電力系統(tǒng)設計論文

-z.電力系統(tǒng)自動化課程設計題目區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真學號姓名專業(yè)班級學院電氣工程學院指導教師成績目錄摘要.....................................................3引言....................................................4一、設計前的認識.........................................5〔一〕電力系統(tǒng)自動化.....................................5〔二〕控制系統(tǒng)..........................................6〔三〕功率控制...........................................7〔四〕自動頻率控制.......................................8〔五〕Matlab.............................................9二、設計準備..........................................10設計內容與要求.........................................10三、利用MATLAB進展仿真................................11〔一〕仿真的外部圖形...................................11〔二〕仿真的結果圖....................................13四、結論...............................................15參考文獻...............................................16答謝.................................................17區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真摘要隨著現(xiàn)代城市的開展,人們對控制系統(tǒng)的要求越來越高?？刂葡到y(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統(tǒng)。而本次仿真運用功率控制欲頻率控制，而功率控制分為前向與反向功率控制，反向功率控制又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，閉環(huán)功率控制細分為外環(huán)功率控制和內環(huán)功率控制。功率控制是CDMA系統(tǒng)一項關鍵技術。通過這些認知用區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真，運用Matlab軟件進展圖形的繪制與仿真結果的導出。通過電力系統(tǒng)自動化設計的仿真，可以直觀、逼真地顯示控制系統(tǒng)的控制過程，可以改良和驗證該系統(tǒng)的可行性。關鍵詞：Matlab，控制系統(tǒng)，策略，仿真引言近年來，隨著城市建立的不斷開展，電力系統(tǒng)自動化已于人們的生活密不可分，電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的開展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化〔AGC已經(jīng)實現(xiàn)，尚需開展〕，電力調度的自動化〔具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動化即建立綜自站，實現(xiàn)更好的無人值班。DTS即調度員培訓仿真系統(tǒng)為調度員學習提供了方便〕,配電自動化(DAS已經(jīng)實現(xiàn)，尚待開展)。而其中很重要的控制系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統(tǒng)。MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大局部。本文利用MATLAB系統(tǒng)來進展區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真，幫助我們更深刻的認知電力系統(tǒng)自動化的應用于設計，從而幫助我們的學習。一、設計前的認識〔一〕電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動化是我們電力系統(tǒng)一直以來力求的開展方向，它包括：發(fā)電控制的自動化，電力調度的自動化〔具有在線潮流監(jiān)視，故障模擬的綜合程序以及SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動化即建立綜自站，實現(xiàn)更好的無人值班。DTS即調度員培訓仿真系統(tǒng)為調度員學習提供了方便〕,配電自動化。對電能生產(chǎn)、傳輸和管理實現(xiàn)自動控制、自動調度和自動化管理。電力系統(tǒng)是一個地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡和用戶組成的統(tǒng)一調度和運行的復雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動化的領域包括生產(chǎn)過程的自動檢測、調節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動平安保護，網(wǎng)絡信息的自動傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動調度，以及企業(yè)的自動化經(jīng)濟管理等。電力系統(tǒng)自動化的主要目標是保證供電的電能質量〔頻率和電壓〕，保證系統(tǒng)運行的平安可靠，提高經(jīng)濟效益和管理效能。來談談它的主要領域，按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動化包括電網(wǎng)調度自動化、火力發(fā)電廠自動化、水力發(fā)電站綜合自動化、電力系統(tǒng)信息自動傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動裝置、供電系統(tǒng)自動化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動化等7個方面，并形成一個分層分級的自動化系統(tǒng)(見圖〕。區(qū)域調度中心、區(qū)域變電站和區(qū)域性電廠組成最低層次；中間層次由省〔市〕調度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調度中心構成最高層次。而在每個層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡等又構成多級控制。它分為電網(wǎng)調度自動化，火力發(fā)電廠自動化，水力發(fā)電站綜合自動化，供電系統(tǒng)自動化，電力工業(yè)管理系統(tǒng)自動化等?！捕晨刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標和功能的管理系統(tǒng)。控制系統(tǒng)意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變化的量?？刂葡到y(tǒng)同時是為了使被控制對象到達預定的理想狀態(tài)而實施的。控制系統(tǒng)使被控制對象趨于*種需要的穩(wěn)定狀態(tài)。1、按控制原理的不同，自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比擬差。開環(huán)控制系統(tǒng)中，基于按時序進展邏輯控制的稱為順序控制系統(tǒng)；由順序控制裝置、檢測元件、執(zhí)行機構和被控工業(yè)對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸?shù)冗^程的控制以及機械手和生產(chǎn)自動線。閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反應原理根底之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統(tǒng)進展控制，可獲得比擬好的控制性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱反應控制系統(tǒng)。2、按給定信號分類，自動控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。其工作原理為：檢測輸出量的實際值，將輸出量的實際值與給定值〔輸入量〕進展比擬得出偏差；用偏差值產(chǎn)生控制調節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。為了實現(xiàn)自動控制的根本任務，必須對系統(tǒng)在控制過程中表現(xiàn)出來的行為提出要求。對控制系統(tǒng)的根本要求，通常是通過系統(tǒng)對特定輸入信號的響應來滿足的。例如，用單位階躍信號的過渡過程及穩(wěn)態(tài)的一些特征值來表示。在確保穩(wěn)定性的前提下，要求系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能好，即：動態(tài)過程平穩(wěn)〔穩(wěn)定性〕；響應動作要快〔快速性〕；跟蹤值要準確〔準確性〕?！踩彻β士刂茷槭剐^(qū)內所有移動臺到達基站時信號電平根本維持在相等水平、通信質量維持在一個可接收水平，對移動臺功率進展的控制。功率控制分為前向與反向功率控制，反向功率控制又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，閉環(huán)功率控制細分為外環(huán)功率控制和內環(huán)功率控制。功率控制是CDMA系統(tǒng)一項關鍵技術。CDMA系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)，移動臺發(fā)射功率對小區(qū)內通話的其他用戶而言就是干擾，所以要限制移動臺發(fā)射功率，使系統(tǒng)總功率電平保持最小。功率控制是WCDMA系統(tǒng)關鍵技術之一。由于遠近效應和自干擾問題，功率控制是否有效直接決定了WCDMA系統(tǒng)是否可用。前向功率控制指基站周期性地調低其發(fā)射到用戶終端的功率值，用戶終端測量誤幀率，當誤幀率超過預定義值時，用戶終端要求基站對它的發(fā)射功率增加1%。每隔一定時間進展一次調整，用戶終端的報告分為定期報告和門限報告。反向功率控制在沒有基站參與的時候為開環(huán)功率控制。用戶終端根據(jù)它接收到的基站發(fā)射功率，用其內置的DSP數(shù)據(jù)信號處理器計算Eb/Io，進而估算出下行鏈路的損耗以調整自己的發(fā)射功率。開環(huán)功率控制的主要特點是不需要反應信息，因此在無線信道突然變化時，它可以快速響應變化，此外，它可以對功率進展較大范圍的調整。反向功率控制在有基站參與的時候為閉環(huán)功率控制。功率控制的作用為功率控制能保證每個用戶所發(fā)射功率到達基站礎保持最小，既能符合最低的通信要求，同時又防止對其他用戶信號產(chǎn)生不必要的干擾。功率控制的作用是減少系統(tǒng)內的相互干擾，使系統(tǒng)容量最大化。功率控制是WCDMA系統(tǒng)的關鍵技術之一。由于遠近效應和自干擾問題，功率控制是否有效直接決定了WCDMA系統(tǒng)是否可用，并且很大程度上決定了WCDMA系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，對于系統(tǒng)容量、覆蓋、業(yè)務的QoS〔系統(tǒng)效勞質量〕都有重要影響?！菜摹匙詣宇l率控制使輸出信號頻率與給定頻率保持確定關系的自動控制方法。實現(xiàn)這種功能的電路簡稱AFC環(huán)。AFC環(huán)主要由鑒頻器和受控本地振蕩器等部件構成。后者大多采用壓控振蕩器，它能使中頻fi在輸入信號頻率fc和本地受控振蕩頻率fi發(fā)生變化時盡量保持穩(wěn)定。通常令fi＝f1－fc。鑒頻器的作用是檢測中頻的頻偏，并輸出誤差電壓。閉環(huán)時，輸出誤差電壓使受控振蕩器的振蕩頻率偏離減小，從而把中頻拉向額定值。這種頻率負反應作用經(jīng)過AFC環(huán)反復循環(huán)調節(jié)，最后到達平衡狀態(tài)，從而使系統(tǒng)的工作頻率保持穩(wěn)定且偏差很小。早期的AFC環(huán)用于自動調諧接收機，以簡化接收機的調諧手續(xù)，并使它在發(fā)射信號頻率不穩(wěn)定時也能進展穩(wěn)定接收。20世紀50年代初期，AFC環(huán)始用于調頻通信接收機，以提高抗干擾能力；用于雷達接收機以實現(xiàn)頻率微調；還用于調頻發(fā)射機和其他電子設備，以提高主振頻率的穩(wěn)定度?！参濉矼ATLABMATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大局部。MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進展有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言〔如C、Fortran〕的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB的根本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成一樣的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學軟件。在新的版本中也參加了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接調用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到MATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進展下載就可以用。MATLAB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。這款軟件對本次試驗幫助作用非常大，有必要深入學習。二、設計準備設計內容與要求：根據(jù)課本110到113頁的內容，運用MATLAB程序進展圖形的制作與仿真，從而實現(xiàn)用區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真圖，并求得每個區(qū)域的頻率和功率響應。要求：1.遵循課本里的仿真內容，不得擅自改動參數(shù)2.運用MATLAB程序，對設計進展仿真圖的設計3運用MATLAB程序，對仿真結果進展處理4.對整個仿真過程進展總結，并寫出論文三、利用MATLAB進展仿真〔一〕仿真的外部圖形〔二〕仿真的結果圖四、結論這次設計簡單分析了用區(qū)域控制誤差ACE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真框圖，仿真實驗教學以仿真動畫代替實物模型既能節(jié)約大量的實驗室經(jīng)費，又能提高實驗的平安性，縮短實驗時間;以仿真動畫的形式表示控制和程序的執(zhí)行結果，極大地增加了學生的參與實驗的意識，提高了學生的動手能力，加深學生對課程的理解，提高教學的效果，特別是在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實驗，鍛煉創(chuàng)新精神時，是非常有用的;以仿真程序代替實驗設備，開發(fā)后不需要過多的維護，還可以增強實驗的多樣性。此次課程設計將上學期所學的MATLAB組態(tài)軟件知識較好的串聯(lián)起來，但本設計還有較多地方未能到達預期想法、效果，希望在今后的學習中能夠將設計更加完善，提高自我！參考文獻[01]楊期余.?配電網(wǎng)絡?.：中國電力，45-63[02]陳章潮.唐德光.?城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造?.中國電力，1985，77-96[03]王葵孫瑩編著，?電力系統(tǒng)自動化?.第三版.中國電力[04]李惠昇主編，?MATLAB編程實