发电机的电压差，电压差越大，冲击越大，电压差为零，则没有冲击。
自动准同期装置是利用计算机和准同期条件实现发电机自动并网的智能仪器。
该装置必须能够自动检测电网和发电机的电压、频率和相位差，促使准同期条件得到满足，从而实现发电机的准确并网。
由于发电机并网开关闭合需要一定的时间，因此，自动准同期装置所要完成的主要任务是：控制发电机的电压和频率，使发电机与电网的电压差和频差被限制在一定的范围内。
在相位差的周期性变化过程中，通过动态测量其变化率，根据并网开关闭合所需时间的大小，捕捉合闸脉冲的发出时机，从而控制断路器在相位差过零点附近闭合。
5.2 GUI 设计发电机并网过程仿真分析GUI 界面由波形显示区,仿真条件设置区, 运行控制区及辅助功能区组成, 波形显示区通过坐标系显示重要变量波形图;仿真条件图5.4 GUI 仿真界面设置区采用下拉框设置频率、电压、相位等几个重要的并网条件;运行控制区用按钮实现“开始仿真”、“查看波形”、“退出”等几个主要的运行控制功能;辅助功能区实现放大/还原、加/去栅格等辅助功能。
