模拟电厂实训报告

    

南昌工程学院

《 模拟电厂 》实训报告

 题  目        模拟电厂实训        

        

系       院   机械与电气工程学院 

专       业     热能与动力工程   

班       级                       

学 生 姓 名          XXX          

学       号                       

实 习 地 点      南昌工程学院     

指 导 教 师                       

实习起止时间:20##年11月2 日  至 20##年11月6 日

    

 

一、实习时间................................................... 1

二、实习地点................................................... 1

三、实习目的................................................... 1

四、实习情况简介............................................... 1

五、实习内容................................................... 2

六、实习小结或体会............................................. 3

七、参考文献................................................... 4

八、指导教师评阅............................................... 5

一、实习时间

20##年11月2日至20##年11月6日。

二、实习地点

南昌工程学院

三、实习目的

1.通过本环节模拟电厂实训的实践学习,使学生了解电力行业的运行、操作、维护、检修、测试、设计、开发等环节的基本常识,并掌握相关计算和调试技能,对于学生深入了解水电厂发电机励磁系统和电力系统自动重合闸仿真分析。

2.学生应用已学过的基础理论知识在仿真系统中操作,实现从理论到实践的过程,同时在实训中积累感性认识、培养工程意识和发现某些工程问题,加强对学生创新能力、实践能力的培养,为后续专业课的学习和今后工作打好基础。

四、实习情况简介

水轮机调节系统分析是指对水轮发电机组受到某些水力或电气方面的外部扰动变化时的调节特性研究分析。建立了水轮机调节系统各部分的数学模型,基于MATLAB下的SIMULINK软件建立了轴流转桨式水轮机调节系统的仿真模型。MATLAB是现在功能非常强大的数学计算软件。其中的SIMULINK工具箱可以模拟线性或非线性、连续或离散或两者的混合系统,对复杂的非线性系统仿真模拟的效果更为明显。根据水轮机模型特性曲线,采用人工神经网络方法,基于MATLAB软件进行水轮机特性建模,将单位流量力矩特性等用直观的三维模型展示出来,并可随时调用任一时刻 、任一点的数据,进行仿真计算。根据具体电站,定性地分析了系统参数和调节对象参数对调节稳定性的影响。并采用正交试验法对水轮机调节系统进行PID调节系统参数的优化,得到了效果较好的调节参数。可应用所建模型对不同的电站进行仿真计算。

水轮机调节系统是由压力引水系统、水轮机、发电机及其所在电网四部分所组成的闭环控制系统。这是一个包含了水、机、电的综合控制系统。在水电机组运行过程中,其工作状态会受到某些水力或电气方面的外部扰动,如负荷扰动,频率扰动,机组运行方式的改变和事故情况等。此时水轮机的稳定工况将被破坏,机组进入瞬变状态。这种工况的变化过程称为过渡过程。 水电站运行中,水力机组可能发生启动、停机、突增负荷、突减负荷、甩负荷、紧急事故停机、飞逸工况、退出飞逸、调相转发电、发电转调相等一系列过渡过程。

研究过渡过程的目的在于: 寻找最优的机组控制方式和选择最优调节性能,进而可提高水电站运行的安全性、稳定性、经济性和灵活性。水力机组过渡过程计算是水电站设计中非常重要的一个环节,它将揭示水击压力升高的规律、机组转速变化等与导叶关闭规律以及调节系统中各参数的关系,以保证压力上升与转速上升均在允许的范围内。其仿真计算的结果将为水电站引水系统的结构、强度设计、调压井的结构参数、水力机组参数设计、导叶关闭规律以及调速系统设计提供重要依据,并将有利于改善过渡过程品质。

在电站运行中,由于某种原因机组可能从一种工作状态过渡到另一种工作状态,如果伴随工况参数的大幅度急剧变化,此时认为机组处于大波动过渡过程;如果工况参数随之发生小幅度变化,一般在5%-10%,则可视为小波动过渡过程。小波动会对电网的电能质量产生影响。本文以小波动过渡过程为研究对象。

