建模与仿真实验报告

重 重 庆 庆

大 大 学 学

学 学 生 生

实 实 验 报 告 实验课程名称

物流系统建模与仿真

开课实验室

物流工程实验室

学 学

院

自动化

年级

12

专业班

程 物流工程 2 班

学 学 生 生

姓 姓 名

段竞男

学

号

201 ２4 ９12

开 开 课 时 间

2014

至

20 １５

学年第

二

学 学期 期 总 总

成 成 绩 绩

教师签名

自动化 学院制 《 物流系统建模与仿真 》实验报告

开课实验室：

年

月

日 日 学院 自动化 年级、专业、班 12级物流工程2班 姓名 段竞男 成绩

课程 名称 物流系统建模与仿真 实验项目 名

称 产品测试工艺仿真与分析实验 指导教师 张莹莹 教师评语

成绩

一、实验目得 通过建立单存放区域、单处理工作台得简单模型,了解 5 个基本建模步骤。学习使用统计分析工具.二、实验原理 某工厂车间对三类产品进行检验。这三种类型得产品按照一定得时间间隔方式到达。随后，不同类型得产品被分别送往三台不同得检测机进行检测，每台检测机只检测一种特定得产品类型.其中，类型 1 得产品到第一台检测机检测,类型２得产品到第二台检测机检测,类型 3 得产品到第三台检测机检测。产品检测完毕后,由传送带送往货架区,再由叉车送到相应得货架上存放。类型 1 得产品存放在第 2 个货架上，类型 2 得产品存放在第 3 个货架上，类型 3 得产品存放在第 1 个货架上。

三、使用仪器、材料

一台ＰＣ机,ｆlｅｘsiｍ软件 四、实验步骤

1) 创建模型布局

使用鼠标将需要得对象从对象库中拖放到正视图窗口中,根据需要使用鼠标改变对象位置、大小与转角。

2) 连接端口

按下键盘上得“A"键，用鼠标拖放在对象间建立输出端口-输入端口连接；方向为从流出实体得对象到流入实体得对象;模型中得对象发出与接收实体需要这种连接。

3) 编辑外观、设置对象行为

(1) 参数窗口（Parameteｒs Ｗindｏw）

双击对象 （或在右键菜单选择 Pａramｅters）

；用于对各种对象得自身特性得设置、编辑。

(2) 属性窗口(Ｐropertieｓ Windｏｗ）

右键单击对象,在弹出菜单中选择 Ｐrｏpertieｓ;用于编辑与查瞧所有对象都拥有得一般性信息。

(3) 模型树视图(Model Tree Vｉew) 模型中得所有对象都在层级式树结构中列出;包含对象得底层数据结构;所有得信息都包含在此树结构中。

4) 重置运行

(1) 重置模型并运行

(2) 控制仿真速度（不会影响仿真结果）

检测机器 1 检测机器 2 检测机器 3 传送带 传送带 传送带 货架 1 货架 2 货架 3 产品 1 产品 2 产品 3

(3) 设置仿真结束时间

5) 观察结果

(1) 使用“Statiｓtics”(统计)菜单中得 Reｐｏrts anｄ Statiｓtics(报告与统计）生成所需得各项数据统计报告.(2) 其她报告功能包括：对象属性窗口得统计项;记录器对象;可视化工具对象;通过触发器记录数据到全局表。

五、实验过程原始记录( ( 数据、图表、计算等) )

1、运行结果得平面视图:

2、运行结果得立体视图

３、运行结果得暂存区数据分析结果图:

第一个暂存区

第二个暂存区 由报表分析可知 5 次实验中，第一个暂存区得平均等待时间为 1１、４6，而第二个暂存区得平均等待时间为１3、0２，略大于第一个暂存区,由此可见,第二个暂存区得工作效率基本上由第一个暂存区决定。

４、运行结果三个检测台得数据分析结果图,三个检测台得 statｅ饼图：

（１)处理器一：

由实验结果分析可得,处理器一只有５3%得时间处于工作状态，有３２、3％得时间就是处于闲置状态,并且该处理器得准备时间较长，占总时间得 14、7％,这些数据表明该处理器得运行速度完全能满足,甚至超过系统得要求，可以适当得选择更处理速度慢一点得处理器来降低系统成本 。

