基于电力技术的高速发展对物理模拟试验系统研究

龙凤琼+睢润庆+蓝李霞

（西华大学）

摘 要：基于电力技术的快速发展，其对物理模拟实验系统提出了更高标准与要求，本文提出了新型的电力系统模拟试验系统，对系统各个部分主要功能进行了分析，以期为物理模拟试验系统研究提供结构划定参考。

关键词：电力系统；物理模拟试验系统；结构

电力系统模拟试验系统乃是依据相似理论所构建的物理性质，与原型物理模型较为相似，乃是依据实际电力系统，并按照相应比例予以缩小，而又对其物理特性予以保留的电力系统复制品。电力系统经过近几十年的发展，不管是在基础性的元件及系统模拟方面，还是在实际应用物理模型层级上，均取得了理想化成果，比如构建了1000kV特高压交流输电模型系统及参数与结构相似的三峡巨型机组模型系统等，大大提升了电力系统试验研究能力。

1.电力技术快速发展的新要求下电力系统模拟试验系统的创新方位

伴随科学技术及整个电力行业的快速发展与进步，诸多新产品与新技术的不断开发与广泛应用，这对于电力系统模拟试验系统，提出了更多全新要求及标准，至此，需基于现有水平框架下，开展更为深入的分析。即（1）需与先进控制通信技术相结合，现代化改造试验系统，促使其能够将现代电力系统，在所具有的数字化、信息化及自动化等特点方面，均能予以体现，建设与传统系统相比更加灵活、方便的模拟试验系统，且对系统最佳控制方式及运行方式进行深入研究；（2）更加深入的对模拟试验系统，针对各种类型的工况，以及所可能发生的各类现象，开展与之对应而又详细的模拟，然后则进行深入分析，以此实现模拟试验在准确度及精度得以提升的目的，促使模型系统，可基于各种工况下，对原型系统的电磁暂态特性及机电暂态，进行全面正确的反映，扩展模拟控制系统的使用广度与深度。

2.新型模拟试验系统的基本结构研究

2.1电力系统模拟试验操作试验台

对于电力系统模拟试验台而言，此平台乃是一种在自动化程度方面比较高，且功能齐全的试验平台，见图1所示，此试验台能够能够达到集中控制全部设备的目的。在具体试验当中，所开展的全部操作，均完成于此操作试验台。此电力系统模拟试验操作试验台组成有短路故障模拟单元、同期单元及各监控单元等。在试验台操作中，均设置有存在有操作控制开关，这些开关与模拟设备之间，存在着一一对应于的关系，另外，还有提供辅助作用的监测仪表及旋钮，对于试验设备而言，除了能够以远程化方式，进行手动控制，还能检测信息量，促使试验设备能够更加方便及灵活的进行操作，更加的灵活与方便。

2.2分布积木式模拟试验高压系统屏

在模拟试验中，全部模型设备，均利用高压屏，与电缆之间形成联结，见图2，在各个高压屏内，均安装有多套用于模拟的试验设备，另外，每套设备均有多组联接用插口装于屏面，至此，不仅可依据原型网络开展试验时的相关要求，采用连接线（均有联接插头），把连接所需模拟设备，构建成系统网络，经过此类操作，便可组建整个电力系统对应的模拟试验模型，此模型不仅容易更改，而且使用也方便。在高压屏内部则设置有测控开关、测控单元及模拟互感器等，此些装置均利用电缆连接于微机监控系统及操作试验台，便于后续控制及测量。此外，高压屏当中还设置有可变电阻及故障模拟盘，能够对各种故障类型进行模拟。

2.3模拟试验微机监控系统

实验室内部的全部机组或设备，均位于主控室，且由其控制，除了运用集中控制之外，还能够利用程序控制，达到有效控制整个试验系统的作用。此外，通过运用微机，可实时监控试验平台，然后以所见即所得方式，对一个相同于现实运行系统，且具有较高的操作界面，快速而又灵活的进行构造。对于微机监控系统，其功能主要为可视化、信息化、运行监控及状态监测等。

3. 模拟试验系统物理现象分析

对于原型系统与模型系统而言，在二者间存有较好一致性框架下，就单机-无穷大试验模型予以搭建，见图3，其中，表示无穷大系统的阻抗，为输电线路，发电机，对于三相输电线路，则与同步发电机定子出口的首端相联，而无穷大系统则与线路末端相联。发电机机端，则与电压互感器，以及电流互感器，相互连接，对于机端测量而言，则有三相电压及三相电流，且把其在故障录波仪中引入，則可开展实施测量及监控。故障短路点设置在输电线路的1/3处。在对此试验模型实际运用过程中，实施开机试验，此时，可能会存在些许的物理现象，且这些现象不同于预想，则需对其实施稳态及暂态试验分析，通过试验分析，最终结果可知，当实际利用此模拟试验系统时，由于线路阻抗与发电机之间，始终处于同步状态，机端如若没有无功功率存在，则表明其始终都为正。当其他试验系统所具有的线路阻抗，相比于发电机，存在小于后者状况时，则极端无功功率则为负。

4.结语

总而言之，伴随当今电力基础的快速发展，物理模拟试验系统也随之日益更新和完善，无论是在结构方面还是具体功效上均需随之更新交替。在运用电力系统模拟试验系统时，需结合于具体参数，还需与模型结构相结合，针对所出现的各种现象实施分析，推动物理模拟试验系统的更好发展。

参考文献

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[2]张雪妍， 付立军， 吴优，等. 综合电力系统模拟试验及仿真研究[J]. 船电技术， 2015， 35（1）：1-4.