电力系统经济学基础实验2实验报告

实验2 电力系统横向故障分析实验一、实验目的1、对电力系统各种短路现象的认识；2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；3、掌握变压器中性点接地方式对零序电流分布和大小的影响4、分析比较各种短路故障对系统运行的危害；二、实验内容1、各种短路电流实验观察、计算、比较各种短路时不对称的三相电流；2、各种短路的母线电压分布3、变压器中性点接地方式对零序电流的影响4、空载状态短路与负载状态短路三、实验使用工程文件及参数输入参数：额定电压：220KV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25V；变压器B1：Un=360MVA，变比=18/220，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；变压器B2：Un=360MVA，变比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。

四、实验方法和步骤打开名为“电力系统横向故障（有限电源系统）”的工程文件，该工程为一个双回线有限电源系统。

网络结构图如下：将给定参数输入，完成实验系统建立。

参数设定如下:短路实验利用已建立系统，按照不计负荷电流在故障点设置故障类型（单相接地短路、两相相间短路、两相接地短路）分别完成以下内容：设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。

设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。

设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。

潮流图计算短路电流、各序电流，结果填入下表：不计负荷电流（即空载）时的短路电流从以上图中计算短路电流的计算方法：从相应波形中选取比较完整的两个周期的波形，用鼠标在图中可获得第一个周期内正峰值i pmH ,负峰值i pmL ,则i pm1=(i pmH —i pmL )/2,同理在第二周期可求得i pm2，然后取i pm1和i pm2的平均值作为该波形的峰值，除以2即为有效值。

本科生实验报告实验课程电力系统分析学院名称专业名称电气工程及其自动化学生姓名学生学号指导教师实验地点6C901实验成绩二〇一九年九二〇一九年十二月1电力系统分析实验报告摘要电力系统分析是电气工程专业的主干基础课程，是学生进入电力系统专业的主要向导和桥梁。

而MATLAB仿真中的Simulink建模是对电力系统进行建模分析的一个重要工具。

关键词：电力系统；MATALB；建模实验一电力系统分析计算一、实验目的1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。

3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。

4.理解有名制和标幺制。

二、实验内容1．电力线路建模有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。

试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。

2模型1 15.75欧22.8欧1.8e-4欧52.5欧76欧6e-4欧131.25欧190欧 1.5e-3欧2．多级电力网络的等值电路计算部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。

图1-1 多级电力网络结线图线路额定电压电阻(欧/km) 电抗(欧/km)电纳(S/km)线路长度（km)L1（架空线）220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200L2（架空线）110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60L3（架空线）10kV 0.17 0.38 忽略15变压器额定容量Pk (kw) Uk% Io% Po(kW)32．作出等值电路仿真模型，线路采用中等长度模型，用字母标出相应的参数以220KV为基本级，SB=100MVA按精确求解要求，求出有名制和标幺制表示的各参数值。

电力系统分析实验报告电力系统分析实验报告引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定的电力供应。

为了确保电力系统的可靠性和安全性，对电力系统进行分析是非常重要的。

本实验旨在通过对电力系统的分析，探讨电力系统的性能和效能，以及可能存在的问题和改进措施。

一、电力系统的基本原理电力系统由发电厂、输电网和配电网组成。

发电厂负责将化学能、机械能等转化为电能，输电网将发电厂产生的电能输送到各个地区，配电网将电能供应给终端用户。

电力系统的基本原理是通过电压和电流的传输，实现电能的转换和分配。

二、电力系统的分析方法1. 潮流计算潮流计算是电力系统分析中最基本的方法之一。

通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压和电流分布情况，从而评估系统的稳定性和负载能力。

潮流计算需要考虑各个节点的功率平衡和电压平衡，以及各个元件的参数和状态。

2. 短路分析短路分析是评估电力系统安全性的重要手段。

通过短路分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的短路电流，从而评估设备的额定容量和保护措施的有效性。

短路分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和保护装置的动作特性。

3. 阻抗分析阻抗分析是评估电力系统稳定性和负载能力的重要方法。

通过阻抗分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的阻抗，从而评估系统的电压稳定性和电力传输能力。

