[实用新型]一种电力系统自动化实验装置

权利要求书

1.一种电力系统自动化实验装置，其特征在于：其包括发电机组、输电实验装置、控制系统、以太网通信系统和上位机，

所述发电机机组由直流电动机和三相交流发电机组成，直流电动机作为三相交流发电机的输入功率源；

所述输电实验装置包括发电机母线、仪表组PV2、仪表组PA2、仪表组PV3、电抗XL1、电抗XL2、电抗XL3、电抗XL4、无穷大母线、无穷大电源和负载电阻箱，三相同步发电机的输出端子与发电机母线连接，发电机母线分成两条线路，其中一线路由发电机母线A点经过一个断路器和电抗XL2连接B点，B点连接仪表组PV2，B点经过一个断路器开关和仪表组PA2连接，PA2点经过一个电抗XL4和断路器开关连接无穷大母线汇流于C点，C点连接有仪表组PV3；另一线路由发电机母线G点经过一个断路器和电抗XL1连接F点，F点经过电抗XL3和断路器开关与无穷大母线E点连接，电抗XL2、电抗XL4与电抗XL1、电抗XL3组成两条并联输电线路，通过中间开关站进行连接；无穷大母线D点通过两个断路器与无穷大电源连接，负载电阻箱通过断路器和无穷大母线E点连接；所述的仪表组PA2、PV2、或PV3包括电压表、电流表、功率表和功率因数表；

所述控制系统由微机调速系统、微机励磁系统和微机准同期系统组成，所述的微机调速系统、微机励磁系统和微机准同期系统分别与三相交流发电机连接；

所述的以太网通信系统包括微控制器STM32F103VET6和网络控制芯片WIZNETW5200，控制系统与微控制器通过com端口通讯连接，微控制器通过网络控制芯片与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的电力系统自动化实验装置，其特征在于：其还包括有线路保护装置，所述线路保护装置由输电一次回路和二次回路组成。

3.根据权利要求1所述的电力系统自动化实验装置，其特征在于：所述的微机调速系统包括：

微机调速电枢电压闭环控制装置，用于实现电枢电压测量，利用神经网络PID算法实现电枢电压PID参数自适应调节；

微机调速电机转速闭环控制装置，通过神经网络PID调节，使电机转速运行到设定值；

三相电压相位角控制装置，用于当三相电压相位角达到预设角度时，自动产生触发脉冲来控制相应可控硅，实现对三相电压电流等测量及显示；

三环调节装置，外环通过模糊控制实现有功功率的调节，中间环通过转速闭环调节实现相位角的控制，内环通过PID调节控制电流，实现有功的稳定控制；

人机界面，实时显示和控制电压、电流、功率等数据；

以及协调通信模块，接收微机励磁系统传输的有功功率值数据，由微控制器通过CRC校验数据正确，同时接收并网状态信息，从而达到改变微机调速系统工作状态。

4.根据权利要求1所述的电力系统自动化实验装置，其特征在于：所述的微机励磁系统包括：

励磁系统恒α控制模块，用于判断三相电压相角，计算当前励磁系统的电压和电流，计算当前α角移动范围，产生触发脉冲；

励磁系统恒无功调节模块，用于发送有功功率值给微机调速系统，经过神经网络PID控制，调节发电机电压，调节系统无功输出；

励磁系统参数整定模块，用于修改系统PID系数，校正有功、无功测量值；

远程控制模块，用于发送当前运行状态到上位机，通过Modbus/TCP接收控制指令；

人机界面模块，用于由触摸屏下发控制指令给控制系统，同时显示当前控制系统运行状态及测量数据；

以及协调通信模块功能，用于协调微机调速系统和准同期控制系统之间的工作，发送有功、转速、并网状态给微机调速系统，接收准同期控制系统的发电指令。