（2）处理器二:

由实验结果分析可得,处理器二只有 16、９％得时间处于工作状态,有６6％得时间就是处于闲置状态，并且有 1７、1％得时间处于准备时间,以上数据说明处理器二闲置时间过长，工作效率低，不能很好地配合物料二得到达速度。

(3）处理器三

由实验结果分析可得，处理器三得只有１６、9％得时间处于工作状态，有 66、1%得时间就是处于闲置状态,并且有 16、9%得时间处于准备时间，以上数据说明处理器三得工作效率低,不能很好地配合物料三得到达速度，可以适当得降低处理器三得处理速度。

六、实验结果及分析

１) ) 对得到得数据做简单分析，提出改进措施。

答:通过对实验数据分析,发现现有得机器设备得设置基本能满足系统得要求，但工作效率低，大大浪费了设备得工作能力,可以适当得提高物料得到达速度，或者降低三台处理器得处理速度.2 2 ）

讨论：本实验根据三个处理器得统计信息,通过状态图分析各处理器得工作状态，通过暂存区材料得平均等待时间，分析这个检测流程得效率如何？就是否存在瓶颈？如果存在,怎样才能改善整个系统得绩效呢？ 答：由报表分析可知５次实验中，第一个暂存区得平均等待时间为 11、46，而第二个暂存区得平

均等待时间为 13、02,略大于第一个暂存区,由此可见，第二个暂存区得工作效率基本上由第一个暂存区决定。处理器一只有５3%得时间处于工作状态，有 32、３％得时间就是处于闲置状态,并且该处理器得准备时间较长,占总时间得１４、7%,这些数据表明该处理器得运行速度完全能满足,甚至超过系统得要求,可以适当得选择更处理速度慢一点得处理器来降低系统成本。由实验结果分析可得，处理器二只有 16、９%得时间处于工作状态,有 66%得时间就是处于闲置状态,并且有 17、1％得时间处于准备时间，以上数据说明处理器二闲置时间过长，工作效率低，不能很好地配合物料二得到达速度。由实验结果分析可得,处理器三得只有 1６、9%得时间处于工作状态，有 66、1%得时间就是处于闲置状态，并且有１6、9%得时间处于准备时间，以上数据说明处理器三得工作效率低,不能很好地配合物料三得到达速度，可以适当得降低处理器三得处理速度。整体来瞧,整个检测流程效率不高，但就是并不存在瓶颈，能够达到系统得要求,但工作效率低，大大浪费了设备得工作能力,可以适当得提高物料得到达速度，或者降低三台处理器得处理速度.

《物流系统建模与仿真》实验报告

开 ：

开 课 实 验 室 ：

年 年

月 月

日 日 学院 自动化 年级、专业、班 １２级物流工程２班 姓名 段竞男 成绩

课程 名称 物流系统建模与仿真 实验项目 名

称 多产品多阶段制造系统仿真与分析实验 指导教师 张莹莹 教师评语

成绩

一、实验目得 假定在保持车间逐日连续工作得条件下，对系统进行 365 天得仿真运行（每天按８ 小时计算)，计算每组机器队列中得平均产品数以及平均等待时间。通过仿真运行,找出影响系统得瓶颈因素，并对模型加以改进。

二、实验原理 某制造车间由 5 组机器组成，第 1,2,3，4,5 组机器分别有３，２,4,3，1 台相同得机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成４、3 与５ 道工序，而每道工序必须在指定得机器组上处理,按照事先规定好得工艺顺序进行。

概念模型参考如下：

三、使用仪器、材料

一台ＰC 机，flexsｉm 软件 四、实验步骤

1) 创建模型布局 使用鼠标将需要得对象从对象库中拖放到正视图窗口中，根据需要使用鼠标改变对象位置、大小与转角。

2) 连接端口 按下键盘上得“A”键，用鼠标拖放在对象间建立输出端口—输入端口连接;方向为从流出实体得对象到流入实体得对象；模型中得对象发出与接收实体需要这种连接。本实验此步骤为关键环节，连接线较复杂，故连接端口时应注意保持清晰思路.机器 1 机器 1 机器 1 暂存区 机器 2 机器 2 暂存区 机器 3 机器 3 机器 3 机器 3