阻抗分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和负载特性。

三、实验结果与讨论在本实验中，我们选取了一个具体的电力系统进行分析。

通过潮流计算，我们确定了系统中各个节点的电压和电流分布情况。

通过短路分析，我们评估了系统的安全性，并确定了保护装置的动作特性。

通过阻抗分析，我们评估了系统的稳定性和负载能力。

实验结果显示，系统中存在一些节点电压偏低的问题，可能会影响设备的正常运行。

为了解决这个问题，我们建议采取增加变压器容量、调整负载分配和优化配电网结构等措施。

此外，我们还发现系统中某些支路的短路电流超过了设备的额定容量，可能导致设备的损坏和安全事故。

一、实验目的1. 掌握电力系统基本元件的特性和参数测量方法。

2. 理解电力系统运行的基本原理，包括稳态运行和暂态过程。

3. 学习使用电力系统仿真软件进行潮流计算和分析。

4. 提高实验操作能力和数据分析能力。

二、实验内容1. 电力系统基本元件特性实验（1）实验原理本实验主要研究电力系统中常用元件的特性，包括电阻、电感、电容和变压器。

通过测量元件在不同条件下的电压、电流和功率，分析其特性。

（2）实验步骤1. 测量电阻元件的伏安特性，绘制伏安曲线。

2. 测量电感元件的伏安特性，分析其频率响应。

3. 测量电容元件的伏安特性，分析其频率响应。

4. 测量变压器变比和损耗。

（3）实验结果与分析通过实验，得到了电阻、电感、电容和变压器的伏安特性曲线，分析了其频率响应和损耗情况。

2. 电力系统稳态运行实验（1）实验原理本实验研究电力系统在稳态运行条件下的电压、电流和功率分布。

通过仿真软件模拟电力系统运行，分析稳态运行特性。

（2）实验步骤1. 建立电力系统模型，包括发电机、变压器、线路和负荷。

2. 设置电力系统运行参数，如电压、频率和负荷。

3. 运行仿真软件，观察电压、电流和功率分布情况。

4. 分析稳态运行特性，如电压分布、潮流分布和功率损耗。

（3）实验结果与分析通过仿真实验，得到了电力系统稳态运行时的电压分布、潮流分布和功率损耗情况。

分析了不同运行参数对系统性能的影响。

3. 电力系统暂态过程实验（1）实验原理本实验研究电力系统在发生故障或扰动时的暂态过程。

通过仿真软件模拟故障或扰动，分析暂态过程的电压、电流和功率变化。

（2）实验步骤1. 建立电力系统模型，包括发电机、变压器、线路和负荷。

2. 设置故障或扰动参数，如故障类型、故障位置和故障持续时间。

3. 运行仿真软件，观察电压、电流和功率变化情况。

4. 分析暂态过程特性，如电压恢复、频率变化和稳定裕度。

（3）实验结果与分析通过仿真实验，得到了电力系统发生故障或扰动时的暂态过程特性。

电力系统及其自动化实验(一)实验报告姓名：班级：学号：实验时间：2016年3月15日1.实验内容：实验的目的：1、通过模拟牵引供电系统，了解牵引供电系统的结构及工作过程；2、了解认识微电网及控制实验系统；3、了解西南交通大学—施耐德电气联合实验室。

实验的原理：1、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，最大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10kV 配电。

同时，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有故障模块，模拟实际铁路配电线路的各种故障，借以观察故障后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柜来模拟。

2、微电网及控制实验系统微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，它可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。

微电网保证以下功能：1) 任意电源接入对系统不造成影响，确保人员电气安全；2) 自主可选择运行点，微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件进行反映，并自动切换至独立运行方式；3) 并网或脱网平滑；4) 有功无功独立控制；5) 具有校正电压跌落和系统不平衡能力该系统由 6 个子系统组成，每个子系统有主要控制器通过以太网上层计算机进行高速实时通讯。

各子系统内部运行通过子系统逆变器独立控制。

如下图所示3、西南交通大学－施耐德电气联合实验室采用400V配电网络来模拟实际铁路的10kV配电。

电力系统实验报告2————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统实验报告实验二电力系统横向故障分析实验姓名：朱琳瑶学号：12291237班级：电气1207任课老师：吴俊勇实验老师：郝亮亮实验1 电力系统横向故障分析实验一、实验目的1、对电力系统各种短路现象的认识；2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；3、分析比较仿真运算与手动运算的区别；二、实验内容1、各种短路电流实验观察比较各种短路时的三相电流、三相电压；2、归纳总结各种短路的特点3、仿真运算与手动运算的比较分析三、实验方法和步骤1．辐射形网络主接线系统的建立输入参数（系统图如下）：额定电压：220kV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25kV；变压器B1：Un=360MVA，变比=18/242，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；变压器B2：Un=360MVA，变比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。

发电机：按汽轮机默认参数辐射形网络主接线图2．短路实验波形分析利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离为80％时，分别完成以下内容（记录波形长度最少为故障前2周期，故障后5周期）：（1）设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（2）设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（3）设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（4）设置故障类型为“三相短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（5）根据不同故障情况下电流电压输出波形，归纳各种情况下故障电流电压的特点。

