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实验报告
实验名称:基于EMTP计算引擎的电力系统暂态稳定虚拟仿真实验
学生账号名称:
实验日期:
一、实验成绩
总分
(1)理论考核:
本项满分20分。
(2)实验考核:
本项满分80分,各项得分具体如下:
实验环节 | 得分 | 满分 |
输电线测试 | | 20 |
变压器测试 | | 20 |
同步机测试 | | 10 |
综合实验 | | 30 |
二、实验结果
(1)模块实验-输电线测试
实验结果记录如下4个表格:
表1输电线正序阻抗参数测量结果
数据 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Urms(V) | | | | | |
Irms(A) | | | | | |
P(W) | | | | | |
表2输电线正序导纳参数测量结果
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Vg(kV) | | | | | |
Urms(V) | | | | | |
Irms(A) | | | | | |
表3输电线零序阻抗参数测量结果
数据 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Urms(V) | | | | | |
Irms(A) | | | | | |
Pmax(W) | | | | | |
| | | | |
表4输电线零序导纳参数测量结果
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Vg(kV) | | | | | |
Urms(V) | | | | | |
Irms(A) | | | | | |
进一步计算输电线各参数,并做结论分析:
表5输电线整体参数计算
参数 | R1/Ω | L1/H | C1/F | R0/Ω | L0/H | C0/F |
结果 | | | | | | |
结论分析:
(2)模块实验-变压器测试
实验结果记录如下4个表格:
表6变压器励磁参数测量结果
测量参数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Uo(V) | | | | | |
Io(A) | | | | | |
Po(W) | | | | | |
表7变压器短路参数测量结果
测量参数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Uk(V) | | | | | |
Ik(A) | | | | | |
Pk(W) | | | | |
表8变压器纯电阻负载实验数据
测量参数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Rload(Ω) | | | | | |
U1(V) | | | | | |
I1(A) | | | | | |
P1(W) | | | | | |
U2(V) | | | | | |
I2(A) | | | | | |
P2(W) | | | | | |
表9 变压器感性负载实验数据
测量参数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Vg(kV) | | | | | |
Rload(Ω) | | | | | |
Lload(H) | | | | | |
U1(V) | | | | | |
I1(A) | | | | | |
P1(W) | | | | | |
U2(V) | | | | | |
| | | | | |
P2(W) | | | | | |
由表6、表7计算变压器励磁、短路参数如下:
表10 变压器参数计算
参数 | Rm/Ω | Lm/H | Rk/Ω | Lk/H |
结果 | | | | |
同时由表8、表9,可绘制变压器纯电阻负载、感性负载外特性曲线。结合曲线,可得如下结论:
变压器的外特性曲线随外接负载类型不同而
(3)模块实验-同步机测试
实验结果记录如下2个表格:
表11同步机空载实验数据
uF/uF0 | 0.2 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 2 |
If | | | | | | | | |
UG | | | | | | | | |
表12同步机短路实验数据
uF/uF0 | 0.2 | 0.5 | 0.8 | 1 | 1.1 | 1.2 | 1.5 | 2 |
If | | | | | | | | |
Ik | | | | | | | | |
由表11、表12,可绘制同步电机空载、短路特性曲线。结合曲线斜率分析,可计算同步机直轴同步电抗xd =
(4)综合实验
第一部分,进行SMIB系统同步机发电暂态稳定分析。实验需记录4组波形如下(包括同步机励磁电流/转速/功角波形、出口功率波形):
1)系统(无故障)稳定运行时,相应波形如下:
2)系统持续发生故障时,相应波形如下:
3)系统故障后,若未及时切除故障,系统将失稳,此时相应波形如下:
4)系统故障后,若能及时切除故障,系统可恢复稳定,此时相应波形如下:
另外,结合等面积法则理论计算和实验尝试,最终可确定故障极限切除时间在【
结论分析:
第二部分,进行SMIB系统新能源发电暂态稳定分析。实验需记录5组波形如下(包括新能源有功输出波形、系统运行点相平面图):
1)新能源有功出力参考值为较大值,系统无故障,相应典型波形结果如下:
2)新能源有功出力参考值为中间值,系统发生故障,故障持续时间较短(小扰动),相应典型波形结果如下:
3)新能源有功出力参考值为中间值,系统发生故障,故障持续时间较长(大扰动),相应典型波形结果如下:
4)新能源有功出力参考值为较小值,系统发生故障,故障持续时间较短(小扰动),相应典型波形结果如下:
5)新能源有功出力参考值为较小值,系统发生故障,故障持续时间较长(大扰动),相应典型波形结果如下:
结合上述结果波形,可得如下分析结论:
对于新能源发电下单机无穷大系统,系统的暂态稳定特性与新能源有功出力参考值密切相关。具体地,当有功出力参考值较大时(超过一定限值),系统无故障时将