五、实习内容

水电厂系统仿真初探,电力系统一般由发电机、变压器、电力线路和电力负荷构成。电力系统的数学模型一般是由电力系统元件的数学模型组合构成。MATLAB为电力系统的建模提供了简洁的工具,通过电力系统的电路图绘制,可以自动生成数学模型。电路图模型的主要特点是具有良好的人机界面,便于进行简单的操作,省去了利用程序建立电力系统模型的反覆步骤。利用这种方式构成的数学模型相对于控制系统中的微分方程模型、状态方程模型、传递函数模型有着更直观和实用的优点。另外,在电路图模型建立以后,在MATLAB软件中,提供了power2sys函数作为短路模型的结构分析函数,可以利用power2sys函数将电力系统的电路图模型向状态方程模型和传递函数模型进行转换。

    该系统电压等级为220kV,为双电源供电系统。

电路图设计

建立如图所示的电路图模型,首先在MATLAB元件库里面找到需要元件,由于是电力系统仿真,所以大部分元件都在SIMPOWERSYSTEM下,将元件放置好以后,直接用鼠标点击就可以进行连线,非常方便。现在将做好的电路图截图如下:

                                  MATLAB电路图

为了进行水轮机调节系统模拟仿真和调速器参数优化,将建立引水系统、水轮机、调速器、发电机和电网等各部分的模型。然后根据实际的一些运行情况输入扰动和调节,以达到水轮机调节系统动态参数优化的目的。

具体工作包括以下几点:

1.水轮机特性建模。

根据水轮机模型特性曲线,采用人工神经网络方法进行水轮机特性建模,将单位流量力矩特性等用直观的三维模型展示出来,并可随时调用任一时刻 ,任一点的数据,进行仿真计算。

2. 建立水轮机调节系统各部分的数学模型,基于MATLAB/SIMULINK软件建立了轴流

转桨式水轮机调节系统仿真模型。

3.分析水轮机调速器参数整定方法,确定参数整定算法。 本文采用改进的正交试验法对水轮机调节系统进行PID调节系统参数的整定,以期实现最优调节。

4. 根据具体电站,给出系统模型仿真算例。

六、实习小结或体会

这次实训我真正感觉到步入社会后我们要学得的东西很多,在学习上,生活上都得到了把老师的教导和亲切关怀。老师渊博的知识、严谨的治学态度、废寝忘食的工作作风和诲人不倦的教育精神给我以很多的启迪。他严谨的工作态度和对学术的一丝不苟将永远激励我奋发向上。

实训我深刻地意识到,干电力这行工作,必须要有安全意识,而且安全意识随时都不能松懈。电厂的各项生产任务,最终都是通过各个值来完成的,而人又是值上的一个单位,单位之间的协调配合,以及单位的自身素质和技能都与值的安全体系是息息相关的。作为即将成为电力行业的员工,我必须从自身做起,加强安全意识,树立正确的工作态度,提高安全操作水平。在日常工作中,以自觉参与各项安全学习活动,增强安全意识。通过学习事故通报,剖析其发生的原因,吸取教训,结合《安规》条文,针对实际情况,提出自己在以后的工作中应采取的防范措施,从而使其为自己服务,也就增强了自身的安全意识。记得有一位工人曾经说过:“凡是出现了的安全事故,在《安规》上都能找出其违规的地方。”这句话细细体味,我觉得是很有道理的。大部分安全事故的原因,都跟操作人员对工作的疏忽或者不认真的工作态度有主要的关系。作为实习人员,我们因该本着对企业设备安全负责、对个人生命安全负责、对他人生命安全负责的态度。坚持“安全第一”的思想,热爱自己的工作,不断提高工作技能,保证能让自己合格的上岗。

人们常说,大学是个象牙塔。确实,学校与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着巨大的差异。在角色的转化过程中,人们的观点、行为方式、心理等方面都要做适当的调整。所以,不要老抱怨公司不愿招聘应届毕业生,有时候也得找找自己身上的问题。而实训提供了一个机会,让大家接触到真实的职场。有了实习的经验,以后毕业工作时就可以更快、更好地融入新的环境,完成学生向职场人士的转换。

 

七、参考文献

1、刘忠源,徐睦书.水电站自动化.水利电力出版社

2、王忠礼 段慧达 高玉峰 . MATLAB应用技术:在电气工程与自动化专业中的应用. 清华大学出版社

3、王晶 翁国庆 张有兵 . 电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用. 西安电子科技大学出版社