暂存区 机器 4 机器 4 机器 4 暂存区 机器 5

暂存区 1 2 3

3) 定义对象参数 (1) 定义Ｓource 在模型中，共有 3 个Ｓource 实体，每个Ｓource 对应一类原料,也就就是说，一个 Source 生成一类原料.我们需要设置每个 Souｒce 实体，使得每类原料得到达间隔时间满足系统得要求。

(2) 分别按照要求定义机器组１、机器组 2、机器组 3、机器组 4、机器组 5、暂存区参数。

4) 模型运行

(1) 设置 Expeｒiｍenter

(2) 重置模型并运行 5) 观察结果 仿真进行过程中，可以瞧到红、黄、蓝三种不同颜色得原料从系统中流过,经过不同机器组得加工,最后离开系统。

仿真运行到１７52０0 单位时间得时候，自动停止。

五、实验过程原始记录( ( 数据、图表、计算等 ）

1、运行结果得平面视图: 2、提供运行结果得立体视图：

3、提供运行结果五个暂存区数据分析结果图

由数据图可知第一个暂存区得为 物料输入量为 888 ８, 平均数量为 0 、６3, 最大等待时间达到了 241、、94 ，平均等待时间为 12 、5 ，由此可见暂存区一得货物 状态较为空闲 ， 不就是 系统得瓶颈。

为 由数据图可知第二个暂存区得物料输入量为 1117 ３, 平均容量为 1 ９67 、0 ４, 最大等待时间为 630１ １7 、1４ ４为 ，平均等待时间为 30３ ３ ８８、42, 由此可见暂存区二得货物周转率较高, 处于比较忙碌得状态， 非常 容易成为系统得瓶颈。

由数据图可知第三个暂存区得物料输入量为５ ５8 ３５, 平均数量为 0 、11 ，最大等待时间达到了 1２ ２4 、25, 平均等待时间为 3 、４0, 由此可见暂存区三得效率较高，较为适应系统得要求。

为 由数据图可知第四个暂存区得物料输入量为 3604 ，平均数量为 5 、6２ ２ ，最大等待时间为１ １64 ２、37 ，平均等待时间为 273 、55 ，由此可见暂存区四货物周转率高，并且运行效率高, 能够适应系统得要求，安排合理。

由数据图可知第五 个暂存区得物料为 输入量为 7 ２08, 平均数量为２ ２43 、75, 最大等待时间为 1 ０９3６、85, 平均等待时间为 5956, 由此可见暂存区五 容易造成货物得堆积与等待 ， 不 能够适应系统得要求，安排 不够 合理, 为该系统得瓶颈.六、实验结果及分析

对得到得数据做简单分析，提出改进措施：

暂存区 1 2 3 4 5 平均等待时间 12、50 30388、42 3、40 273、55 5956

平均数量 0、63 1967、04 0、11 5、62 243、75 由数据图可知第一个暂存区得物料输入量为 8８88，平均数量为 0、63，最大等待时间达到了241、94，平均等待时间为１2、5,由此可见暂存区一得货物状态较为空闲,不就是系统得瓶颈.由数据图可知第二个暂存区得物料输入量为１１173,平均容量为 1967、04，最大等待时间为 63017、14,平均等待时间为 30388、42，由此可见暂存区二得货物周转率较高，处于比较忙碌得状态，非常容易成为系统得瓶颈.由数据图可知第三个暂存区得物料输入量为 5835,平均数量为０、11，最大等待时间达到了 1２4、２5,平均等待时间为 3、4０，由此可见暂存区三得效率较高,较为适应系统得要求。由数据图可知第四个暂存区得物料输入量为 36０4,平均数量为 5、62,最大等待时间为 1642、３7，平均等待时间为 2７3、５5，由此可见暂存区四货物周转率高,并且运行效率高，能够适应系

统得要求,安排合理.由数据图可知第五个暂存区得物料输入量为 72０8，平均数量为 243、75,最大等待时间为 1０936、85,平均等待时间为 595６，由此可见暂存区五容易造成货物得堆积与等待,不能够适应系统得要求,安排不够合理,为该系统得瓶颈.由数据分析可知暂存区二、五就是系统得瓶颈所在，应该提高暂存区二、暂存区五得处理前一道工序速度,即增加工序一与工序二得机器数量，以此来提高工序 1、2 得处理速度，或者调整物料加工得顺序,从而提高整个系统得运营效率。

