配电网自动化课程实验

配电网自动化课程实验电力系统数据采集与实时监控实验微电网正常运行潮流分布与调整实验微电网微电网由分布式电源和电力负荷构成，可以工作在与外部电网并网运行和孤网运行两种模式下，同时满足用户对电能质量和供电安全性可靠性等要求。微电网微电网并网模式是指正常情况下，微电网与常规电网并网运行时向电网供出多余电能或是由电网补充自身发电量的不足。孤网运行是指当检测到电网故障或是电能质量不满足要求时，微电网可以与主网断开形成孤岛模式，由分布式电源向微电网内的负荷供电，由此提供更高的可靠性和供电的不间断性。微电网微电网相对于外部大电网表现为单一受控单元，对微电网的控制包括调节微电网内馈线潮流，对无功和有功进行独立解耦控制。配电网自动化课程实验本实验作为微电网研究的基础实验，用于分析负荷变化对微电网有功功率、无功功率分布的影响，并进行频率、电压调整。掌握配网SCADA结构、功能、实现技术、运行操作。配电网自动化课程实验本实验采用‘2MF—无穷大’系统。利用无穷大系统屏构成上级电网，利用发电机组及控制屏2套、网络屏（断路器）、网络屏（线路）、负载屏2台构成微电网，通过在接线屏上的接线构成实验系统。电网结构图无穷大系统屏将交流市电经过电动调压器连接至系统升压屏作为实验用无穷大电源。无穷大系统屏容量30kVA。发电机组及控制屏发电机组及控制屏容量2.8kVA。1区为指示仪表2区为发电机组与系统连接的一次电路示意图3区为微机型自动调速装置及其控制区4区为微机型自动同期装置及其控制区5区为TQWL-II微机型自动励磁装置及其控制区6区为二次电路及电源控制区网络屏（断路器）列出独立的6组断路器，其中1QF具有分相控制功能。可以根据实验需要自由选择断路器连接入系统线路当中。每组断路器均有采集电流、电压值。同时1QF、2QF与保护屏连接，带有保护功能。网络屏（线路）提供实验用线路，9组线路自由组合；线路由电抗器模拟，其中20mH电抗3组、50mH电抗3组、100mH电抗3组。线路选择通过屏内胶木板上接线柱组合。L1、L2、L3三条线路均可自由组合成20mH、50mH、70mH、100mH、120mH、150mH、170mH等不同长度的线路。网络屏（线路）提供短路故障模拟，通过屏内部线路组合板左侧四个接线柱连接，可以与同一板上的电抗接线柱相连，设置短路点。同样短路故障可以设置在线路的任意一个节点。接线屏接线屏提供所有屏的进出线接口，以接线柱组合的方式将各个屏进出线呈现，实验时通过接线屏面板接线即可。负载屏负载屏为试验系统提供负载，包括阻性负载、容性负载以及感性负载。阻性负载与标值有所出入，用4组白炽灯做阻性负载；容性负载采用4组不同容量的电容器；感性负载标示为电机负载，实际可以采用电感或者电机等。接线步骤接线屏上无穷大系统连接至网络屏1QF入端，同时将网络屏3QF入端并入1QF入端；接线屏上机组1连接网络屏5QF入端，机组2连接网络屏4QF入端；1QF出端连接至线路L1入端，线路L1出端连接至2QF出端，2QF入端连接至5QF入端，5QF出端连接至线路L2入端，线路L2出端连接至6QF出端；6QF入端连接至线路4QF入端，3QF出端连接至L3入端，L3出端连接至4QF出端；负载1连接至3QF入端，负载2连接至4QF入端。接线示意图机组并网实验1)完成实验接线，所有实验接线均在接线屏上实现。2)断开各机组控制屏上的发电机并列断路器（机组控制屏1QF）。3)合上“无穷大系统屏”上的空气开关，使电动调压器带电，通过升压/降压按钮调节调压器输出电压为380V，可通过T1下方的网络电力仪表观察。调节好后合上T1下方断路器，使机组屏上A母线带电。4)依次合上211、212断路器使D母线带电；合上215、216断路器使C母线带电；断开213、214断路器，构成开环运行电网。5)各机组依次并网。