   八、指导教师评阅

成绩(百分制):              

 

第二篇:《模拟电厂实训》指导书

南昌工程学院

《模拟电厂实训》

指导书

专业热能与动力工程

刘恩喆  梁兴编

20##年2月

一、目的

1.通过本环节模拟电厂实训的实践学习,使学生了解电力行业的运行、操作、维护、检修、测试、设计、开发等环节的基本常识,并掌握相关计算和调试技能,对于学生深入了解水电厂发电机励磁系统和电力系统自动重合闸仿真分析。

     2.学生应用已学过的基础理论知识在仿真系统中操作,实现从理论到实践的过程,同时在实训中积累感性认识、培养工程意识和发现某些工程问题,加强对学生创新能力、实践能力的培养,为后续专业课的学习和今后工作打好基础。

二、仪器及设备

1.仿真计算机系统

2.Matlab 6.5软件

三、相关知识及参考书目

1、刘忠源,徐睦书.水电站自动化.水利电力出版社

2、王忠礼 段慧达 高玉峰 . MATLAB应用技术:在电气工程与自动化专业中的应用. 清华大学出版社

3、王晶 翁国庆 张有兵 . 电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用. 西安电子科技大学出版社

四、内容及要求

1、水电厂系统仿真初探

(1)水轮发电机组励磁系统三相桥式整流器仿真初探

(2)电力系统自动重合闸仿真分析

五、步骤

1、水电厂系统仿真初探(以电力系统自动重合闸仿真分析为例说明)

电力系统一般由发电机、变压器、电力线路和电力负荷构成。电力系统的数学模型一般是由电力系统元件的数学模型组合构成。MATLAB为电力系统的建模提供了简洁的工具,通过电力系统的电路图绘制,可以自动生成数学模型。电路图模型的主要特点是具有良好的人机界面,便于进行简单的操作,省去了利用程序建立电力系统模型的反覆步骤。利用这种方式构成的数学模型相对于控制系统中的微分方程模型、状态方程模型、传递函数模型有着更直观和实用的优点。另外,在电路图模型建立以后,在MATLAB软件中,提供了power2sys函数作为短路模型的结构分析函数,可以利用power2sys函数将电力系统的电路图模型向状态方程模型和传递函数模型进行转换。

    该系统电压等级为220kV,为双电源供电系统。

1.1电路图设计

建立如图所示的电路图模型,首先在MATLAB元件库里面找到需要元件,由于是电力系统仿真,所以大部分元件都在SIMPOWERSYSTEM下,将元件放置好以后,直接用鼠标点击就可以进行连线,非常方便。

现在将做好的电路图截图如下:

                                 图1-1 MATLAB电路图

1.2 仿真参数设置

    我们需要通过MATLAB的元件库找出相应的元件放置在MODEL图里,同时双击相应元件进行参数的设置,这样就可以使电力系统按照特定的参数运行。

设置同步发电机参数如下:

          图1-2 同步发电机参数设置

设置三相变压器参数如下:

       图1-3 三相变压器参数设置

设置150km分布参数线路参数如下:

 

    图1-4 150km分布参数线路参数设置

设置100km分布参数线路参数如下:

    图1-5 100km分布参数线路参数设置

设置三相电压源参数如下:

       图1-6 三相电压源参数设置

设置三相串联RLC负载参数,Load1如下(其他Load2、Load3基本与其相同):

      图1-7 三相串联RLC负载参数设置

设置三相串联RLC负载参数,Load4如下:

 

        图1-8 三相串联RLC负载参数设置

设置断路器参数如下(不同类型短路时略有不同):

         图1-9 断路器参数设置

设置三相电压电流测量元件参数如下:

 图1-10 三相电压电流测量元件参数设置

设置仿真参数如下:

          图1-11 仿真参数设置

1.3 仿真结果及分析

(1)线路单相重合闸的仿真分析

(2) 线路三相重合闸的仿真分析

六、考核方式:

1.考查的依据

 (1) 出题

通过在教师修改调试参数和基本故障,测试学员操作技能及故障处理能力。

2.实训考核成绩综合以下几个方面:平时实训表现占20%、实际操作占40%、报告占40%。

实训总成绩采用百分制。

相关推荐