[发明专利]电力系统开放式微型动态模拟与监测系统

权利要求书

1.一种电力系统开放式微型动态模拟与监测系统，其特征是，包括微型发电模拟单元、微型变电模拟单元、微型输电模拟单元、微型负荷模拟单元、微型监测模拟单元，微型发电模拟单元依次与微型变电模拟单元、微型输电模拟单元、微型负荷模拟单元相连组成微型电网，微型电网接线端与微型监测模拟单元相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型发电模拟单元包括传统火力发电和传统水力发电的微型原动机模拟单元、微型发电机模拟单元、微型自动发电控制模拟单元以及微型可再生能源发电模拟单元、微型核能发电模拟单元；微型发电机模拟单元采用三相同步发电机，其发出电力通过变压器实现变换后模拟110kV、220kV、500kV、1000kV电压等级，并形成主干输电网。

3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型原动机模拟单元采用稀土永磁直流伺服电动机；所述微型发电机模拟单元采用5KW三相同步发电机，稀土永磁直流伺服电动机与5KW三相同步发电机同轴连接并带动它转动发电。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型自动发电控制模拟单元包括：电压测量、电流测量、频率测量、功率测量、数据反馈、数据处理、控制信号输出，电压/频率测量部分采用PMU装置，该装置能够测量电压的幅值、相角和频率；电流测量采用电流互感器测量发电机输出电流的有效值；数据反馈部分采用串行传输方式，将PMU和电流互感器采集到的数据传输到控制器；在控制器中编写数据处理程序，计算处理原始数据，输出控制信号，以调节电压的有效值和频率，使其稳定在规定范围内；微控制器的核心分析算法是开放的，能根据需求任意更换；且自动发电的控制方法采用的是负反馈控制。

5.如权利要求1或4所述的系统，其特征是，所述微型自动发电控制模拟单元是以TMS320F28335DSP为控制核心，辅之外围电路，实现励磁自动控制模拟和频率自动控制模拟。

6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型变电模拟单元为微型变压器模拟单元。

7.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型输电模拟单元包括线路阻抗和导纳模拟单元；微型输电模拟单元采用集中参数模型π型等效电路，忽略线路的分布特性，将线路参数集中起来表示；线路的模拟采用多抽头电抗器并配合电容补偿实现，能够灵活模拟不同输电距离。

8.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型负荷模拟单元用于模拟实际用电设备所吸收的有功功率及无功功率，反映被吸收的功率随负荷所在母线电压及电网频率变化的动态或静态行为；微型负荷模拟单元包括两种模型，即传统的异步机组负荷模型、灯箱负荷模型、串并联电容器负荷模型，和以电力电子装置为基础的可控负荷模型；微型负荷模拟单元的负荷为电阻型、异步电动机、同步电动机构成的综合负荷模型，能够精确模拟实际系统负荷特性。

9.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述微型监测模拟单元包括信号采集装置PMU、信号传输装置、上位机监测终端，微型监测模拟单元为开放式监测系统，开放式监测系统分为两个模块系统：电力系统动态模拟监视系统和电力系统动态模拟控制系统；电力系统动态模拟监视系统包括电力系统动态模拟系统的工作状态变化曲线和电力系统动态模拟系统的工作状态实时显示；电力系统动态模拟控制系统包括系统的启动与停止、系统电压水平设置、系统频率水平设置、发电机自动并列、自动低频减载控制、自动电压水平控制、负载控制；具体过程是开发上位机监测系统，通过PMU装置采集电网信息存入数据库，调用数据库数据和电网分析程序对电网工作状态计算分析，然后下达相应的控制命令，采取自动控制措施，从而实现对全网的监视与调度控制，而且电网分析程序是开放的，能够任意替换以满足不同分析要求，使监测系统更具灵活性。