南昌大学实验报告学生姓名：李开卷学号：6100312199 专业班级：电力系统124班实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：12.5 实验成绩：一、实验项目名称电力系统短路计算实验二、实验目的与要求：目的：通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对系统进行电力系统计算和仿真实验，以达到理论联系实际的效果。

通过电子计算机对电力系统短路等计算的数学模拟，分析电力系统的故障计算方法、实现工程计算的功能。

提高处理电力系统工程计算问题的实际能力，以及实现对电力系统仿真的过程分析。

要求：l、使学生掌握对电力系统进行计算、仿真试验的方法，了解实验对电力系统分析研究的必要性和意义。

2、使学生掌握使用实验设备计算机和相关计算软件、编程语言。

3、应用电子计算机完成电力系统的短路计算。

4、应用电子计算机及相关软件对电力系统进行仿真。

三、主要仪器设备及耗材1.每组计算机1台、相关计算软件1套四、实验步骤1.将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。

2.在相应的编程环境下对程序进行组织调试。

3.应用计算例题验证程序的计算效果。

4.对调试正确的计算程序进行存储、打印。

5.完成本次实验的实验报告。

五、实验数据及处理结果运行自行设计的程序，把结果与例题的计算结果相比较，验证所采用的短路电流计算方法及程序运行的正确性。

如果采用的是近似计算方法，还需分析由于近似所产生的误差是否在运行范围内。

实验程序：clear clc;z=[0.2i,inf,0.51i,inf;inf,4i,0.59i,inf;0.51i,0.59i,inf,1.43i;inf,inf,1.43i,inf];y=[0,0,0,0;0,0,0,0;0,0,0,0;0,0,0,0];f=4;Y=zeros(4,4);for(i=1:4),for(j=1:4),if i==jY(i,j)=Y(i,j)elseY(i,j)=-1.0/z(i,j)endendendfor (i=1:4),for(j=1:4),Y(i,i)=Y(i,i)+y(i,j)+1.0/z(i,j)endendZ=inv(Y);If=1/Z(f,f);实验结果：If=0-0.48902i实验例题所给结果短路电流：If = - j0.4895，与程序运行结果在误差允许范围之内，故验证了该程序的正确性。

电力系统综合实验实验报告1实验目的1.通过实验一，观察发电机的四种运行状态。

2.通过实验二，观察系统在不同电压和不同拓扑结构中的静稳极限，观察失稳之后各相电压和电流波形。

3.通过实验三，观察不同短路情况下，短路切除时间对于电力系统稳定性的影响。

2实验内容2.1实验一：发电机不同象限运行实验2.1.1实验内容通过改变发电机的转速和励磁分别改变发电机的有功功率P与无功功率Q，实现发电机在不同象限的运行。

2.1.2理论分析发电机的四种运行状态：1.迟相运行(常态运行)：发电机向电网同时送出有功功率和无功功率(容性）。

2.进相运行(超前运行)：发电机向电网送出有功功率，吸收电网无功功率。

3.调相运行：发电机吸收电网的有功功率维持同步运转，向电网送出无功功率(容性)。

4.电动机运行(非正常运行)：发电机同时吸收电网的有功功率和无功功率维持同步运行。

2.1.3实验步骤1.按照双回线方式，依次接入断路器，双回线，电动机，无穷大电网，组成简易电力系统。

2.测试各个接线端子的是否能够正常使用，闭合断路器。

3.启动发电机，并网运行。

4.改变发电机设定转速改变其有用功率，改变发电机励磁改变其无功功率，使其运行在四个象限，四个象限各取三组数据。

在正常状态下，设定三组不同转速使其保持正常运行状态，记录机端电压，有功功率，无功功率；然后降低转速，使其运行于第二象限，再次记录三组调相数据；接着降低励磁电压，使发电机运行于第三象限，记录三组电动机数据；最后提高转速使点击运行与第四象限，获得3组进相数据。

2.1.4实验结果具体现象如图所示，图. 1转速设定值0.90图. 2转速设定值0.91图. 3转速设定值0.89图. 4转速设定值0.875图. 5转速设定值0.865图. 6转速设定值0.855图. 7转速设定值0.860 4.P > 0, Q < 0 第四象限图. 8转速设定值0.882图. 9转速设定值0.892图. 10转速设定值0.9022.2实验二：线路静态稳定极限测试实验2.2.1实验内容测试线路的静态稳定运行极限，测试不同电压等级和不同电抗条件下，电压静态稳定极限的变化情况。

