開題報告---準同期自動裝置時域仿真

1、<p>　　準同期自動裝置時域仿真研究</p><p><b>　　1課題來源</b></p><p>　　本課題為電力系統運行中發(fā)電機的并網操作是一項基本的操作，它在操作準確、并網迅速的前提下，要求有極高的可靠性與穩(wěn)定性來保證安全。而準同期裝置作為并網操作的自動控制裝置，現代電力系統對它的可靠性、準確性、快速性提出了更高的要求。它主要是在深入理解準同期的基

2、本原理和條件，以及準同期自動裝置的主要功能、特點的基礎上，利用matlab/simulink搭建自動準同期裝置模型，并對其進行時域仿真，要求仿真得到的各參數準確、合理。</p><p>　　2 研究的目的和意義 </p><p>　　2.1準同期并列是將未投入系統的發(fā)電機加上勵磁，并調節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件（即電壓、頻率、相位相同）時，將發(fā)電機投入系統，如果在理想情況下，使發(fā)電機

3、的出口開關合閘，則在發(fā)電機定子回路中的環(huán)流將為零，這樣不會產生電流和電磁力矩的沖擊。這是準同期并列的最大優(yōu)點。</p><p>　　2.2 鑒于在電網進行人工并網操作時所帶來的誤差，對于正在運行的電網是充滿著挑戰(zhàn)的，而使用自動裝置，能夠極大程度上的消除影響電網穩(wěn)定運行的不安全因素。自動裝置，即是利用非人工的方式去檢測最恰當的合閘時刻，來完全并網操作。減少人工全閘時所產生的諧波。</p><p&

4、gt;　　3 國內的研究現狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　綜觀大江南北，無論是單機容量30萬KW、60萬KW及以上的大型發(fā)電廠，還是單機容量幾萬KW、幾千KW的小型電廠，無論是水電廠還是火電廠，不管是新機投產還是舊機改造，都不遺余力地選用微機型自動準同期裝置，由于它們的先進性、高可靠性、高精度、高速度、智能化且維護使用方便，深受電力行業(yè)的廣大用戶歡迎。微機型自動準同期裝置普遍采用的今天，如何設計、運用微機型自動

5、準同期裝置以達到提高整套機組自動化運行水平的目的是我們研究的一個重要問題。 </p><p>　　在電力系統中發(fā)電機并入系統，兩個不同系統并列，或一個系統分解為兩部分，通過輸電線路再連接等，所實施的操作稱之為同步并列操作。</p><p>　　電力系統中任一點的電壓瞬時值可以表示為u=Umsin(t φ)?？梢钥闯?，同期點斷路器并列的理想條件就是斷路器兩側電壓的三個狀態(tài)量全部相等

6、，此時，并列合閘的沖擊電流等于零，并且并列后兩個系統立即進入同步運行，不會產生任何擾動現象。</p><p>　　為了使并列操作滿足條件，盡量使合閘時達到理想條件。自動準同期裝置必須設置三個控制單元，頻差控制單元，電壓差控制單元，合閘信號控制單元。 在發(fā)電廠，發(fā)電機在并入系統前與其他發(fā)電機組和電力系統是不同步的，存在著頻率差、電壓差和相角差。通過同步操作，將發(fā)電機組安全、可靠、準確快速地投入，從而確保系統的

7、可靠、經濟運行和發(fā)電機組的安全。 在變電站或發(fā)電廠網控中，同步操作主要解決系統中分開運行的線路斷路器正確投入的問題，實現系統并列運行，以提高系統的穩(wěn)定、可靠運行及線路負荷的合理、經濟分配。 目前，電力系統的并網方式按兩并列系統之間的關系可分為兩種情況：差頻并網方式和同頻并網方式。 差頻并網是指在發(fā)電廠中，發(fā)電機與系統并網或已解列兩系統間聯絡線的同步并網，它們是兩個電氣上沒有聯系的電力系統并網。其特征是在同步并列點處兩

8、側電源的電壓、頻率均可能不同，且由于頻率不相同，使得兩電源之間的功角（電壓相位差）在不斷變化。進行差頻并網是要按準同期條件實現并列點兩側的電壓相近、頻率相近時，捕獲兩側電壓相位差為零的時機來完成的平滑并網操作。</p><p>　　同期并列是電力系統中經常進行的一項重大操作。隨著發(fā)電機單機容量的增加，并列操作所擔負的責任更加重大，對自動準同期裝置也提出了更高的準確性要求。運行經驗表明，由于事故情況下自同期并列方式

9、不能用于大機組并列，希望自動準同期裝置在電網有波動的情況下也能快速、準確地捕捉同期條件，以解決大機組在事故情況下的并列問題。因此，高性能微機自動準同期裝置的研究具有重大的實際意義。    多年來，我國也開發(fā)了多種微機自動準同期裝置。但是，目前應用的微機自動準同期裝置在并列條件判斷、電壓差和頻率差控制等方面，都仍然采用模擬式自動準同期裝置的方法，沒有充分發(fā)揮微處理器的數值運算和邏輯判斷能力，從而限制了微機自