遥测、遥信、遥控在“电力系统综合组态实验监控系统”软件中，观察系统电压、电流、潮流及每台发电机组的运行参数。进入电力系统综合组态实验监控系统主菜单，通过进入每一台发电机组的控制界面，可以对发电机组进行遥测、遥控、遥信、遥调操作。同时也可以进入“电网综合监控”选项，对整个发电厂的发电机组、线路、变电站的潮流分布进行实时检测和观察。遥控某条输电线路出线断路器分闸、合闸，观察系统潮流变化情况，并做好记录。遥控负载1或负载2屏上某断路器分闸、合闸，观察系统潮流变化情况，并做好记录。遥调其操作方法如下：如控制发电机升压，可点击监控界面的“升压”按钮，出现如图1-4的界面。将鼠标放置于“状态量设置”区的“升压”上，下方的“控制输出”命令按钮将变为可操作的状态，如图1-5（在此之前为非活动状态，如图1-4）。点击“控制输出”按钮，弹出如图1-6所示的界面，“控制口令”输入1，并点击“确认”，弹出如图1-7所示的界面，点击“是”确认升压操作，此时监控系统将向发电机励磁调节装置发送一次升压命令。事件记录当系统有事件发生时，后台监控可简单的记录事件发生的名称和时间，从而使监控人员掌握、了解各个事件发生的具体时间，为各种分析（如保护动作、误操作等事故分析），提供参考量。点击工作站管理栏中事件记录（图1-8），可弹出实时事件记录界面如图1-9，记录界面显示事件发生的名称和时间等信息。报警信息当系统有警告事件（如通信故障、断路器变位等）发生时，软件监控界面上对应的位置将会呈现【红色闪烁】告警状态，表示该位置有事件发生，提醒操作人员注意。如断路器状态发生变化，则监控画面的该断路器就会闪烁，提醒操作员注意。通过点击工作站管理栏中报警信息（图1-10）。观察系统的报警总汇（图1-11），可为各种事故分析，提供有用参考。记录系统报警信息并网运行模式实验就地启动无穷大系统，通过升压/降压按钮调节调压器输出为380V，合上T1下方断路器。就地合开关211、212。就地起动发电机1MF。其调速装置设为自动模式、励磁装置设为恒Ug模式。待其转速到达额定之后，投入励磁建压到额定电压值，采用准同期自动并列，使1MF发电机并网。就地合开关215、216。就地起动发电机2MF。其调速装置设为自动模式、励磁装置设为恒Ug模式。待其转速到达额定之后，投入励磁建压到额定电压值，采用准同期自动并列，使2MF发电机并网。213、214开关断开，形成开环运行微网。并网运行模式实验通过遥控控制1#、2#负载屏上断路器，分别逐步增加电阻性负荷的投入，观察系统频率、发电机有功无功出力、母线电压、负荷有功无功功率、线路有功无功功率，记录以上相关数据；在投入负荷过程中，若系统频率偏差较大，则遥控调整发电机有功出力，使频率恢复正常，观察并记录以上相关数据；在投入负荷过程中，若负荷侧母线电压偏差较大，则遥控投入电容负荷，观察并记录以上相关数据；孤网运行模式实验在2.3.1实验运行模式基础上，遥控退出所有负荷，调整发电机出力和励磁，使频率、发电机端电压满足要求；遥控断开开关101，使微电网与系统解列，孤网运行；孤网运行模式实验通过遥控控制1#、2#负载屏上断路器，分别逐步增加阻性负荷的投入，观察系统的频率、发电机有功无功出力、母线电压、负荷节点有功无功功率、线路有功无功功率，记录以上相关数据；在投入负荷过程中，若系统频率偏差较大，则遥控调整发电机有功出力，使频率恢复正常，观察并记录以上相关数据；在投入负荷过程中，若负荷侧母线电压偏差较大，则遥控投入电容负荷，观察并记录以上相关数据；实验前要求通过对实验指导书和实验系统使用说明书的学习研究，了解实验目的，画出本实验接线示意图，写出详细的实验内容和实验步骤，设计画出实验数据记录表格。完成以上工作后才能到实验室进行实验。实验报告要求1）通过实验，修改、整理详细实验内容和步骤。2）整理列出实验数据，分析实验结果。3）回答思考题中的问题。