一、实验目的1. 了解电力系统的基本组成和运行原理；2. 掌握电力系统潮流计算的方法和步骤；3. 熟悉电力系统故障计算的方法和步骤；4. 培养分析电力系统问题的能力。

二、实验原理1. 电力系统潮流计算：通过求解电力系统中的潮流方程，得到系统中各节点的电压、电流、功率等参数，从而分析电力系统的运行状态。

2. 电力系统故障计算：通过求解电力系统中的故障方程，得到故障点附近的电压、电流、功率等参数，从而分析电力系统故障的影响。

三、实验仪器与设备1. 电力系统分析软件：如PSCAD/EMTDC、MATLAB等；2. 电力系统仿真设备：如电力系统仿真机、计算机等；3. 电力系统相关教材和资料。

四、实验步骤1. 建立电力系统模型：根据实验要求，利用电力系统分析软件建立电力系统模型，包括发电机、变压器、线路、负荷等元件。

2. 潮流计算：（1）设置初始条件：根据实验要求，设置电力系统运行状态，如电压、功率等；（2）求解潮流方程：利用电力系统分析软件求解潮流方程，得到系统中各节点的电压、电流、功率等参数；（3）分析潮流计算结果：根据计算结果，分析电力系统的运行状态，如电压分布、潮流分布等。

3. 故障计算：（1）设置故障条件：根据实验要求，设置电力系统故障，如短路、断路等；（2）求解故障方程：利用电力系统分析软件求解故障方程，得到故障点附近的电压、电流、功率等参数；（3）分析故障计算结果：根据计算结果，分析电力系统故障的影响，如电压波动、潮流变化等。

五、实验结果与分析1. 潮流计算结果分析：（1）电压分布：根据潮流计算结果，分析系统中各节点的电压分布情况，判断电压是否满足运行要求；（2）潮流分布：根据潮流计算结果，分析系统中各线路的潮流分布情况，判断潮流是否合理。

2. 故障计算结果分析：（1）故障点电压：根据故障计算结果，分析故障点附近的电压变化情况，判断电压是否满足运行要求；（2）故障点电流：根据故障计算结果，分析故障点附近的电流变化情况，判断电流是否过大；（3）故障点功率：根据故障计算结果，分析故障点附近的功率变化情况，判断功率是否过大。

1. 熟悉电力系统的基本组成及工作原理。

2. 掌握电力系统中的基本设备及其操作方法。

3. 培养实际操作能力，提高对电力系统的认识。

4. 深入了解电力系统运行过程中的安全注意事项。

二、实验内容1. 电力系统基本组成及工作原理（1）电力系统组成：电力系统主要由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和用户组成。

（2）电力系统工作原理：发电厂将机械能转化为电能，通过输电线路传输到变电站，再通过配电线路分配到用户，用户使用电能进行各种生产和生活活动。

2. 电力系统中基本设备及其操作方法（1）发电机：发电机是电力系统的动力源，通过旋转产生电能。

操作方法：启动发电机，调节励磁电流，使发电机稳定运行。

（2）变压器：变压器用于将高压电能降压至低压电能，以满足用户需求。

操作方法：检查变压器油位、温度，调整分接头，使变压器稳定运行。

（3）输电线路：输电线路用于将电能从发电厂传输到变电站。

操作方法：检查输电线路绝缘状况，确保线路安全运行。

（4）变电站：变电站是电力系统中的重要环节，负责将高压电能降压至低压电能，并通过配电线路分配给用户。

操作方法：检查设备运行状况，调整电压、电流，确保变电站稳定运行。

3. 电力系统运行过程中的安全注意事项（1）遵守安全操作规程，确保人身安全。

（2）熟悉设备操作方法，避免误操作。

（3）定期检查设备，确保设备正常运行。

（4）掌握触电急救知识，提高应急处理能力。

1. 熟悉电力系统基本组成及工作原理，了解电力系统中基本设备及其操作方法。

2. 按照实验要求，依次进行发电机、变压器、输电线路和变电站的操作。

3. 在操作过程中，密切观察设备运行状况，记录实验数据。

4. 分析实验数据，总结实验结果。

四、实验结果与分析1. 实验过程中，发电机、变压器、输电线路和变电站均能正常运行，实验数据符合预期。

2. 通过实验，掌握了电力系统中基本设备及其操作方法，提高了实际操作能力。

3. 了解了电力系统运行过程中的安全注意事项，增强了安全意识。

电⼒系统经济学基础实验2实验报告电⼒系统经济学基础实验姓名：张世昌学号：2011001902422014.05.25实验⼆输电⽹对电能交易的影响实验⽬的：通过实验，了解电⼒市场中输电⽹的运营，理解节点电价的计算、阻塞对电能交易的影响以及电⽹安全评价等；理解可⽤输电能⼒的计算。

