電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

-z.電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目區(qū)域控制誤差A(yù)CE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真學(xué)號(hào)姓名專業(yè)班級(jí)學(xué)院電氣工程學(xué)院指導(dǎo)教師成績目錄摘要.....................................................3引言....................................................4一、設(shè)計(jì)前的認(rèn)識(shí).........................................5〔一〕電力系統(tǒng)自動(dòng)化.....................................5〔二〕控制系統(tǒng)..........................................6〔三〕功率控制...........................................7〔四〕自動(dòng)頻率控制.......................................8〔五〕Matlab.............................................9二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備..........................................10設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求.........................................10三、利用MATLAB進(jìn)展仿真................................11〔一〕仿真的外部圖形...................................11〔二〕仿真的結(jié)果圖....................................13四、結(jié)論...............................................15參考文獻(xiàn)...............................................16答謝.................................................17區(qū)域控制誤差A(yù)CE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(duì)控制系統(tǒng)的要求越來越高。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(biāo)和功能的管理系統(tǒng)。而本次仿真運(yùn)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(xì)分為外環(huán)功率控制和內(nèi)環(huán)功率控制。功率控制是CDMA系統(tǒng)一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過這些認(rèn)知用區(qū)域控制誤差A(yù)CE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真，運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)展圖形的繪制與仿真結(jié)果的導(dǎo)出。通過電力系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)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(yàn)證該系統(tǒng)的可行性。關(guān)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(dòng)化已于人們的生活密不可分，電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化〔AGC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，尚需開展〕，電力調(diào)度的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建立綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無人值班。DTS即調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便〕,配電自動(dòng)化(DAS已經(jīng)實(shí)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(biāo)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(xué)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(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)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(jìn)展區(qū)域控制誤差A(yù)CE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真，幫助我們更深刻的認(rèn)知電力系統(tǒng)自動(dòng)化的應(yīng)用于設(shè)計(jì)，從而幫助我們的學(xué)習(xí)。一、設(shè)計(jì)前的認(rèn)識(shí)〔一〕電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化，電力調(diào)度的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的自動(dòng)化，現(xiàn)今最熱門的變電站綜合自動(dòng)化即建立綜自站，實(shí)現(xiàn)更好的無人值班。DTS即調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)為調(diào)度員學(xué)習(xí)提供了方便〕,配電自動(dòng)化。對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。電力系統(tǒng)是一個(gè)地域分布遼闊，由發(fā)電廠、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)和用戶組成的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行的復(fù)雜大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制，系統(tǒng)和元件的自動(dòng)平安保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)是保證供電的電能質(zhì)量〔頻率和電壓〕，保證系統(tǒng)運(yùn)行的平安可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。來談?wù)勊闹饕I(lǐng)域，按照電能的生產(chǎn)和分配過程，電力系統(tǒng)自動(dòng)化包括電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、火力發(fā)電廠自動(dòng)化、水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)自動(dòng)化、電力工業(yè)管理系統(tǒng)的自動(dòng)化等7個(gè)方面，并形成一個(gè)分層分級(jí)的自動(dòng)化系統(tǒng)(見圖〕。區(qū)域調(diào)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(diào)度中心、樞紐變電站和直屬電廠組成，由總調(diào)度中心構(gòu)成最高層次。而在每個(gè)層次中，電廠、變電站、配電網(wǎng)絡(luò)等又構(gòu)成多級(jí)控制。它分為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化，火力發(fā)電廠自動(dòng)化，水力發(fā)電站綜合自動(dòng)化，供電系統(tǒng)自動(dòng)化，電力工業(yè)管理系統(tǒng)自動(dòng)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(biāo)和功能的管理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)意味著通過它可以按照所希望的方式保持和改變機(jī)器、機(jī)構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何感興趣或可變化的量?？刂葡到y(tǒng)同時(shí)是為了使被控制對(duì)象到達(dá)預(yù)定的理想狀態(tài)而實(shí)施的?？刂葡到y(tǒng)使被控制對(duì)象趨于*種需要的穩(wěn)定狀態(tài)。1、按控制原理的不同，自動(dòng)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(shí)序進(jìn)展邏輯控制的稱為順序控制系統(tǒng)；由順序控制裝置、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控工業(yè)對(duì)象所組成。主要應(yīng)用于機(jī)械、化工、物料裝卸運(yùn)輸?shù)冗^程的控制以及機(jī)械手和生產(chǎn)自動(dòng)線。閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反應(yīng)原理根底之上的，利用輸出量同期望值的偏差對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)控制系統(tǒng)。