10、動準同期裝置性能的進一步提高。如果采用頻率差和電壓差的自適應控制方法以及單向頻率差、單向相角差并列原則，以提高微機準同期裝置的性能，并實現了一套微機自動準同期裝置，實驗結果表明所提出的方法非常有效。</p><p>　　現有微機自動準同期裝置在電壓差和頻率差的控制方面存在以下兩方面不足：一方面其調節(jié)量固定 ，不能與調速器和勵磁調節(jié)器很好配合，在需要細調時容易出現過調現象；另一方面是通常把頻率差和電壓差的控制在時間

11、上分為2個階段進行，容易出現當前一條件滿足，而后一條件不滿足，或者當后一條件滿足而前一條件又不滿足的“捉迷藏”現象。這兩個問題都會延長并列操作過程，當系統有波動的情況下甚至可能使并列任務無法完成。那么頻率差和電壓差的自適應控制方法有以下幾個特點：①自動適應具體調速器和勵磁調節(jié)器給定值的調節(jié)速率；②根據頻率差和電壓差的大小自動調整調節(jié)脈寬和調節(jié)頻率；③頻率差和電壓差交錯調節(jié)。  發(fā)電機并網無疑是發(fā)電廠的一項事關重大的操作

12、，它直接涉及到系統運行的穩(wěn)定及發(fā)電機的安全。對這一操作的要求歸納起來是四個字——快速準確。    手動并網盡管存在著重大的安全隱患，但目前我國還有為數可觀的發(fā)電廠在使用這一方式。究其原因，主要是目前在我國廣為流傳的模擬式自動準同期裝置不僅原理粗糙，而且經常發(fā)生誤并列。所以，盡管大部分電廠都有自動準同期裝置，但大多數在停用狀態(tài)。    畢竟不能讓發(fā)電廠的這樣一個主設備天<

13、;/p><p><b>　　4 研究的主要內容</b></p><p>　　4.1 微機型自動準同步裝置的設計和應用</p><p>　　4.2 智能雙微機自動準同期裝置的設計 </p><p>　　4.3 微機自動準同期裝置的模擬試驗 </p><p>　　4.4 基于Matlab

14、的發(fā)電機并網動態(tài)仿真分析</p><p>　　5工作的主要階段、進度</p><p>　　6最終目標及完成時間</p><p>　　完成畢業(yè)設計，全部成果交指導教師批閱。</p><p>　　畢業(yè)答辯完成時間：第十六周（6月1日至3日）</p><p>　　7協助單位及要解決的主要問題</p><p

15、>　　本課題的完成需要熟練利用matlab/simulink搭建自動準同期裝置模型，并對其進行時域仿真技術問題。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　?。?］海濤，閉耀賓，駱武寧，黃新迪，王立元．準同期并網中三相不平衡問題的優(yōu)化［J］．電力系統保護與控制，2009，37(18)：70-73．</p><p&g

16、t;　?。?］海濤，閉耀賓，駱武寧，黃新迪，王立元．準同期并網中三相不平衡問題的優(yōu)化［J］．電力系統保護與控制，2009，37(18)：70-73．</p><p>　?。?］李俊霞，涂仁川，嚴兵，苗強．一種微機型自動準同期裝置［J］．繼電器，2002，30(9)：53-54．</p><p>　　［4］周斌，一種適用于自動準同期裝置的改進傅立葉相位差算法［J］．繼電器，2007，35(2

17、0)：37-40．</p><p>　?。?］曾季弟，林宗霖．微機自動準同期裝置的模擬試驗［J］．福建電力與電工，1996，19(2)：4-7．</p><p>　?。?］胡國強，賀仁睦，涂曄海．基于模糊控制的數字式自動準同期裝置［J］．華北電力大學學報，2004，31(4)：10-15．</p><p>　?。?］吳添森．基于功率傳遞的電網間同期并列仿真研究［D］

18、．西安理工大學碩士學位論文，2010．</p><p>　?。?］劉興杰，田建設．基于Matlab的發(fā)電機并網動態(tài)仿真分析［J］．電力科學與工程，2003，第4期：68-70．</p><p>　?。?］彭曉濤，王少榮，程時杰．高性能微機自動準同期裝置［J］．電力系統自動化，2002，5，10：75-77．</p><p>　?。?0］ 鄧振利，基于模糊-積分控制的

19、雙處理系統自動準同期裝置的研究［D］．重慶大學碩士學位論文，2007．</p><p>　?。?1］卓樂友，葉念國．微機型自動準同步裝置的設計和應用［M］．北京：中國電力出版社，2002</p><p>　?。?2］ 王晶，翁國慶，張有兵．電力系統的matlab/simulink仿真與應用［M］．西安電子科技大學出版社，2008．</p><p>　?。?3］ 張瑛

20、，趙芳，李全意．電力系統自動裝置［M］．中國電力出版社，2006．</p><p>　?。?4］ Grona,Andrzej:Setting and testing automatic generator Synchronizers IEEE ComPuter Applications in Power Vol.ZI.Jan，1999．</p><p>　?。?5］ LiuJiaju，Ya