華中科技大學電力系統動態模擬實驗室

sedgeon · 發表于 2022-3-7 14:42

“教育部電力系統電力安全與高效利用工程實驗中心”、“湖北省電力安全與高效重點實驗室”的前身是華中科技大學“電力系統動態模擬實驗室”（以下簡稱動模實驗室）。動模實驗室建于60年代初，73年與湖北省電力局協議共建。湖北電力中試所曾派大批技術人員來我校并投入資金將實驗室建設成具有初步規模。80年代初在華中網局的支持與資助下進行了第二期擴建。90年代學校在“211”工程建設中，對原老動模的房屋進行了第三期擴建與改造。2004年為配合電力系統及其自動化國家重點學科建設又投入近200萬元進行了改造，并已與中國長江電力股份有限公司共建世界上首套三峽巨型多分支物理模擬機組系統。2005年與電力工業電力系統自動化設備質量檢驗測試中心共同建設成立了電力系統動態模擬聯合實驗室。2006年與華中電力集團公司共同建設成立了RTDS數字仿真中心。

1.實驗室簡介
電力系統動態模擬實驗室是根據相似原理建立起來的電力系統物理模擬綜合實驗平臺。它能夠真實和動態地再現電力系統的各種動態運行工況和擾動過程,是研究電力系統的重要工具。
本實驗室始建于1962年，至今進行了多次大的改造和擴建。目前已擁有10臺模擬發電機組和超過3000kM的交、直流模擬輸電線路、4組無窮大電源和控制設備，并配備了現代化的微機測量監控系統和智能化上層實驗管理平臺，能實現自動監控、錄波和遙視等功能。建有全國第一條交流500kV輸電線路模型、首套可供內部故障試驗的500kV并聯電抗器模型、全國最早的直流±500kV輸電線路模型、首條交流750kV輸電線路模型、首套完整的特高壓1000kV變壓器模型。建有完整的發電機、變壓器組保護實驗系統和世界上目前僅有的一套具有結構及參數相似的三峽巨型機組物理模型系統。同時還正在建設智能電網動模實驗平臺!
在前沿科學研究領域，已建立了超導SMES的模擬試驗設備平臺、可控串補（TCSC）裝置、統一潮流控制器（UPFC）、柔性功率調節器（PFC）、智能電網實驗平臺等動態模擬系統。
本實驗室承擔了多項電力工業的重要試驗研究任務
·葛洲壩電廠建設前的勵磁方案論證和投運后的低頻振蕩試驗
·我國引進第一套武鋼1米7軋機后的湖北電網沖擊負荷試驗
·我國第一條500kV平武交流輸電線路的保護考核試驗
·湖北、湖南、河南、江西華中四省聯網試驗
·廣東與香港聯網的低頻振蕩試驗
·酒泉、玉門電網的沖擊負荷試驗
·秦山核電站的棒電源系統試驗
·“八五”攻關項目大型汽輪發電機組軸系扭振試驗
·葛洲壩電廠的發變組八側差動保護試驗
·西北電網750kV交流線路、變壓器、母線和電抗器保護試驗
·三峽電廠的發電機失勵磁保護和低頻振蕩試驗
·863項目超導儲能的SMES動模試驗
·1000kV特高壓輸電線路、變壓器保護研究試驗
·同桿并架輸電線路研究試驗
同時本實驗室還為香港理工大學、中船719研究所、青島華威高新基地等30所高校和研究單位設計研制了成套動態模擬實驗設備。

2.實驗室主要設備
2.1三峽多分支物理模擬機組
三峽多分支物理模擬機組系統是目前全世界唯一的一臺，不僅主要電氣參數與原型機組相似，而且機組定子結構及其繞組形式也與原型機組基本相似。

2.2特高壓輸電線路模擬系統
1000kV特高壓輸電線路是以我國特高壓試驗示范工程為原型而建立的物理模型。本系統采用16組Π單元和4組并聯電抗器，其中6個Π單元模擬晉東南-南陽特高壓線路360kM；10個Π單元模擬南陽-荊門特高壓線路285Km，模擬線路共設有10個短路點，南陽設有開關站，每條線路兩端均有模擬并聯電抗器。

2.3 1000kV特高壓變壓器模擬系統
本系統，可以完整地模擬特高壓1000kV變壓器的主自耦變壓器、調壓變壓器以及補償變壓器端部、繞組匝間以及主自耦變壓器跨分支繞組匝間等各種類型變壓器故障。可用于變壓器內部故障暫態特征的分析和保護新原理的試驗研究，已承擔和完成了我國特高壓試驗示范工程的多項重大試驗研究項目。
2.3發電機變壓器組試驗平臺
發變組試驗平臺是由15kVA模擬發電機組和三圈模擬變壓器組成，發電機為YY結構，定子兩分支繞組和轉子繞組均設有抽頭。在發電機出口、主變壓器的高、中、低壓側均設置有故障點，模擬瞬時性金屬性單相接地、兩相短路接地、兩相相間短路、三相短路和三相短路接地故障，可進行發電機（發變組）差動和匝間短路保護實驗、和應涌流實驗、定子接地、轉子接地故障實驗、發電機失磁、逆功率、過激磁、失步等實驗。
2.4原動機及調速系統仿真屏
原動機及調速系統仿真器由微機調速控制器、原動機和調速器特性仿真軟件共同構成，可以實現汽輪機特性或水輪機特性及其調速器特性的模擬，主要仿真環節有：汽輪機蒸汽容積慣性、原動機特性以及汽輪機機械液壓式調速器等環節；水輪機的水錘效應、原動機特性及水輪機機械液壓調速器等環節。

