发电机自动准同期并入电网--电力系统综合设计.docx

x 大 学电力系统综合设计题 目 发电机自动准同期并入电网院 系 电气信息工程学院电气工程系专业班级 电气x 学生姓名 ·x 学生学号 x 指导教师 x x 电力系统综合设计任务书题目 发电机自动准同期并入电网专业 电气工程及其自动化 姓名 ·x学号 x 主要内容：根据发电机自动准同期并入电网所需的条件基本要求，完成额定容量为200MVA的发电机并网操作，要求无振荡，无冲击电流，0.2s后系统稳定运行。发电机并网条件分析；发电机并网模型的建立；分别对发电机端电压电压与电网电压幅值、频率和初相位在各种匹配情况下，发电机并网过程的仿真；参考资料：[1] 刘介才.工厂供电 [M] ．北京：机械工业出版社，2003.44-48.[2] 王先彬.电力系统及其自动化[M].北京：中国电力出版社，2004．[3] 何仰赞，温增银．电力系统分析 [M] ．武汉：华中科技大学出版社，2004．[4] 刘平，李辉.基于Matlab的发电机并网过程仿真分析[J].2010．[5] 李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：中国电力出版社，2007．完成期限 x.11.6至x.11.17 指导教师 x x 专业负责人 x x年 11 月 6 日目 录1 设计要求2 发电机并网条件分析2.1 并网的理想条件2.2 相位差、频率差和电压差对滑差的影响3 发电机并网模型建立3.1 仿真模型3.2 系统仿真模型的建立3.3 发电机并网仿真分析3.4 仿真结果及分析4 结论参考文献...................................................................................................................91 设计要求通过发电机并网模型的建立与仿真分析，掌握发电机并网方法和Matlab/Simulink中的电力系统模块（PSB），深化对发电机并网技术的理解，培养分析、解决问题的能力和Matlab软件的应用能力。发电机并网条件分析；发电机并网模型的建立；分别对发电机端电压电压与电网电压幅值、频率和初相位在各种匹配情况下，发电机并网过程的仿真；理论分析结果与仿真分析结果的比较。2 发电机并网条件分析2.1 并网的理想条件同步发电机组并列运行，并列断路器合闸时冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1-2倍的额定电流；发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。为了减小电网与发电机组组成的回路内产生的瞬时冲击电流，需保证同步发电机电压与电网并网瞬时电压相等，所以发电机并网的理想条件为：应有一致的相序。方应有相等的电压有效值。方应有相同或者十分接近的频率和相位。若满足理想条件，则并列合闸冲击电流为零，且并列后发电机与电网立即进入同步运行，无任何扰动现象。但在实际操作中，三个条件很难同时满足，而并列合闸时只要冲击电流较小，不危及电气设备，合闸后发电机组能迅速拉入同步运行且对电网影响较小，因此实际并列操作允许偏离理想条件一定范围时进行合闸操作。2.2 相位差、频率差和电压差对滑差的影响 利用Matlab绘图工具可得到各种情况下滑差电压波形，设电网电压为，图2-1为频差为0.5Hz、电压差和相位差为零的滑差电压波形。图2-2为频差为0.5Hz、相位差为60°、电压差为零的滑差电压波形。图2-3为电压差为10V、频差为0.5Hz相位差为零的滑差电压波形。图2-1 频差为0.5Hz、电压差和相位差为零的滑差电压波形图图2-2 频差为0.5Hz、相位差为60°、电压差为零的滑差电压波形图图2-3 电压差为10V、频差为0.5Hz相位差为零的滑差电压波形图由图2-1和图2-2可知当电压差为零时滑差电压包络线都过零点，此时合闸则没有冲击电流。而有电压差时（如图2-3）滑差只有最小值而不过零点，因此无论何时合闸都存在冲击电流，不利于系统稳定。3 发电机并网模型建立发电机并网模型可用单机-无穷大系统模拟，由此分析发电机并网的动态过程。图3-1所示为单机-无穷大系统。图3-1 单机-无穷大系统3.1 仿真模型单机即同步发电机，这里选用Synchronous Machine，参数如下：变压器模型选用Three-phase Transformer，参数如下：无穷大系统用powerlib中的inductive source with neutral，参数如下：系统负荷分别为。3.2 系统仿真模型的建立打开Matlab/simulink/simpowersystems/blocklibary,新建一个mdl文件，将所需的同步电机、变压器、线路、无穷大系统和负荷模型（按3.1选定的系统模型）拖到该文件下，如下图3-