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摘 要

电力系统对我国民经济发展中有着不可或缺的作用，随着现代电力系统的创新在不断提高，与此同时电力网络也变得错综复杂，此时仅通过不断采用先进的设备制造技术和控制技术或者提高变电站的自动化程度，不足以保证变电站的稳定运行，在我国电力工业发展的进程中对变电仿真培训系统的需求越来越强烈，现如今越来越多的有关电力系统的培训和开发依赖于仿真培训系统。所谓的变电仿真培训系统不仅可以实现逼真、有效的仿真培训，而且还能无误的表明电力网络和变电站之间关系。

其中，变电仿真培训系统中数据模型主要包括潮流计算和短路计算，本文通过对变电仿真培训系统的短路计算模块进行数据处理，首先对该系统进行了全方位的理论分析，然后较详细的阐述了关于该系统中短路计算模块的原理，根据原理设计出适用于变电仿真培训系统的短路计算模型。

关键词：变电；仿真系统；设计；培训；故障计算

Design of Substation Simulation Training System--Short circuit calculation module

ABSTRACT

The power system plays an indispensable role in the development of our national economy. With the continuous improvement of modern power system innovation, the power network has also become complex. At this time, only by continuously adopting advanced equipment manufacturing technology and control technology or improving the automation degree of substation, it is not enough to ensure the stable operation of substation, In the process of the development of China's power industry, the demand for substation simulation training system is more and more intense. Nowadays, more and more power system training and development rely on simulation training system. The so-called substation simulation training system can not only realize realistic and effective simulation training, but also show the relationship between power network and substation.

Among them, the data model of substation simulation training system mainly includes power flow calculation and short-circuit calculation. In this paper, through the data processing of the short-circuit calculation module of substation simulation training system, we first make a comprehensive theoretical analysis of the system, and then elaborate the principle of the short-circuit calculation module in the system in detail, According to the principle, a short circuit calculation model suitable for substation simulation training system is designed.

Keywords：Substation; Simulation system; Design; Training; Short circuit calculation

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及研究的目的和意义 1

1.2 国内外对仿真系统研究动态 1

1.3 本文的主要工作 2

第二章 系统设计及模块划分 3

2.1 变电仿真培训系统的问题提出 3

2.2 变电仿真培训系统的概述 3

2.2.1变电仿真系统的范围及内容 3

2.2.2变电真系统的分类 3

2.3变电仿真培训系统的构成 4

2.3.1硬件构成 4

2.3.2软件构成 5

2.3.3系统功能构成 6

2.4变电仿真系统的功能模块划分 7

2.4.1系统仿真子系统 7

2.4.2辅助学习子系统 8

2.4.3考试子系统 8

2.5变电仿真培训系统的数据模型 9

第三章 短路计算模块介绍 10

3.1短路电流计算发展 10

3.2短路计算的理论论述 10

3.4短路计算模块原理 11

3.5各个序网的故障计算 13

3.5.1短路电流计算使用的算法 13

3.5.2故障点和各节点的电流和电压计算 15

第四章 短路计算模块程序设计及功能实现 17

4.1短路计算模块程序设计思想 17

4.2短路计算模块程序实现 18

4.3短路计算功能实现 20

第五章 结论与展望 23

5.1结论 23

5.2对未来的展望 23

致谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

二十一世纪是中国经济发展的大好机会，各个方面都将进入世界前列，社会需要发展就必须先发展电力，国家经济发展就像一棵蓬勃生长的大树，需要汲取各种各样的营养，而电力工业就好比国家经济所需的“营养”，只有充分的电力保障才能让经济高质量发展；不仅如此大到国家的发展，每个小家正常生活作息也离不开电力，所以要让电力安全变得越来越可靠。在有关部门的正确领导下，有效的展开各项工作任务，要牢牢抓住安全生产和监督，更要坚持节能减排和服务人民群众，要对电力系统加大创新研究，解决影响安全生产的各种问题。由这些年的数据统计表明，我国电力电网中的很多安全事故造成的原因是人为因素导致的，因此，为了确保电网在安全、可靠、经济的情况下运行，就需要提高电网运行人员的技术素质和运行管理素质，这时，设计开发一款满足电网变电运行人员培训的仿真培训系统尤为重要。

假如电力工业中没有变电仿真培训系统的开发与设计，电网变电运行人员的培训效果会大打折扣，会发生调度员对电网中发生的事故判断不准确、事故发生后处理不恰当等情况。其中最主要的是缺乏实际操作和动手的机会，在对运行人员进行理论培训的同时应该结合实践，只有这样才能得到检验和发展，并且在实践过程中不断去反思、去创新。

1.2 国内外对仿真系统研究动态

早在70 年代初期，在国外就兴起了对电力系统的仿真研究。他们主要集中对火力发电厂发电机组进行仿真，然后相继扩展对电网和变电站的仿真培训。1971年美、英、日等国分别安装了第一套大容量的火电仿真培训装置。相比于火电培训系统，电网仿真发展要晚一些，直到1977年美国 CDC 公司研究出第一套调度员培训仿真系统DTS 装置，所谓DTS 装置是一种培训仿真的系统，它主要服务于调度员，与此同时，70年代日本关西电力公司建立了变电站仿真系统，从能查阅到的有关资料分析，仿真培训系统主要应用电力系统调度、火电厂、核电厂等，而变电仿真培训系统的开发、使用及相关资料少之又少^[6][18]。

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