西南交通大学电力系统实验报告2.docx

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
:
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 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。整个平台由10kV单电源供电,进线侧配置施耐德电气ION7650电能质量监测仪表与Sepam微机保护等装置实现对电源进线处电流、电压、功率、电度、功率因数、频率、谐波、最大/最小值等状态量的监测、断路器的控制。10kV电源出线均配置Sepam微机保护装置确保系统安全运行。整个平台可分为3大部分,分别是牵引供电、铁路配电以及监控系统。
借助施耐德电气的 PowerLogic 配电监控系统,本部分预期实现如下功能:
[1]设备保护:由SEPAM系列微机保护装置来满足不同高压设备(如线路、变压器、电动机、电容器、母线等)的保护功能要求。
[2]运行监视:监视主机实时显示系统的主接线图和电气设备的运行状态以及设备的各种电气参数,数据按画面刷新时间自动更新,并按整定的限制自动改
变颜色以表示不同的运行状态,如过负荷时,对应的运行参数变色并发出报警信号。
[3]远程控制:在监控主机上实现对断路器等电气设备的控制操作。
[4]报警和事件管理:设定多种报警,在故障发生前获取相关信息,避免事故;在故障发生后,提供有关的原因、时间和电气参数值等信息,便于快速排除故障。此外,还可以对设备状态的改变、保护整定值变化的事件进行管理。
[5]历史数据管理:系统可生成各种运行统计报表和图形(曲线、棒图、饼图等),显示、打印历史数据、报警和事件记录、各种运行统计报表,打印方式可设定为召唤、随机和定时方式。
[6]电能管理:通过对系统数据的分析和进行成本核算得到电能消耗模式和识别主要的耗电源,帮助用户有效的管理负荷以控制波峰电价时的用电,减少非正常耗电,最终实现降低电能花费的目的。
[7]通讯功能:所有的现场智能设备均带有通讯接口,实现与监控主机的通讯。同时,系统也可以方便的与其他自动化系统进行通讯,实现自动化系统间的信息共享。
实验室内综合自动化采用以太网通信代替光纤以太网。由各部分电源进线、母联断路器和负荷开关采用SCADA(供电系统管理自动化)远动控制和就地控制(实现系统的遥控、遥信、遥测)。通过通信和监测来实现远程电网管理。
:
通过对含新能源的微电网控制系统的学习,我认识了光伏发电、风力发电系统的运行与控制的关键技术,了解了光伏发电、风力发电系统运行与控制的相关技术原理。
通过牵引供电系统模型机车的运行参观,以及赵老师对系统各个组成部分的详细讲解,让我对铁路机车上的牵引供电系统了了更加直观的认识。该实验室平台最大限度地保留了铁路牵引供电系统与配电系统的特点,清晰明了的展示了牵引供电系统的每一个部分。通过此次参观实验,更加激