2、按給定信號(hào)分類，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。其工作原理為：檢測(cè)輸出量的實(shí)際值，將輸出量的實(shí)際值與給定值〔輸入量〕進(jìn)展比擬得出偏差；用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得輸出量維持期望的輸出。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的根本任務(wù)，必須對(duì)系統(tǒng)在控制過程中表現(xiàn)出來的行為提出要求。對(duì)控制系統(tǒng)的根本要求，通常是通過系統(tǒng)對(duì)特定輸入信號(hào)的響應(yīng)來滿足的。例如，用單位階躍信號(hào)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(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能好，即：動(dòng)態(tài)過程平穩(wěn)〔穩(wěn)定性〕；響應(yīng)動(dòng)作要快〔快速性〕；跟蹤值要準(zhǔn)確〔準(zhǔn)確性〕?！踩彻β士刂茷槭剐^(qū)內(nèi)所有移動(dòng)臺(tái)到達(dá)基站時(shí)信號(hào)電平根本維持在相等水平、通信質(zhì)量維持在一個(gè)可接收水平，對(duì)移動(dòng)臺(tái)功率進(jìn)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(xì)分為外環(huán)功率控制和內(nèi)環(huán)功率控制。功率控制是CDMA系統(tǒng)一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率對(duì)小區(qū)內(nèi)通話的其他用戶而言就是干擾，所以要限制移動(dòng)臺(tái)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(guān)鍵技術(shù)之一。由于遠(yuǎn)近效應(yīng)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(diào)低其發(fā)射到用戶終端的功率值，用戶終端測(cè)量誤幀率，當(dāng)誤幀率超過預(yù)定義值時(shí)，用戶終端要求基站對(duì)它的發(fā)射功率增加1%。每隔一定時(shí)間進(jìn)展一次調(diào)整，用戶終端的報(bào)告分為定期報(bào)告和門限報(bào)告。反向功率控制在沒有基站參與的時(shí)候?yàn)殚_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(nèi)置的DSP數(shù)據(jù)信號(hào)處理器計(jì)算Eb/Io，進(jìn)而估算出下行鏈路的損耗以調(diào)整自己的發(fā)射功率。開環(huán)功率控制的主要特點(diǎn)是不需要反應(yīng)信息，因此在無線信道突然變化時(shí)，它可以快速響應(yīng)變化，此外，它可以對(duì)功率進(jìn)展較大范圍的調(diào)整。反向功率控制在有基站參與的時(shí)候?yàn)殚]環(huán)功率控制。功率控制的作用為功率控制能保證每個(gè)用戶所發(fā)射功率到達(dá)基站礎(chǔ)保持最小，既能符合最低的通信要求，同時(shí)又防止對(duì)其他用戶信號(hào)產(chǎn)生不必要的干擾。功率控制的作用是減少系統(tǒng)內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)之一。由于遠(yuǎn)近效應(yīng)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(duì)于系統(tǒng)容量、覆蓋、業(yè)務(wù)的QoS〔系統(tǒng)效勞質(zhì)量〕都有重要影響?！菜摹匙詣?dòng)頻率控制使輸出信號(hào)頻率與給定頻率保持確定關(guān)系的自動(dòng)控制方法。實(shí)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(gòu)成。后者大多采用壓控振蕩器，它能使中頻fi在輸入信號(hào)頻率fc和本地受控振蕩頻率fi發(fā)生變化時(shí)盡量保持穩(wěn)定。通常令fi＝f1－fc。鑒頻器的作用是檢測(cè)中頻的頻偏，并輸出誤差電壓。閉環(huán)時(shí)，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(fù)反應(yīng)作用經(jīng)過AFC環(huán)反復(fù)循環(huán)調(diào)節(jié)，最后到達(dá)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(dòng)調(diào)諧接收機(jī)，以簡化接收機(jī)的調(diào)諧手續(xù)，并使它在發(fā)射信號(hào)頻率不穩(wěn)定時(shí)也能進(jìn)展穩(wěn)定接收。20世紀(jì)50年代初期，AFC環(huán)始用于調(diào)頻通信接收機(jī)，以提高抗干擾能力；用于雷達(dá)接收機(jī)以實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)；還用于調(diào)頻發(fā)射機(jī)和其他電子設(shè)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(xué)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(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)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(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)展有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)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(shè)計(jì)語言〔如C、Fortran〕的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB的根本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、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(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也參加了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)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(jìn)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(duì)本次試驗(yàn)幫助作用非常大，有必要深入學(xué)習(xí)。二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：根據(jù)課本110到113頁的內(nèi)容，運(yùn)用MATLAB程序進(jìn)展圖形的制作與仿真，從而實(shí)現(xiàn)用區(qū)域控制誤差A(yù)CE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真圖，并求得每個(gè)區(qū)域的頻率和功率響應(yīng)。要求：1.遵循課本里的仿真內(nèi)容，不得擅自改動(dòng)參數(shù)2.運(yùn)用MATLAB程序，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)展仿真圖的設(shè)計(jì)3運(yùn)用MATLAB程序，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)展處理4.對(duì)整個(gè)仿真過程進(jìn)展總結(jié)，并寫出論文三、利用MATLAB進(jìn)展仿真〔一〕仿真的外部圖形〔二〕仿真的結(jié)果圖四、結(jié)論這次設(shè)計(jì)簡單分析了用區(qū)域控制誤差A(yù)CE建立兩區(qū)域系統(tǒng)的仿真框圖，仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以仿真動(dòng)畫代替實(shí)物模型既能節(jié)約大量的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)，又能提高實(shí)驗(yàn)的平安性，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間;以仿真動(dòng)畫的形式表示控制和程序的執(zhí)行結(jié)果，極大地增加了學(xué)生的參與實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，加深學(xué)生對(duì)課程的理解，提高教學(xué)的效果，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，鍛煉創(chuàng)新精神時(shí)，是非常有用的;以仿真程序代替實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開發(fā)后不需要過多的維護(hù)，還可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的多樣性。此次課程設(shè)計(jì)將上學(xué)期所學(xué)的MATLAB組態(tài)軟件知識(shí)較好的串聯(lián)起來，但本設(shè)計(jì)還有較多地方未能到達(dá)預(yù)期想法、效果，希望在今后的學(xué)習(xí)中能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)更加完善，提高自我！參考文獻(xiàn)[01]楊期余.?配電網(wǎng)絡(luò)?.：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(dòng)化?.第三版.中國電力[04]李惠昇主編，?MATLAB編程實(shí)