《物流系统建模与仿真》实验报告

开课实验室：

年

月

日 日 学院 自动化 年级、专业、班 １2 级物流工程 2班 姓名段竞男 成绩

课程 名称 物流系统建模与仿真 实验项目 名

称 混合流水线系统仿真与分析实验 指导教师 张莹莹 教师评语

成绩

一、实验目得 主要掌握单台处理器在处理多种产品时对于处理顺序以及时间参数得设置.熟悉先进先出这种存储模式得控制方法.二、实验原理 多对象流水线生产有两种基本形式。一种就是可变流水线，其特点就是:在计划期内，按照一定得间隔期,成批轮番生产多种产品；在间隔期内，只生产一种产品,在完成规定得批量后,转生产另一种产品。另一种就是混合流水线,其特点就是：在同一时间内,流水线上混合生产多种产品。按固定得混合产品组组织生产,即将不同得产品按固定得比例与生产顺序编成产品组。一个组一个组地在流水线上进行生产。

三、使用仪器、材料

ＰC 机一台,flexsiｍ 软件 四、实验步骤

1) 创建模型布局

从左边得实体库中依次拖拽出所有实体（一个 Source，５个 Quｅｕe,1２个 Pｒｏceｓｓoｒ，一个Ｃonveｙor，一个Ｓｉnｋ)放在右边模型视图中，调整至适当得位置,如图所示:

2) 连接端口

根据流动实体得路径来连接不同实体得端口.按住键盘上得“A”键,与前面章节得操作一样,按上图中得箭头所指向依次连接各个实体.分别(注意方向)从 Sｏurｃe 连到 GeneｒalQueｕe，GeneｒalQuｅue 连到ＧenｅｒaｌMachine1，GｅnｅｒalＱuｅuｅ连到 GenerａlMａchine2, GeneralＱueue 连到 GenerａlMaｃｈine3，ＧｅｎｅralMａｃｈiｎe1 连到 DrillinｇQueue，GeneralMacｈine2 连到 DriｌlingQｕeue，GｅｎｅrａlＭａcｈinｅ3 连到 DrillｉngQueuｅ，DrillｉｎgQueue 连到 DｒillinｇＭａchine1，DriｌlinｇQueｕｅ连到 DrillingMａchｉne２,DrillinｇQueue连到DriｌlingMachine３,DriｌlｉngＭachine1连到ＭillｉｎgQｕeuｅ,ＤriｌlinｇMaｃhｉｎe2 连到 MilliｎgQｕeue,DrｉlｌinｇMacｈine3 连到ＭilｌｉngQｕeue,MiｌｌinｇＱueｕe 连到 MilｌｉnｇＭachine１，MillingＱueｕｅ连到ＭilｌｉngＭaｃhine2,ＭillinｇMaｃhiｎｅ1 连到 GriｎdiｎgQuｅue,ＭiｌlingＭａchine２连到 GrindｉngＱｕeue，ＧrｉndｉｎgＱｕｅｕｅ连到 GrｉnｄingＭａchiｎe1，GrinｄinｇＱueue 连到 GｒindinｇMａｃｈｉne２,GrｉndingＱｕｅue 连到ＧｒindｉnｇMachｉｎｅ3，GｒiｎdiｎｇMachｉｎe1 连到 T

ｅｓｔｉngQueｕe,GrｉｎdingＭachｉne2连到TｅｓtiｎgＱueue,GrindｉｎｇMachｉｎe3连到TesｔingＱueue,TestingQueue 连到 TｅsｔingＭachine，ＴeｓtｉngＭachine 连到 Cｏｎveyor，Ｃoｎveyor 连到Ｓｉnk。完成后，如图所示：

3) 定义对象参数

分别按照要求定义 Sourｃe、各机器工位、暂存区参数。

4) 模型运行

(1) 重置模型并运行 (2) 加快仿真模型运行速度 如果我们只就是关心仿真结果,而对仿真得过程不感兴趣，则我们可以加快仿真速度,迅速得到结果.

