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智能电网变电站综合自动化虚拟仿真实验

智能电网变电站综合自动化虚拟仿真实验

实验简介电能作为一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态,在国民经济各个领域中广泛应用,是人民生活中不可或缺的主要能源应用形式。日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换,其转换与控制是由电力系统及其控制系统完成的,而电网综合自动化系统是保证电力系统可靠运行的基础。随着国民经济的不断发展,我国也已进入第三代智能电网大规模发展和建设的阶段,对相关人才的需求较为迫切,培养满足第三代电网建设需求的电气工程专业技术人才成为高等学校相关学科的紧迫任务。目前

东南大学

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实验简介


电能作为一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态,在国民经济各个领域中广泛应用,是人民生活中不可或缺的主要能源应用形式。日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换,其转换与控制是由电力系统及其控制系统完成的,而电网综合自动化系统是保证电力系统可靠运行的基础。

随着国民经济的不断发展,我国也已进入第三代智能电网大规模发展和建设的阶段,对相关人才的需求较为迫切,培养满足第三代电网建设需求的电气工程专业技术人才成为高等学校相关学科的紧迫任务。

目前,从培养满足第三代电网技术要求的专业技术人才的角度来看,传统的教学方法与设施存在着教学内容滞后、学生感性认知度低、实验操作具有危险性、学生实践机会较少等诸多不足,因此,基于虚拟仿真技术的智能电网实验教学平台可以克服上述缺点,已成为实验教学的发展方向。



设计原则


智能电网综合自动化虚拟仿真实验系统采用基于IE C61850标准的纯数字模拟实验方法,以典型220kV智能变电站系统为基础,构建基于真实系统运行环境的虚拟仿真实验环境,其系统结构主要包括实时数字仿真PC、数据服务器及WEB服务器等,以及实验教学案例辅助系统。其设计原则是:以虚拟智能变电站所装设的继电保护与自动装置原理为基础,先根据模拟典型电网主接线,利用仿真计算软件构建模拟电网计算模型,并进行正常运行及故障情况下电压、电流及装置行为的仿真模拟计算,用于模拟电网运行过程中的各种故障现象及继电保护与自动装置的行为,生成电网实时运行基础数据,存储于数据服务器,与VR虚拟仿真环境进行交互,通过继电保护与自动装置的动作情况,理解继电保护与自动装置的原理,并利用WEB服务器实现基于B/S结构Web服务实现远程教学。此外,将原智能变电站综合自动化实验室和动模实验室的实验环境作为实验教学案例辅助系统连入虚拟仿真系统,作为教学案例校验与基础数据的辅助工具。

需要指出的是智能电网综合自动化虚拟仿真实验系统是不依赖于实验教学案例辅助系统的,是可以独立运行的。



实验目的


智能电网综合自动化虚拟仿真实验通过智能电网综合自动化虚拟仿真实验教学软件平台能够重现智能电网系统中自动装置与继电保护功能实现的原理及各种物理过程,使得学生通过仿真教学软件平台的操作与练习,理解和掌握电力系统运行、故障、自动装置与继电保护的原理;通过交互式虚拟仿真实验教学平台,避免传统实验教学中的可能接触到高电压、大电流的危险性,学生可以自主设计和改进实验环节,培养学生的创新思维和创新设计能力,达到良好的教学效果与目的。



实验要求


智能电网综合自动化虚拟仿真实验要求:

1.熟悉智能电网及变电站自动化系统环境,理解电力系统输电线路故障类型及故障过程;

2.理解智能电网输电线路多段式距离保护装置的实现原理;

3.熟悉和掌握输电线路距离保护接地距离与相间距离继电器的动作特性;

4.熟悉和掌握装置输电线路距离保护装置定值配置方法;

5.通过输电线路的短路故障实验所记录和观察的故障电压、电流波形及实验数据,理解输电线路故障切除过程;

6.通过输电线路不同地点的短路故障实验,掌握输电线路多段式距离保护装置定值整定计算方法;

7.通过输电线路故障电压、电流波形分析及保护装置动作行为的分析,理解和掌握短路类型及保护定值对输电线路距离保护功能的影响。



成绩评定


考核成绩四部分组成:预习(10 %)、实验操作(50 %)、实验报告(30 %),实验设计(10 %)。

其中,预习通过学生在预习阶段的基础知识掌握程度以及教师的在线答疑过程评定;实验操作通过学生在实验过程中操作正确性判定的基础上,根据出错率(满分基础上扣分)进行评定;实验报告根据学生报告的总体情况判定成绩,实验设计通过学生的实验设计方案的正确性和创新性进行评定。


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