基于SCADA的电力系统故障模拟系统研究

摘要

电力系统动态模拟实验的主要任务是对实际电力系统进行物理模拟,通过多种运行方式和故障形式的模拟,达到检验电力系统动态性能的目的.随着电力系统通信技术的不断发展,现代电力系统逐渐采用监视控制及数据采集(SCADA)系统实现电力系统的运行与日常管理.该文首先介绍监视控制与数据采集(SCADA)系统的结构、功能、以及组成SCADA 的各部分软硬件、组态软件、可编程逻辑控制器(PLC )和现场总线的概念、原理及特点.电力系统的故障模拟要历经开机准备、转速调节、并网、故障操作和解列等一系列过程,该文对这一过程中所涉及到的原理,如直流电机调速原理、发电机并网原理做了简要分析.该文以一个实际的电力系统动态模拟系统为例,对其基于SCADA的故障模拟系统进行详细研究.整个监视与控制系统呈三层结构,从上到下依次是过程监控层、中间层和现场设备层.过程监控层处于控制系统的最上层,为实验室的管理和使用人员提供一个集中监视和管理的环境.人机界面是过程监控层的核心部分,该文着重对其技术问题进行了研究.

目录

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第一章绪论

第二章SCADA系统

2.1 SCADA系统的结构和功能

2.1.1 SCADA系统的结构

2.1.2 SCADA系统的功能

2.2组态软件

2.2.1组态软件的概念

2.2.2组态软件在国内外的最新发展及应用情况

2.3 PLC

2.3.1 PLC的概念

2.3.2 PLC的主要特点

2.3.3 PLC工作原理(扫描技术)

2.4现场总线

2.4.1现场总线概念

2.4.2现场总线构造了网络集成式全分布控制系统

2.4.3现场总统是底层控制网络

2.4.4现场总统系统的特点与优点

第三章电力系统故障模拟的理论基础

3.1电力系统故障模拟系统的组成

3.2发电机并网原理

3.2.1并列的方式

3.2.2准同期并列原理

3.3故障分析

3.3.1短路电流计算

3.3.2不对称故障短路分析

3.4波形分析

第四章基于SCADA的电力系统故障模拟系统的实现

4.1电力系统故障模拟系统中应用SCADA的意义

4.2电力系统动态模拟系统所要监视控制和采集的数据量

4.3 SCADA系统的构成

4.3.1三层结构

4.3.2三层结构的优点

4.4基于SCADA的故障模拟系统的构成

4.4.1 RSView32组态软件的特点

4.4.2使用RSView32开发人机界面的步骤

4.4.3故障模拟系统中的标记设置及画面设计

4.5故障分析系统的构成

第五章故障模拟系统的核心技术问题及解决方案

5.1界面设计的规范化

5.2画面组织

5.2.1三视图的采用

5.2.2视图之间自由导航的实现

5.3系统安全

5.4线路开关操作

5.5发电机和无穷大系统选择的实现

5.6短路故障操作的实现

5.7发电机调速问题的实现

5.8发电机并网的实现

5.9其它技术问题

5.9.1开关位置和PLC实际状态不对应的问题

5.9.2系统的初始化问题

第六章结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间的论文