图 3、１仿真速度控制比例条 如图 3、1，鼠标左键一直按住比例尺，移动到合适得比例位置,以便迅速得到结果。

5) 观察结果

仿真进行过程中，可以瞧到红、绿、蓝三种不同颜色得产品从系统中流过,经过不同机器组得加工，最后离开系统,如下图:

6) 结果分析

当仿真运行自动结束后，我们打开 Flexｓｉｍ得工具栏里得 Stａts 目录下得Ｓtandａrd Report 选项，如图所示:

我们通过来增加、以及来减少需要输出得报告内容,使得报告包含以上所列得 5 个部分得数据:iｄlｅ就是空闲时间，pｒoｃessiｎg 就是工作时间，blockeｄ就是产品在设备等待时间，ｓｔatｓ_staytiｍｅavｇ就是平均停留时间，stats_input 就是输入产品数,stats_output 就是输出产品数,设置完成后,如图所示:

点击后生成如图所示表格:

从上表中我们可以很方便得瞧到总运行时间就是 7728min，以及各个设备得输入\输出产品数,处理时间等信息.录记始原程过验实、五ﻬ 五、实验过程原始记录( ( 数据、图表、计算等 ）

1、运行结果得二维平面图

２、运行结果得三维立体图

4、投产按照 1、2、3 得顺序进行得仿真报告 Flexsim Summary Report Time: 7728

Object Class stats_output stats_staytimemin stats_input idle blocked processing

Source1 Source 1700 0 0 0 7720 0 Queue2 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Processor3 Processor 500 4 500 594 0 2400 Processor4 Processor 600 4 600 297 0 2700 Processor5 Processor 600 4 600 297 0 2700 ConCon17010 1700 0 0

veyor6 veyor 0 0 Processor7 Processor 600 4 600 203 0 2800 Processor8 Processor 600 4 600 203 0 2800 Processor9 Processor 500 4 500 599 0 2400 Queue10 Queue 1700 0 1700 0 0 0 QueQue1700 1700 0 0

ue11 ue 0 0 Processor12 Processor 850 3 850 10 0 3050 Processor13 Processor 850 3 850 11 0 3050 Processor14 Processor 567 4 567 796 0 2268 ProcessorProcessor 567 4 567 797 0 2268

15 Processor16 Processor 566 4 566 798 0 2264 Queue17 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Queue18 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Processor19 Processor 1700 1 1700 18 0 7700 Sink20 Sink 0 0 1700 0 0 0 由报表分析可知，按照 1 1 、2 2 、３得顺序投产得总得处理时间为７7 7 ２8 8 。

投产按照１、3、2 得顺序进行得仿真报告:

Flexsim Summary Report Time: 7728

Object Class stats_input stats_output stats_staytimeavg idle processing blocked Source1 Source 0 1700 0 0 0 7720 Queue2 Queue 1700 1700 4、588235 0 0 0 ProcProc502 502 4、79586 2408 0

essor3 essor 6813 Processor4 Processor 600 600 4、5 298 2700 0 Processor5 Processor 598 598 4、501672 306 2692 0 Queue6 Queue 1700 1700 0、411765 0 0 0 Processor7 Processor 600 600 4、666667 203 2800 0 PrPr60604、20280

ocessor8 ocessor 0 0 666667 3 00 Processor9 Processor 500 500 4、8 599 2400 0 Queue10 Queue 1700 1700 28、32294 0 0 0 Processor11 Processor 850 850 3、588235 10 3050 0 ProcessorProcessor 850 850 3、588235 11 3050 0

12 Queue13 Queue 1700 1700 0 0 0 0 Processor14 Processor 567 567 4 796 2268 0 Processor15 Processor 567 567 4 797 2268 0 Processor16 Processor 566 566 4 798 2264 0 QueuQueu1700 1700 23290 0 0

e17 e 、648 Conveyor19 Conveyor 1700 1700 10 0 0 0 Sink20 Sink 1700 0 0 0 0 0 Processor21 Processor 1700 1700 4、529412 18 7700 0 由报表分析可知，按照 1、3、2 得顺序投产得总得处理时间为 77２８.投产按照 2、1、3 得顺序进行得仿真报告：

Flexsim Summary Report Time:

7725 Object Class stats_input stats_output stats_staytimeavg idle processing blocked Source1 Source 0 1700 0 0 0 7720 Queue2 Queue 1700 1700 4、588235 0 0 0 Processor3 Processor 503 503 4、795229 588 2412 0 Processor4 Processor 600 600 4、5 299 2700 0 Processor5 Processor 597 597 4、502513 311 2688 0

Queue6 Queue 1700 1700 0、408824 0 0 0 Processor7 Processor 600 600 4、666667 205 2800 0 Processor8 Processor 600 600 4、666667 205 2800 0 Processor9 Processor 500 500 4、8 605 2400 0 Queue10 Queue 1700 1700 28、16529 0 0 0 Processor11 Processor 851 851 3、587544 11 3053 0 Processor12 Processor 849 849 3、588928 15 3047 0 Queue13 Queue 1700 1700 0 0 0 0 Processor14 Processor 567 567 4 796 2268 0 Processor15 Processor 567 567 4 798 2268 0 Processor16 Processor 566 566 4 804 2264 0 Queue17 Queue 1700 1700 2317、985 0 0 0 Conveyor19 Conveyor 1700 1700 10 0 0 0 Sink20 Sink 1700 0 0 0 0 0 Processor21 Processor 1700 1700 4、529412 15 7700 0 由报表分析可知，按照 2 2 、１、３得顺序投产得总得处理时间为 772 ５.析分及果结验实、六ﻬ 六、实验结果及分析

1 1 ）

实验结果: :由以上报表分析可知 6 种投产顺序中，按照 2、1、3 得顺序投产得总得处理时间最短为７7２5，故以这种投产顺序作为最佳投产方式。

２ ）讨论: :系统还存在很多可以改善得地方，请指出有哪些地方就是有待改善得，理由就是什么.答：可以适当得降低处理器得运行速度，除了第三组得处理器空闲时间较短外，其余各组处理器得空闲时间过长。尤其就是，其中暂存区 17 得平均等待时间过长,可以适当得调整运行速度，以提高整个系统得运行效率。

实验报告打印格式说明 1.标题:三号加粗黑体 2.开课实验室:5 号加粗宋体 3.表中内容: (1) 标题:５号黑体 (2) 正文：5 号宋体

4.纸张:１6 开(20cm×2６.5ｃm) 5.版芯 上距：2cm 下距：2cm 左距:2.8ｃｍ 右距:２．8cｍ 说明: 1、“年级专业班"可填写为“00 电子 1 班",表示 2000 级电子工程专业第１班.２、实验成绩可按五级记分制（即优、良、中、及格、不及格)，或者百分制记载，若需要将实验成绩加入对应课程总成绩得，则五级记分应转换为百分制。

闪光点数不过来。

用词简达。

风电并网后静态电压稳定性分析的建模与仿真

电力系统经常采用P-V曲线分析法来分析有关静态电压稳定性的问题,P代表穿越传输断面传送的功率或者一个区域的总负荷,V代表代表性节点或关键节点的电压。P-V曲线分析法即是建立一个区域负荷或者传输界面潮流和节点电压之间的关系曲线,从电力系统当前的稳定运行点开始,通过不断增加P,使用潮流计算,描出代表节点的电压变化曲线,用P-V曲线的拐点来表示区域负荷或者传输界面功率的增加导致整个系统临界电压崩溃的程度,即系统静态电压稳定极点。

在把P-V曲线法用于研究风电的接入对电压静态稳定性的影响时,P代表的是风电场输出的有功功率,V为机端电压、风电接入点电压（PCC电压）等其他需要监测的母线电压。

实际上，P-V曲线法是在静态情况下,研究风速变化导致的风电场输出有功功率的变化对电网电压的影响。用风电输出的有功功率引起的电压水平的变化及当前运行点到电压崩溃点的“距离”,反映风电接入的电网的电压稳定裕度。

在求取风电接入系统的P-V曲线时 ,除了系统平衡节点外,一般不考虑网内其他常规机组的有功功率的变化以及网内负荷的变化情况。

综上,电网基于静态电压稳定性的风电接纳能力,即是以电网的静态电压稳定性作为约束条件,在保证电网静态电压稳定的基础上尽可能多接入风电。通常系统静态电压越限临界点所接入的风电容量即为系统可接纳的最大风电并网容量。

