[發明專利]電力系統開放式微型動態模擬與監測系統

有效

• 申請號: 201310289747.9
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103400523A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張恒旭;靳宗帥;續昕
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種電力系統開放式微型動態模擬與監測系統，其特征是，包括微型發電模擬單元、微型變電模擬單元、微型輸電模擬單元、微型負荷模擬單元、微型監測模擬單元，微型發電模擬單元依次與微型變電模擬單元、微型輸電模擬單元、微型負荷模擬單元相連組成微型電網，微型電網接線端與微型監測模擬單元相連。

2.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型發電模擬單元包括傳統火力發電和傳統水力發電的微型原動機模擬單元、微型發電機模擬單元、微型自動發電控制模擬單元以及微型可再生能源發電模擬單元、微型核能發電模擬單元；微型發電機模擬單元采用三相同步發電機，其發出電力通過變壓器實現變換后模擬110kV、220kV、500kV、1000kV電壓等級，并形成主干輸電網。

3.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型原動機模擬單元采用稀土永磁直流伺服電動機；所述微型發電機模擬單元采用5KW三相同步發電機，稀土永磁直流伺服電動機與5KW三相同步發電機同軸連接并帶動它轉動發電。

4.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型自動發電控制模擬單元包括：電壓測量、電流測量、頻率測量、功率測量、數據反饋、數據處理、控制信號輸出，電壓/頻率測量部分采用PMU裝置，該裝置能夠測量電壓的幅值、相角和頻率；電流測量采用電流互感器測量發電機輸出電流的有效值；數據反饋部分采用串行傳輸方式，將PMU和電流互感器采集到的數據傳輸到控制器；在控制器中編寫數據處理程序，計算處理原始數據，輸出控制信號，以調節電壓的有效值和頻率，使其穩定在規定范圍內；微控制器的核心分析算法是開放的，能根據需求任意更換；且自動發電的控制方法采用的是負反饋控制。

5.如權利要求1或4所述的系統，其特征是，所述微型自動發電控制模擬單元是以TMS320F28335DSP為控制核心，輔之外圍電路，實現勵磁自動控制模擬和頻率自動控制模擬。

6.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型變電模擬單元為微型變壓器模擬單元。

7.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型輸電模擬單元包括線路阻抗和導納模擬單元；微型輸電模擬單元采用集中參數模型π型等效電路，忽略線路的分布特性，將線路參數集中起來表示；線路的模擬采用多抽頭電抗器并配合電容補償實現，能夠靈活模擬不同輸電距離。

8.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型負荷模擬單元用于模擬實際用電設備所吸收的有功功率及無功功率，反映被吸收的功率隨負荷所在母線電壓及電網頻率變化的動態或靜態行為；微型負荷模擬單元包括兩種模型，即傳統的異步機組負荷模型、燈箱負荷模型、串并聯電容器負荷模型，和以電力電子裝置為基礎的可控負荷模型；微型負荷模擬單元的負荷為電阻型、異步電動機、同步電動機構成的綜合負荷模型，能夠精確模擬實際系統負荷特性。

9.如權利要求1所述的系統，其特征是，所述微型監測模擬單元包括信號采集裝置PMU、信號傳輸裝置、上位機監測終端，微型監測模擬單元為開放式監測系統，開放式監測系統分為兩個模塊系統：電力系統動態模擬監視系統和電力系統動態模擬控制系統；電力系統動態模擬監視系統包括電力系統動態模擬系統的工作狀態變化曲線和電力系統動態模擬系統的工作狀態實時顯示；電力系統動態模擬控制系統包括系統的啟動與停止、系統電壓水平設置、系統頻率水平設置、發電機自動并列、自動低頻減載控制、自動電壓水平控制、負載控制；具體過程是開發上位機監測系統，通過PMU裝置采集電網信息存入數據庫，調用數據庫數據和電網分析程序對電網工作狀態計算分析，然后下達相應的控制命令，采取自動控制措施，從而實現對全網的監視與調度控制，而且電網分析程序是開放的，能夠任意替換以滿足不同分析要求，使監測系統更具靈活性。