电力系统监控实验平台QY-PGD20
随着电力系统规模不断扩大，系统发生故障的影响也越来越大，尤其大区域联网背景下的电力系统故障将会给经济、社会造成重大经济损失，因此保证电力系统安全稳定运行是电力生产的首要任务。电力系统是一个复杂的动态系统， 一方面，它必须时刻保证可靠的电能质量；另一方面，它又处于不断的扰动之中，扰动发生的时间、地点、类型、严重程度均具有较大的随机性。当扰动发生后，一旦发生稳定性问题，系统可能会在几秒内发生严重后果。对于系统某一特定的稳定运行状态，以及对于某一特定的扰动，如果在扰动后系统能达到一个可以接受的稳定运行状态，则系统运行处于暂态稳定。在电力系统规划、设计等工作中都要进行大量的暂态稳定分析。通过暂态稳定分析，可以看到各种稳定措施的效果以及稳定控制的性能。因此，通过时域仿真来验证电力系统在某一状态时是否稳定，具有重要的理论和实际意义。
第一章 电力系统稳定性概述
1.1 电力系统的静态稳定性
电力系统的静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生自发震荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。电力系统几乎时时刻刻都受到小的干扰。例如：系统中负荷的小变化；又如架空输电线路因摆动引起的线间距离（影响线路电抗）的微小变化等等。因此，电力系统的静态稳定问题实际就是确定系统的某个运行稳态能否保持的问题。
1.2 电力系统的暂态稳定性
电力系统暂态稳定性是指电力系统在某个运行情况下突然受到较大扰动后，能否经过暂态过程达到新的稳定状态或恢复到原来的状态。这里所谓的大干扰，一般是指短路故障、突然断开线路或减小发电机出力等。如果受到大的干扰后仍能达到稳定运行，则电力系统在这种情况下是暂态稳定的。反之，如果系统受到大的干扰后不能再建立稳态运行状态，而是各发电机组转子间一直有相对运动，相对角不断的变化，因而系统的功率、电流和电压都不断震荡，以致整个系统不再能继续运行下去，则称为系统在这种运行情况下不能保持暂态稳定。引起电力系统大扰动的原因很多，归纳起来，主要有以下几种。
一、引起电力系统大扰动的主要原因
（1）负荷的突然变化。如切除或投入大容量的用户引起较大的扰动。
（2）切除或投入系统的主要元件。如切除或投入较大容量的发电机、变压器和较重要的线路引起的大的扰动。
（3）电力系统的短路故障。它对电力系统的扰动最为严重。在短路故障中，其中以三相短路最为危险，引起电力系统的扰动最大，于是系统的暂态稳定性常常遭到破坏。但此种严重故障发生的次数最少，据统计，在高压电力系统中发生三相短路的次数一般占总短路次数的6%~7%左右。
两相接地短路和两相短路对于电力系统的扰动也较大，其中两相接地短路的危害程度仅次于三相短路。但在一般的高压系统中发生这两种短路的次为23%~24%左右，比三相短路发生的次数要多。
单相短路在高压系统中发生的次数最多，一般可占70%左右。但单相短路对系统的扰动在短路故障中是最小的，其中瞬时性雷击单相短路又占单相短路的70%左右，它对系统的影响就更小了。
二、暂态过程按时间分为下面三个阶段
（1）起始阶段：指故障后约1s内的时间段。在这期间系统中的保护和自动装置有一系列的动作，例如切除故障线路和重合闸、切除发电机等。但是在这个时间段中发电机的调节系统还来不及起到明显的作用。
（2）中间阶段：在起始阶段后，大约持续5s左右的时间段。在这期间发电机组的调节系统已发挥作用。
（3）后期阶段：中间阶段以后的时间。这时动力设备中的过程影响到电力系统的暂态过程。另外，系统中还将由于频率和电压的下降，发生自动装置切除部分负荷等操作。
三、暂态稳定的分析方法
分析方法：不同于静态稳定问题的分析，不能做线性化处理，暂态稳定问题研究的特点有：
（1） 暂态稳定性与否和原来运行方式及干扰种类有关。
（2） 系统暂态稳定过程是一个电磁暂态过程和机电暂态过程汇合在一起的复杂的运动过程，它们互相作用、互相影响。
QY-PGD20电力系统监控实验平台能实现数据的集中监控和设备的自动控制，由“电力系统监控实验平台”和“电力系统综合自动化技能实训考核平台”组成，实验内容基本覆盖了如“电力系统自动化”、“电力系统分析基础”、“电力稳暂态分析”等的教学内容。
系统的通信网络拓扑采用C/S结构，可支持10台客户机（或称从站）访问管理服务器（或称主站），实现了多用户共享监控权的功能。
实验项目
- 原动机的起动与运转
(1) 调速装置操作原理实验
(2) 调速装置及原动机控制运转 - 发电机机电特性实验
(1) 发电机的空载特性曲线测试
(2) 发电机的短路特性曲线测试
(3) 发电机外特性及调整特性实验
(4) 发电机零功率因数负载特性实验 - 同步发电机励磁控制实验
(1) 微机励磁装置基本操作实验
(2) 不同α角（控制角）励磁电压波形观测实验
(3) 同步发电机起励实验
(4) 控制方式及其相互切换实验
(5) 逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验
(6) 伏赫限制实验
(7) 欠励限制实验
(8) 同步发电机强励实验
(9) 调差特性实验
(10) 过励限制实验 - 准同期并列运行
(1) 微机准同期装置基本操作实验
(2) 自动准同期条件测试
(3) 线性整步电压形成（相敏环节）测试
(4) 导前时间整定及测量方法
(5) 压差、频差和相差闭锁与整定
(6) 手动准同期并网实验
(7) 半自动准同期并网实验
(8) 自动准同期并网实验 - 单机----无穷大系统稳定运行方式实验
(1) 单回路稳态对称运行实验
(2) 双回路和单回路的稳态对称运行比较实验
(3) 单回路稳态非全相运行实验 - 单机带负荷实验
(1) 独立系统的特性实验
(2) 投、切不同负荷的实验
(3) 甩负荷实验 - 电力系统功率特性（功角）和功率极限（静态稳定性）实验
(1) 无调节励磁时，功率特性和功率极限的测定
(2) 手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定
(3) 微机自并励时，功率特性和功率极限的测定
(4) 微机他励时，功率特性和功率极限的测定
(5) 单回路、双回路输送功率与功角关系实验
(6) 提高电力系统静态稳定性实验 - 电力系统暂态稳定性实验
(1) 短路类型对电力系统暂态稳定性的影响实验
(2) 故障切除时间对暂态稳定的影响实验
(3) 有无强励磁对暂态稳定性影响试验
(4) 线路重合闸及其对系统暂态稳定性影响的实验
(5) 同步发电机异步运行和再同步实验
(6) 提高电力系统暂态稳定性的措施 - 电力系统运行实验
(1) 发电机启动和调整实验
(2) 电力系统运行方式实验
(3) 电力系统负荷调整实验 - 电力系统分析实验
(1) 电力系统潮流计算分析实验
(2) 电力系统故障计算分析实验
(3) 切机、切负荷等稳定实验 - 电力系统调度自动化实验
(1) 电力系统实时监控
(2) 电力网的电压和功率分布实验
(3) 电力系统有功功率调整实验
(4) 电力系统无功功率调整实验
(5) 电网运行方式变化
(6) 电力系统调度运行实验
(7) 遥控、遥测、遥信、遥调四遥实验
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