电力系统数字仿真实验室建设规划

一、实验室简介

本实验室主要面向电气工程及其自动化、自动化、轨道交通电气化、轨道交通自动化等专业和方向，开展电气工程及其自动化专业电力系统方向系列课程的验证性、设计性实验和综合实训等。实验室主要为计算机结合少量硬件设备的形式，设备共计20台套。

二、实验内容

2.1电力系统及其自动化仿真

A、电力系统分析课内实验：电力系统运行方式及潮流分析实验、电力系统故障分析实验、电力系统稳定控制实验；B、轨道交通牵引供电系统仿真：在动态信号生成系统中包括丰富的电力系统元件模型，如发电机、变压器、负荷、断路器、输电线等，能够根据电网接线结构、元件参数对电网一次系统的运行情况进行准确的计算，实时输出与变电站相同的电压、电流波形。用户可以对电网结构和元件参数进行修改，并可灵活地改变系统一次接线方式，从而对变电站运行情况进行完整的仿真模拟。

2.2电力系统仿真综合实训

结合10KV配网供配电系统设计、轨道交通牵引接触网线路和微电网工程的电力系统综合实训仿真，绘制实际电网工程后进行典型故障仿真，验证电气一次设备选型的正确性和二次继电保护参数整定的正确性，然后完成仿真实验报告；仿真对象包括为典型电力系统环网、新能源微网供电、铁路牵引供电提供系统分析以及继电保护装置、安全自动装置、测控装置、故障录波装置的使用、调试、检验及维护的实训。通过构建供电系统综合自动化试验平台，变电站一次设备的模拟采用数字仿真技术，二次侧采用与实际变电站相同的保护装置，实现数字化变电站与真实保护装置的无缝对接，建立从电压、电流互感器二次侧开始完整的电流、电压回路，实现变电站保护装置整组驱动，模拟开关的实时状态返回到仿真平台中，实现变电站一二次系统全过程闭环仿真。

2.3电机设计与工程电磁场仿真

结合电气行业常见装备中特种电机设计研发需求，即根据电机的工程需求边界参数设计电机，利用仿真软件进行电场、温度场、磁场仿真，结合一个单相变压器设计实例和小功率直流永磁无刷电机设计的完整仿真设计过程。完成小功率电动机和变压器的上述3种类型的仿真及电气与机械结构设计，使设计的变压器和电机在仿真结束后相关电气参数能达到设计要求；

2.4电力系统继电保护仿真

继电保护实验总的来说有两方面内容：一是继电器或某些元件工作原理的学习，例如功率方向继电器，加入电压和电流到继电器，调节它们之间的相位，观察继电器的动作边界，可以测量出动作范围及灵敏角；二是分析继电保护的动作行为，例如针对一个特定的电力系统，确定保护的配置，给定其定值，当电力系统发生某种故障时，分析故障特征，认识保护动作行为的必然性。实验内容包括：电流保护（带功率方向）实验；零序电流保护（带零序功率方向）实验；三段式距离保护实验；输电线路差动保护实验；变压器纵差保护实验；数据采集系统实验；数字量输入/输出回路检查实验；数字滤波器程序设计；微机保护算法程序设计；继电保护程序设计等。

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