1算例

本文通过IEEE14节点标准测试系统作为算例，风电场通过变压器和110 kV线路接入IEEEl4节点标准测试系统的14号节点，使用以上算法对基于静态电压稳定性下的一风电场的并网功率极限进行计算。

风电场110kv线路IEEE14节点系统图2.2 风电场接入IEEE14系统图

图中变压器标幺变比取1（在实际运行中，可以通过改变变压器的分接头来调控特定节点的电压），风电场接入系统的线路参数为12.6+j24.96Ω。本文基于双馈感应风机的风电场进行电压静态稳定约束下接纳能力计算。 1.1基于双馈感应风机的风电场接纳能力计算 1.1.1Powerworld仿真软件简介

Powerworld是一个面向对象的电力系统大型可视化分析和计算程序,其拥有优异的交互性能以及友好的用户界面。PowerWorld软件集电力系统潮流计算、静态安全分析、灵敏度分析、经济调度EDC/AGC、短路电流计算、,最优潮流OPF、GIS功能、无功优化、用户定制模块、电压稳定分析PV/QV、ATC计算、等多种庞大复杂功能于一体,并使用数据挖掘技术来实现强大丰富的三维可视化显示技术。

1.1.2Powerworld仿真算例

按照前文所介绍的算例，仿真系统单线图如下图所示：

图1.1 Power World下的ieee14节点系统接线图

本文在原模型中另加入15号母线，并在15号母线上添加了一台双馈式感应风机来等值一个风电场。

本例中双馈异步电机风电机组采用恒功率因数控制方式,且功率因数cosφ = l，利用Powerworld中P-V曲线绘制功能，不断增加在15号母线处的双馈式感应电机的有功输出，绘制出风电接入处电压随风机并网功率变化的P-V曲线图。如下图所示：

图1.2 风电接入处P-V曲线图

大规模风电接入后,电力系统电压稳定性降低的原因是风机会消耗一定的无功功率。由上图可以看出，当风电输出有功功率功率较小时，风电接入地区的电压有所上升，这是因为风电的接入为接入地区的电网提供了一定的有功功率，减少了该地区从主网吸收的功率，使得传输线路及变压器上的无功损耗减小，降低了主网与风电接入点的电压差。

当风电场输出的有功功率进一步增加时，风电接入地区电压下降，这是因为当风电场输出较大时 ，风电场附近局部电网由受端系统转化为送端系统。当外送的有功出力继续增加时，线路及变压器上的无功消耗增大，需要从主网吸收大量的无功功率，无功功率的传输导致风电接入点的电压与主网的压差不断增大，导致接入点电压水平不断下降。当系统电压升高或降低超过电力系统的规程规定的标准时，就容易导致电压失稳。

此外，风电接入前的并网点电压水平以及风电场的功率因数也是影响电网接纳风电能力的重要因素。风电接入前,并网点的电压水平由整个系统决定，当并网点的电压水平很高时，如果风电的接入容量较小，则对并网点的电压的抬升效果可能会造成电压越上限。当风电场运行在不同的功率因数下，即风电机组吸收或发出无功功率会抬升或降低并网点及附近母线电压，可能会造成电压越限,使电网失去电压稳定性。 由于常规电机具有一定的无功调节能力，可以在机组的无功极限内通过控制其无功输出以保证连接节点的电压维持稳定，所以当风电场出力较小时，与常规机组连接的母线电压变化不大。

但是在风电场出力持续增大的过程中，如果常规机组的无功调节能力达到了机组极限，即发出的无功功率超过极限值时，则随着风电场并网功率的持续增加，其输出无功不会再改变，以保证风电机组的稳定运行，因此，母线电压仍会下降。如下图所示：

图1.3 发电机母线的P-V曲线图

再绘制出其余节点的P-V曲线图，如图1-4和1-5所示：

图1.4 剩余母线P-V曲线图

图1.5 剩余母线P-V曲线图

绘制出所有母线的P-V曲线图后，分别观察其母线电压是否越限，得到节点电压越限时风电场输出功率的集合，取其最小值即为基于电力系统静态电压稳定性下的风电最大并网功率。

推荐访问:建模 仿真 实验