实验条件：1．采⽤PowerWorld仿真软件。

2．实验系统的组成：实验系统是由四条输电线、五台机组组成的三节点系统，线路参数、负荷分布以及发电机参数分别见表1、表2和表3。

实验内容：（⼀）逐次进⾏如下实验1．在PowerWorld中建⽴实验系统。

采⽤PowerWord中的现成试验系统版本2．⽤最优潮流求解系统的最优安全经济调度。

记录潮流和节点电价，并回答：（1）节点电价与机组的边际成本间是什么关系？答：根据上述构建的模型，节点的边际价格等于向该节点增加单位功率负荷供电时成本的增加量。

⽽增加节点3处的单位功率（使其负荷变为301）节点3处的电价仍然是7.5$/Mwh，此价格由边际机组2的成本决定。

（2）哪台机组是边际机组？答；机组2是边际机组（3）⽐较并解释边际机组和⾮边际机组所获利润的不同。

答：上述系统中机组2为边际机组，发电边际成本为7.5$/Mwh，机组1为完全带负荷机组，发电边际成本为5$/Mwh。

由于完全带负荷机组已经达到其发电量上限故多余的负荷应由边际机组提供，此时的市场价格取决于边际机组能接受的价格，此价格⾼于完全带负荷机组发电成本（⾮边际机组），⾮边际机组按此价格参与市场交易将获得跟⼤的收益。

（4）在节点2增加1MW负荷，⽬标函数的增加值为多少？与节点2的节点电价之间是什么关系？答：节点2增加1Mw负荷，⽬标函数的增量也为1Mw节点2 处的电价并未发⽣改变，依然受边际机组价格控制。

3．将线路1－2（两条）的传输能⼒降为120MW，再次求解最优潮流。

（1）存在影响节点电价的⽹络约束吗？如果存在，请指出该约束并分析它们对节点电价的影响？阻塞费⽤是多少？答:此时的最有潮流如上，存在影响电价的⽹络约束，线路1-2的限制使得家电2、3的售电价格升⾼。

实验二同步发电机励磁控制实验一、认识设备图1 发电机组控制屏面板示意图图2 发电机组控制屏5区控制屏5区为自动励磁装置及其控制区。

启动/停止：此拨码开关为装置主控制，只有在启动状态下其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。

（注意：在并网状态时切勿改变其状态）远方/就地：即远程控制方式/就地控制方式的切换。

在一种状态时，另一种控制方式的任何操作均不起作用。

恒Ug/恒IL/恒Q/恒α：即4种控制方式。

注意在将励磁装置“方式选择”开关拨到中间位置（“恒Q/恒α”）后，应等待10秒再选择“恒Q”或“恒α”方式。

增磁/减磁：利用该按钮可对发电机励磁进行控制。

升压/降压：当与同期装置“升压”、“降压”端子相连时，可由同期装置自动调速。

二、实验内容-同步发电机励磁控制实验1. 实验目的1) 加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。

2) 了解微机励磁调节装置的基本控制方式。

3) 了解几种常用励磁限制器的作用。

4) 掌握励磁调节装置的基本使用方法。

2.原理与说明同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。

励磁控制系统的三大基本任务：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

实验用的励磁控制系统示意图3，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统。

G~TQLC-III型微机自动励磁装置F1F2市电图3 励磁控制系统示意图励磁装置的控制方式有四种：恒U g（恒机端电压方式）、恒I L（恒励磁电流方式）、恒Q（恒无功方式）和恒α（恒控制角方式）。

恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。

大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。

注：具体励磁装置的说明请参照附录《TQLC-III 微机型自动励磁装置用户手册》。

同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。

实验二 简单电力系统功角静态稳定性实验一、实验目的1）掌握电力系统静态稳定性、功角稳定性的基本概念2）掌握影响电力系统功角静态稳定性的关键因素，以及提高电力系统静态稳定性的主要措施。

二、原理与说明1）电力系统功角静态稳定性的定义电力系统功角稳定是指互联系统中的同步发电机受到扰动后保持同步运行的能力。

而功角静态稳图2.1 所示定是指电力系统遭受小扰动后保持同步运行的能力，它由系统的初始运行状态决定。

它是反应的是无异常现象运行的电力系统在受到小干扰后，不发生自发震荡或周期失步，自动回到起始运行状态的能力。

单台同步发电机和无穷大系统并列运行所构成的简单电力系统如图2.1 所示。

图2.1 简单电力系统模型该系统的简化等值电路如图2.2所示：图2.2 简单电力系统等效电路则发电机输送至无穷大母线的有功功率为：δZ Z U E δZ U E P LG E sin sin q q +==∑（2.1）其中，P E 为同步发电机发出的有功功率（3相总功率），U 无穷大系统母线的电压（线电压），Eq 为同步发电机空载电动势（线电压），错误！未找到引用源。