2.5微機勵磁調節器及負阻器屏
微機勵磁調節器及負阻器其控制參數可在線修改靈活方便。微機勵磁調節器的勵磁方式可選擇：微機它勵、微機自并勵、勵磁機自勵、勵磁機它勵和外接勵磁機五種；其控制方式可選擇：恒UF、恒IL、恒α、外接DK、外接UK和外接PSS；并設有諸多限制功能等安全保護措施；模擬發電機組轉子繞組配備負電阻器可以靈活調整模型機組勵磁繞組的時間常數，達到真實模擬的目的。
2.6電力系統負荷模擬系統
（1）能夠模擬電力系統負荷的靜態功率頻率特性方程。即能夠分別模擬與頻率無關的負荷、與頻率的1~4次方成正比的負荷，以及由它們共同組成的綜合負荷。各項負荷的大小及其在總負荷中的比例可以在負荷模擬器設計的容量范圍內自由設置。
（2）能夠模擬電力系統負荷的動態頻率特性。即能夠通過電氣方法模擬轉動負荷的轉動慣量。
負荷模擬器由異步電動機+直流發電機+兩個反向并聯的三相全控橋+負荷模擬控制器等基本部分組成，采用“物理模擬+數學模擬”的混合模擬方法進行模擬，負荷消耗的功率回饋電網。
2.7電子電力變壓器(EPT)
電子電力變壓器是一種將電力電子變換技術和電磁感應原理的中、高頻電能變換技術相結合，實現將一種電力特征的電能轉變為另一種電力特征的電能的電氣設備，可以實現變壓、變流、電氣隔離、傳遞能量和電能控制等。本裝置實現的是自平衡電子電力變壓器（AEPT）。
2.8 RTDS（實施數字仿真器）
RTDS（Real Time Digital Simulator）是采用多處理器并行計算技術的電力系統電磁暫態實時數字仿真裝置。該裝置包括硬件和軟件兩個部分，目前硬件有三個RACK，每個RACK集成一組多處理器（DSP）板卡，用于完成并行實時仿真計算，并具有模擬量和數字量輸入輸出接口，通過功率放大器可與繼電保護和自動控制裝置接口。軟件主要包含電力系統各類元件的詳細電磁暫態模型、圖形化系統建模界面以及系統運行控制接口。

2.9 300MW汽輪發電機組軸系扭振模擬系統
汽輪發電機組軸系扭振模擬試驗系統提供了一個用于研究次同步諧振發生時發電機軸系扭振行為的實驗平臺，可以驗證理論研究結果的正確性和發現危害發電機組安全運行的新問題。本實驗系統是在7.5kVA模擬機組上增加具有集中質量模塊的軸系構成，可以較準確模擬300MW汽輪發電機組的軸系扭振特性。
2.10 柔性功率調節器（FPC）
柔性功率調節器是由本實驗室提出的一種具有自主知識產權的新型FACTS裝置，它將飛輪儲能技術和傳統的同步調相技術有機地結合在一起，采用交流勵磁和矢量控制等先進技術進行電機的轉速控制，具有儲能、發電、調相等多種功能。將其用于電力系統的穩定性控制，可實現有功功率和無功功率同時雙向大范圍的快速調節，極大地增強電力系統的穩定性。

2.11 統一潮流控制器（UPFC）
統一潮流控制器是一種功能非常強大的FACTS設備，它將兩種重要的靈活交流輸電裝置，STATCOM和SSSC通過直流電容背靠背連接而成，可以對交流輸電系統中與傳輸線路潮流有關的幾乎所有因素進行有效的控制，是未來電力系統中重要的輸電設備。
2.12 可控串聯補償裝置（TCSC）
可控串聯補償裝置是在常規串聯補償技術基礎上發展而來的一種先進電力傳輸控制裝置。它采用晶閘管控制的串聯可變電容器對超高壓輸電線路的電抗進行補償，具有大范圍快速連續調節工頻阻抗的特性，可為電力系統暫態穩定控制、阻尼功率振蕩、抑制次同步振蕩以及動態潮流控制等提供有效的控制手段。

3.對校內外開放的實驗項目
目前本實驗對外開放的實驗項目有：
各種電壓等級的線路保護實驗；
各種接線形式的母線保護實驗；
自耦、二圈、三圈的變壓器保護實驗；
并聯電抗器保護實驗；
發電機、變壓器保護實驗；
電動機保護實驗；
電力系統區域穩定控制實驗；
系統內低頻、低壓、過負荷的減載實驗；
高頻切機、切負荷等失步解列實驗；
勵磁調節器的各功能實驗；
準同期裝置的功能實驗；
大短路電流、故障測距等故障錄波實驗；
同桿并架輸電線路研究試驗；
智能化變電站實驗等

4 .聯系方式
聯系人：張老師
電話：027-87556034（辦）
13618607318
E-mail：zfg@mail.hust.edu.cn
地址：武漢珞喻路1037號華中科技大學電氣與電子工程學院動模樓
2022年3月

湖北省電力安全與高效重點實驗室
華中科技大學動態模擬實驗室歡迎您！

自己DE未來 · 發表于 2022-4-24 21:19

加油！！！考證之后找我，我幫你們兼職！ *（V同）下款快，效率高！

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