基本信息
- 項目名稱：
- 基于MATLAB的漫水灣水電廠電氣主接線系統(tǒng)建模與仿真
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 利用Simulink建立漫水灣水電廠電氣系統(tǒng)模型，從而進行各種線性和非線性電路的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)分析。不僅能更直觀的看出電氣系統(tǒng)的故障運行的情況，還可以根據(jù)需要隨意改變參數(shù)預知現(xiàn)實工作中某一操作可能帶來的后果。通過仿真系統(tǒng)分析的研究，既避免了因為操作失誤而帶來的設備損壞，預知可能發(fā)生的故障造成的后果，而且有效的保證了工作人員的人身安全，對電力系統(tǒng)的分析及控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用
- 詳細介紹：
- 關于“基于MATLAB/Simulink的漫水灣電廠電氣主系統(tǒng)仿真分析”的介紹 隨著電力事業(yè)的發(fā)展，發(fā)電設備向著高參數(shù)、大容量、高度自動化方向發(fā)展。電氣主系統(tǒng)的正常運行已成為控制理論界的一個研究熱點，各種高級控制算法不斷出現(xiàn)。但是將控制算法應用于實際系統(tǒng)通常需要花費大量的時間和精力，而且實際系統(tǒng)中存在很多復雜非線性成分無法直接分析。因此，在實際實施前有必要對控制算法的有效性以及整個系統(tǒng)的性能進行動態(tài)仿真。 MATLAB語言及其SIMULINK可視化仿真平臺在控制系統(tǒng)仿真中應用非常普遍。使用SIMULINK可以迅速建立各種線性或非線性模型,用戶可以任意觀測系統(tǒng)各處的動態(tài)變化,而且仿真速度比使用 MATLAB語言更快。本文將對基于Simulink的漫水灣電廠電氣系統(tǒng)仿真分析進行一個簡要的介紹。 一、電廠介紹 漫水灣水電站位于安寧河中游末端，距西昌市有五十余公里。是一座以發(fā)電為主,兼有洪、灌溉、航運和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益的大型水利水電工程。 壩趾控制流域面積達9340km2，占全流域面積的63.5%。水庫正常蓄水位65m，相應庫容50.17億m3；設計洪水位70.13m，相應庫容為67.71億m3；校核洪水位73.01m，相應庫容為79.2億m3（總庫容）。為多年調(diào)節(jié)水庫。電站原設計總裝機容量180MW（4×45MW），保證出力55.9MW，多年平均發(fā)電量6.3億kw.h，年利用小時3500h?，F(xiàn)正在擴建2×120MW機組。擴建完成后，本電站最終總裝機容量為420MW。 二、研究條件 1 硬件配置的基本要求 微機一臺：主頻PENTIUM200；32M內(nèi)存；3.2G硬盤；16倍光驅；顯示卡、聲卡、音箱等。 2 軟件配置的基本要求 (1) 中文視窗Windows95以上版本； (2) 多媒體仿真培訓軟件； 以上條件都容易具備，所以我們具備分析仿真運行的起碼條件。 三、研究思路 為了對漫水灣電廠電氣主系統(tǒng)進行更好的研究，我們首先將對漫水灣電廠的運行狀況進行了一定的了解，并且將對漫水灣電廠主系統(tǒng)的歷史故障資料進行搜集，針對這些故障我們會將現(xiàn)實問題轉化并建立為數(shù)學模型，再利用基于Simulink的POWERSYS工具箱建立出電氣系統(tǒng)模型，從而進行各種線性和非線性電路的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)分析。利用分析結果，我們不僅能更直觀的看出電氣系統(tǒng)的故障運行的情況，而且，我們還可以根據(jù)需要隨意改變參數(shù)預知現(xiàn)實工作中某一操作可能帶來的后果，從而做到防患于未然。通過仿真系統(tǒng)分析的研究，既避免了因為操作失誤而帶來的設備損壞，預知可能發(fā)生的故障造成的后果，而且有效的保證了工作人員的人身安全，對電力系統(tǒng)的分析及控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。 四、預期成果與效益轉化 1、 利用MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真更直觀的看出系統(tǒng)故障運行時的狀態(tài)，也能仿真出其正常運行的條件及狀態(tài)； 2、 通過對正常運行的仿真讓員工更清楚直觀的了解系統(tǒng)正常運行時的狀態(tài)，從而增強對系統(tǒng)的管理意識，避免故障的發(fā)生以及對故障合理安全地進行處理解決； 3、 電力生產(chǎn)的連續(xù)性、重要性和停電對生產(chǎn)造成的直接危害和社會影響，一般來說，不可能停止設備運行或人為制造事故現(xiàn)象來培訓值班人員。