为发电机每相阻抗，错误！未找到引用源。

为线路每相阻抗。

则单机无穷大系统的功角特性曲线如图2.3所示：δZ Z U E δZ U E P LG E sin sin q q +==∑图2.3 简单电力系统的功角特性曲线在功率角δ=90º时，同步发电机向系统输送的有功功率达到最大值max E P ，超过这一最大功率，则发电机将与无穷大系统失去同步。

功角静态稳定的最大有功功率max E P 与系统正常运行时的同步发电机输出的有功功率E P 的差值则表达了同步电机运行的静态稳定裕量。

受电机热稳定极限的限制，同步发电机所能发出的最大有功功率为其额定功率，即N P ，而由公式（2.1）可以看出，当系统运行参数改变时，max E P 会发生相应的变化，系统的功角静态稳定裕量也会相应的变化，图2.4表达了这一变化关系。

一、实验目的1. 了解电力系统的基本组成及工作原理。

2. 掌握电力系统中常用设备的操作方法和注意事项。

3. 培养实验操作技能和观察能力，提高对电力系统的认识。

二、实验内容1. 电力系统基本组成及工作原理2. 常用电力设备的操作方法和注意事项3. 电力系统故障分析及处理三、实验仪器与设备1. 电力系统模拟实验装置2. 电流表、电压表、功率表3. 晶闸管、变压器、电容器、电阻器等4. 实验指导书、实验报告模板四、实验步骤1. 电力系统基本组成及工作原理（1）观察电力系统模拟实验装置，了解其基本组成。

（2）分析电力系统的工作原理，包括发电、输电、变电、配电和用电等环节。

（3）记录实验现象，分析实验结果。

2. 常用电力设备的操作方法和注意事项（1）学习晶闸管的操作方法和注意事项，进行晶闸管触发实验。

（2）学习变压器的操作方法和注意事项，进行变压器空载和负载实验。

（3）学习电容器的操作方法和注意事项，进行电容器充放电实验。

（4）学习电阻器的操作方法和注意事项，进行电阻器电压、电流、功率测量实验。

3. 电力系统故障分析及处理（1）观察电力系统模拟实验装置，分析可能出现故障的原因。

（2）根据故障原因，进行故障处理实验。

（3）记录实验现象，分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 电力系统基本组成及工作原理实验结果表明，电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成，通过这些环节实现电能的传输和分配。

2. 常用电力设备的操作方法和注意事项（1）晶闸管触发实验：成功触发晶闸管，实现了可控整流功能。

（2）变压器实验：成功进行变压器空载和负载实验，验证了变压器的基本原理。

（3）电容器实验：成功进行电容器充放电实验，掌握了电容器的基本特性。

（4）电阻器实验：成功进行电阻器电压、电流、功率测量实验，掌握了电阻器的基本特性。

3. 电力系统故障分析及处理实验结果表明，通过分析故障原因，可以采取相应的措施进行处理，确保电力系统的正常运行。

一、实训目的电力系统分析实训是电气工程及其自动化专业的一门重要实践课程，旨在通过实际操作，让学生掌握电力系统分析的基本原理和方法，提高学生的实际操作能力和分析问题的能力。

本次实训的主要目的是：1. 使学生熟悉电力系统分析的基本原理和计算方法。

2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

3. 增强学生的团队协作精神和沟通能力。

4. 提高学生的动手实践能力和创新意识。

二、实训内容本次实训主要分为以下四个部分：1. 电力系统基本参数测量2. 电力系统故障分析3. 电力系统稳定性分析4. 电力系统优化运行三、实训过程1. 电力系统基本参数测量（1）实训设备：交流电压表、交流电流表、功率表、电阻测量仪、频率计等。

（2）实训步骤：① 搭建实验电路，包括电源、负载、保护装置等。

② 测量电源电压、电流、功率等基本参数。

③ 测量负载电阻、电感、电容等参数。

2. 电力系统故障分析（1）实训设备：电力系统故障分析软件、计算机等。

（2）实训步骤：① 建立电力系统模型。

② 输入故障参数，如故障类型、故障位置、故障时间等。

③ 运行故障分析软件，分析故障对电力系统的影响。

④ 根据分析结果，提出故障处理措施。

3. 电力系统稳定性分析（1）实训设备：电力系统稳定性分析软件、计算机等。

（2）实训步骤：① 建立电力系统模型。

② 设置系统运行参数，如电压、频率、负载等。

③ 运行稳定性分析软件，分析系统稳定性。

④ 根据分析结果，提出提高系统稳定性的措施。

4. 电力系统优化运行（1）实训设备：电力系统优化运行软件、计算机等。

（2）实训步骤：① 建立电力系统模型。

② 设置优化目标，如最小化系统运行成本、提高系统可靠性等。

③ 运行优化运行软件，分析系统优化运行方案。

④ 根据优化结果，提出系统优化运行策略。

四、实训总结1. 通过本次实训，我们掌握了电力系统分析的基本原理和方法，提高了实际操作能力。

2. 在实训过程中，我们学会了运用所学知识解决实际问题的能力，提高了分析问题的能力。

电力系统分析实验报告学院：核技术与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：薛成成学号：201106050228班级：电气二班指导教师：顾民实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例一，Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。

Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。

PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。

PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。

通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。

PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。

PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。

1)字段baseMV A是一个标量，用来设置基准容量，如100MV A。

2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。

①bus_i用来设置母线编号(正整数)。

②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。

③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。

④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。

⑤baseKV用来设置该母线基准电压。

⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。

⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。

⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。

3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。

①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。

电力系统实验报告电力系统实验报告引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，它负责将发电厂产生的电能传输到各个用户，为我们的生活提供了稳定可靠的电力供应。

为了更好地了解电力系统的工作原理和性能特点，我们进行了一系列实验，并在此报告中总结和分析了实验结果。

实验一：电力系统的基本组成电力系统由发电厂、输电线路、变电站和配电网络组成。

在实验中，我们研究了发电厂的工作原理和不同类型的输电线路。

发电厂通过燃煤、水力、核能等方式产生电能，并将其转换为交流电。

输电线路主要分为高压直流线路和交流输电线路，它们分别适用于不同的传输距离和功率要求。

通过实验，我们深入了解了电力系统的基本组成和各个组成部分的作用。

实验二：电力系统的稳定性电力系统的稳定性是指系统在扰动或故障情况下是否能够保持正常运行。

在实验中，我们研究了电力系统的稳定性问题，并进行了稳定性分析。

通过模拟系统的负荷变化、故障情况和电压波动等情况，我们观察了系统的响应和稳定性指标的变化。

实验结果表明，电力系统的稳定性受到负荷大小、传输距离、发电能力等因素的影响，合理的控制和调节是确保系统稳定运行的关键。

实验三：电力系统的能效优化电力系统的能效优化是提高系统运行效率和降低能源消耗的重要任务。

在实验中，我们研究了电力系统的能效优化问题，并进行了能效分析。

通过调节发电厂的负荷分配、优化输电线路的参数和改进配电网络的结构等措施，我们提高了系统的能效指标。

实验结果表明，合理的能效优化策略可以显著提高电力系统的运行效率，并减少对环境的影响。

实验四：电力系统的安全性电力系统的安全性是保障系统运行的重要条件。

在实验中，我们研究了电力系统的安全性问题，并进行了安全性分析。

通过模拟系统的过载、短路和电压失调等情况，我们观察了系统的响应和安全性指标的变化。

实验结果表明，合理的安全保护措施和设备可以有效地提高电力系统的安全性，并保障系统的正常运行。

结论：通过一系列实验，我们深入了解了电力系统的工作原理和性能特点。

课程名称电力系统分析院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级13级2班学生姓名陈祥学号7课程考核地点2234任课教师张静金陵科技学院教务处制实验一电力系统分析计算一．实验目的1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。

3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。

4.理解有名制和标幺制。

二．实验内容1．电力线路建模有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。

试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。

2．多级电力网络的等值电路计算部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。

三．实验设备1．PC一台2．Matlab软件四．实验记录1．电力线路建模画出模型图，并标出相应的参数值。

将计算结果填入下表2．作出等值电路仿真模型，线路采用中等长度模型，用字母标出相应的参数以220KV为基本级，按精确求解要求，求出有名制和标幺制表示的各参数值。

（注意有些量要归算）。

按下表填入计算数据。

用下标标示相应的线路和变压器。

五．讨论1．比较计算数据，讨论模型的适用条件。

答：短电力线路：长度不超过100km的架空电力线路，线路额定电压为60kV及以下；中等长度电力线路：线路电压为110~220kV，架空电力线路长度为100~300km，电缆电力线路长度不超过100km的电力线路，可视为中等长度的电力线路；长电力线路：一般长度不超过300km的架空电力线路和长度超过100km的电缆电力线路称为长线路。