然而，通過仿真系統(tǒng)的建立，讓員工更清楚深刻的了解到設備運行時各種狀況及性能參數(shù)，以便規(guī)范操作，避免操作失誤帶來的各種不良后果； 4、通過仿真系統(tǒng)分析，可以避免故障運行的發(fā)生而帶來的經(jīng)濟及生命財產(chǎn)的嚴重虧損，提高設備運行的綜合性能，保證設備的安全正常運行，從而提高電力設施的經(jīng)濟價值的轉換。 五、小結 MATLAB語言及其 SIMULINK可視化仿真在電力系統(tǒng)發(fā)展中已成為一種趨勢，其對電力自動化控制的發(fā)展起到很好的促進及改進作用，對電力系統(tǒng)分析的簡潔性、可視性、直觀性、實效性進一步加強，避免了冗雜的數(shù)學推演運算，應用變得十分普遍。通過MATLAB/Simulink的漫水灣電廠電氣主系統(tǒng)仿真分析的研究，不僅加強了漫水灣電廠的電力系統(tǒng)的管理與運行狀態(tài)的分析，盡量避免了故障運行的發(fā)生，而且便于其工作人員的安全合理地進行故障排除處理及進行各種操作，進而提高設備運行的綜合性能，達到設備工作效益及經(jīng)濟效益的進一步優(yōu)化。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文基于MATLAB/Simulink中建立了四川省涼山漫水灣水電廠的電氣主接線系統(tǒng)模型，仿真了正常運行、單相接地短路、兩相接地短路、兩相短路和三相短路等狀態(tài)，仿真結果與理論分析情況達到一致，仿真分析表明該仿真模型具有實際可行性，為涼山漫水灣水電廠電氣運行和維護提供理論參考。同時該仿真方法具有一定的針對性和適用性，以期對其它水電廠及變電站仿真分析有一定的參考價值。
科學性、先進性及獨特之處
- 為設備巡視提供一個基于三維動畫技術的變電站虛擬現(xiàn)場，學員在虛擬的變電站場景中進行設備巡視、檢查判斷設備缺陷的類型和缺陷處理的方法、填寫巡視記錄等工作。巡視的設備類型分為一次設備、二次設備和特殊設備，具體包括一次設備中的：變壓器、開關、刀閘、接地變，消所用變、互感器、電容器、避雷器、母線、電力電纜、電抗器、等；二次設備中的繼電保護裝置、蓄電池、電度表、中央信號屏、消弧線圈等；特殊設備包括通訊設備等
應用價值和現(xiàn)實意義
- 1.多種故障和不正常工作狀態(tài)，涵蓋變電站值班員職業(yè)技能鑒定的學習范圍；2.用于其它變電站仿真時，可根據(jù)用戶的要求適當修改仿真系統(tǒng)；3.低培訓費用，一次性投入，反復培訓，無需維護、管理人員；4.實用性強，適合不同層次變電運行人員的培訓；5 .仿真運算分析，可以對由于設備老化、結垢積灰、環(huán)境溫度等客觀因素所引起的經(jīng)濟指標變化進行理論推導分析，仿真這些因素并進行演練，從而進一步分析造成損耗的原因
學術論文摘要
- 基于MATLAB/Simulink建立了四川省涼山漫水灣水電廠的電氣主接線系統(tǒng)模型，仿真了正常和各種故障運行狀態(tài)，仿真結果與理論情況一致，仿真表明該仿真模型具有實際可行性，為該電廠電氣運行和維護提供理論參考。
獲獎情況
- 2010年11月 在科學技術于工程出版社第10卷第32期上以論文形式發(fā)表
鑒定結果
- 本論文具有很高的實用價值，其把理論運用于實際，全方位多角度的考慮漫水灣電站可能出現(xiàn)的各種故障，可用于各種實訓，而且相當直觀易懂，增強故障的發(fā)生以及對故障合理安全地進行處理解決意識
參考文獻
- 1 潘曉晟.MATLAB電機仿真精華50例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007 2 薛定宇,陳陽泉.基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術與應用[M].北京:清華大學出版社,2002 3 王晶,翁國慶,張有兵.電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應用[M].西安:西安電子科技大學出版社 2008 4 吳天明,謝小竹,彭彬.MATLAB電力系統(tǒng)設計與分析[M].北京:國防工業(yè)出版社,2004 5 周俊宇,電力系統(tǒng)動態(tài)仿真中二次設備的建模研究[J].廣東電力,2006,19(1) 6 樊永波,韓肖清.面向對象的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算建模[J].太原理工大學學報,2004,35(6) 7 伍家潔.基于MATLAB SIMULINK的電力系統(tǒng)建模[J].重慶電力高等?？茖W校學報,2005,10(2)
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外對電力系統(tǒng)繼電保護仿真研究、電力系統(tǒng)故障的仿真分析、電力電子教學中的應用、風力發(fā)電系統(tǒng)仿真研究等方面的研究很成熟