2．什么是有名制？什么是标幺制？电力系统元件的有名值和标幺值有什么关系？答：进行电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算的。

一、实训目的本次电力系统实验室实训的主要目的是让学生了解电力系统的基本原理和运行规律，掌握电力系统运行的基本操作技能，提高学生的实际动手能力和分析问题、解决问题的能力。

通过实训，使学生能够熟练操作电力系统实验设备，理解电力系统各个组成部分的功能和作用，以及它们之间的相互关系。

二、实训内容1. 实验一：电力系统基本参数测量（1）实验目的：学习电力系统基本参数的测量方法，掌握电压、电流、功率等基本物理量的测量。

（2）实验内容：使用电压表、电流表、功率表等仪器，测量电力系统中的电压、电流、功率等基本参数。

2. 实验二：电力系统稳态运行分析（1）实验目的：了解电力系统稳态运行的基本原理，分析电力系统稳态运行时的电压、电流、功率等参数。

（2）实验内容：通过实验验证电力系统稳态运行时的电压、电流、功率等参数，分析其变化规律。

3. 实验三：电力系统暂态稳定分析（1）实验目的：掌握电力系统暂态稳定的基本原理，分析电力系统暂态稳定时的电压、电流、功率等参数。

（2）实验内容：通过实验验证电力系统暂态稳定时的电压、电流、功率等参数，分析其变化规律。

4. 实验四：电力系统保护装置测试（1）实验目的：了解电力系统保护装置的工作原理，掌握保护装置的测试方法。

（2）实验内容：使用保护装置测试仪，对电力系统中的保护装置进行测试，分析其工作性能。

5. 实验五：电力系统自动化装置操作（1）实验目的：了解电力系统自动化装置的工作原理，掌握自动化装置的操作方法。

（2）实验内容：使用电力系统自动化装置，对电力系统进行远程控制和监控。

三、实训过程1. 实验一：电力系统基本参数测量在实验过程中，我们首先熟悉了实验设备的使用方法，了解了电压表、电流表、功率表等仪器的原理和操作方法。

然后，按照实验步骤，分别测量了电力系统中的电压、电流、功率等基本参数，记录了实验数据。

2. 实验二：电力系统稳态运行分析在实验过程中，我们根据实验要求，对电力系统稳态运行时的电压、电流、功率等参数进行了测量和计算。

实验1 复杂电力系统发电机组并列运行实验一、实验目的1、熟悉发电机各种自动调节装置功能和操作方法。

2、发电机组的起动和运行控制过程和操作方法。

3、熟悉多台发电机组并入区域电力网络运行过程和操作方法。

二、原理说明在本实验平台上，要完成电力系统监控实验平台的相关实验，首先必须熟悉多台发电机组启动后，通过电力系统监控实验台上的电力网络结构，完成多台发电机组与无穷大系统的同期并列运行。

三、实验内容与步骤1、无穷大系统的调整以及电力网的组建1）逆时针调整自耦调压器把手至最小，投入“操作电源”之后，投入“无穷大系统电源”，合闸QF19，接通8#母线，再合闸QF18 ，顺时针调整自耦调压器把手至380V。

联络变压器的分接头选择为UN。

2）依次合闸QF1→QF14→QF10→QF15→QF7，观察1#、4#和5#母线电压为380V 左右。

2、各发电机组的启动和同期运行分别起动1#、4#、5#发电机组，控制方式：微机励磁，他励，恒压控制方式，组网运行，n=1500rpm,UF=400V。

此时，通过1#发电厂的自动准同期装置，将1#发电厂并入无穷大系统，1#发电机组并网后，手动调节微机调速装置和微机励磁装置，发出一定的有功功率和无功功率。

然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的并网运行，发出一定的功率。

3、各发电机组的解列和停机手动调节1#发电厂发出的有功功率和无功功率为0，按下监控实验台的QFG1“分闸”按钮，完成1#发电厂与系统的解列操作，然后进行1#发电机组的停机操作。

然后按同样操作，依次完成4#、5#发电机组的解列和停机操作。

四、实验报告1、记录发电机组同期并网过程中，操作步骤。

2、记录发电机组解列的顺序，操作步骤。

五、注意事项1、电力网的组建时，必须确定各母线电压正常，否则要停电查看是否无穷大电源接线的可靠性。

2、发电机组解列时，必须确保发电机P=0，Q=0。

实验2 电力系统潮流计算分析实验一、实验目的1、熟悉电力系统潮流分布的典型结构，2、熟悉电力系统潮流分布变化时，对电力系统的影响，3、根据电力系统潮流分布的结果，能够分析各节点的特点。