一、實驗臺整體功能概述：
1.1能夠滿足《電力系統自動化》、《電力系統分析》、《電力系統自動裝置原理》、《電力系統調度自動化》等課程中的實驗項目，并可完成課程設計、畢業設計、實習及某些研究課題等相關實驗；
1.2實驗臺嚴格按照實際電力系統自動化現場原型建模（單機—無窮大），實驗臺組網方便，既可單套獨立使用，也可以跟多機聯網調度監控實驗屏組網使用（構成“1+N”系統，即：多機—無窮大）；實驗臺所有運行參數學生都可以通過嵌入在操作臺面板上的15寸工控觸摸屏電腦查看并進行控制操作，至少具有調速、勵磁、同期、保護、PSS2A/2B 裝置、智能控制裝置、光電編碼器測速裝置、學生實驗報告動態記錄及生成軟件、電站狀態全過程運行系統、電力系統模型設計軟件、學生實驗操控軟件等軟硬件參數顯示功能。
二、實驗臺完成的實驗項目：
2.1電力系統穩態分析實驗：
1）電力系統網絡潮流分析計算實驗；
2）電力系統有功、無功平衡實驗；
3）電力系統頻率和電壓調整實驗；
4）電力系統單機-無窮大實驗；
5）發電機在不同線路模型下的穩態運行實驗；
6）發電機在非全相運行時的穩態運行實驗；
7）電力系統多機聯網微機調度實驗。
2.2電力系統暫態分析實驗：
1）發電機接地短路實驗；
2）發電機相間短路實驗；
3）輸電線路接地短路實驗；
4）輸電線路相間短路實驗；
5）短路暫態波形分析實驗；
6）不同短路時間對暫態穩定的影響實驗；
7）不同短路類型對暫態穩定的影響實驗；
8）不同運行方式對暫態穩定的影響實驗。
2.3同步發電機微機勵磁實驗：
1）同步發電機啟勵建壓實驗；
2）他勵和自并勵方式建壓的比較實驗；
3）微機勵磁裝置在不同控制目標下，發電機的運行參數比較實驗；
4）勵磁反時限過勵實驗；
5）勵磁欠勵實驗；
6）勵磁調差實驗；
7）勵磁伏赫限制實驗。
2.4電力系統功率特性和功率極限實驗：
1）發電機在不同線路模型下的功率極限實驗；
2）發電機在不同勵磁方式下的功率極限實驗。
2.5同步發電機準同期并列實驗：
1）發電機手動同期實驗；
2）發電機自動準同期實驗；
3）發電機非同期并網實驗（僅限于實驗室）。
2.6同步發電機的運行實驗：
1）同步發電機手動開機并網實驗；
2）同步發電機一鍵開機并網實驗；
3）同步發電機一鍵停機解列實驗。
2.7單機帶負荷實驗：
1）同步發電機帶感性負荷調整實驗；
2）同步發電機帶阻性負荷調整實驗；
3）甩負荷實驗。
2.8 PSS2A投入實驗：
1）PSS投退對電力系統穩定性的影響實驗；
2）PSS傳遞函數的波形檢測實驗。
2.9水電站發電模式演示實驗：
1）演示水電站高中低不同水位與發電功率調整的邏輯關系；
2）配置有功功率和無功功率增減的指示燈，可以觀察發電機調整時的功率反饋。提供幾種水位狀態下實時運行的真實界面！
2.10電力系統模型設計實驗：
1）發電機模型設計實驗；
2）變壓器模型設計實驗；
3）輸電線路模型設計實驗；
4）多種負載模型設計實驗。
2.11電力系統輔助功能模塊教學：
1）學生實驗報告動態記錄及生成；
2）學生操作全過程動態記錄及考核。
三、實驗臺主要配置及技術性能參數（為了學生實驗順利開出，供貨時單臺軟硬件配置不低于以下數量，以此作為驗收實質響應的依據）：
3.1主實驗操作臺一套：
1）輸入電源：三相四線(或三相五線 AC 380V±10％ 50Hz)；整機容量：＜3kVA、5A；
2）實驗操作臺柜體：
①采用全鋼制結構外加噴塑工藝，鋼板厚度不小于1.5mm，底部帶有萬向輪及固定裝置，柜內帶有兩組檢修燈及行程開關；尺寸不小于1650mm（長）*750mm（寬）*1800mm（高）；
②安全保障措施：總電源使用漏電保護開關控制，設置電源啟動和停止按鈕進行控制，緊急狀況下可按下急停按鈕開關，切除實驗臺上所有一、二次電源；符合電氣安全規范要求，提供國家相關部門出具的安全生產相關資格材料。
3.2同軸機組平臺一套：
1）直流電動機一臺：額定功率：不小于2.2kW，UN=220V，nN=1500r/min；
2）三相同步發電機一臺：額定功率：不小于2.5kVA,COSφ=0.8，UN=400V，nN=1500rpm；
3）同軸機組平臺一套：
①機組配有一套光電編碼器測速裝置（參數：1000P/R，增量式光電編碼器）；
②機組前端配有一套測功角指示盤（頻閃燈固定在機座上）；
③機座部分配有萬向輪，既可方便移動,實驗時也可固定。
3.3模擬輸電線路一套：采用雙回路遠距離輸電線路模型，每回路分兩段，并設中間開關站，使發電機與系統之間可構成四種不同聯絡阻抗，便于學生實驗分析比較：1）每相的電抗參數：xL1=xL2=20Ω，xL3=xL4=40Ω；2）短路點的Ｎ相對發電機中性點電抗：10Ω；3）短路點的Ｎ相對無窮大電源的中性點電抗:12Ω；4）四條輸電線路全部采用電抗器來模擬，并且電抗器在短路時不飽和。
3.4★模擬原動機調速系統一套：
1）具有模擬調節、微機手動調節、微機自動調節功能；
2）具有恒功率、恒頻、恒電樞電流、恒控制角等方式調節功能；
3）測量轉速精度小于0.2%、功角精度小于1%；
4）采用小低于1366*768 15寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作；
5）原動機調速功能區不僅具有觸摸屏操作方式還具有實際按鍵操作方式：至少應包括模擬調節電位器、合分閘按鈕、微機/模擬切換開關、自動/手動切換開關、開停機按鈕、增減速按鈕等；提供滿足上述功能的真實界面！
6）具有包含轉速、頻率、電樞電壓、電樞電流等實時運行波形顯示（可全屏、縮小、平移、查看任意一點的坐標數據）、錄波保存、打印功能；提供滿足上述功能的真實界面！
3.5 ★微機勵磁調節裝置一臺：
1）裝置采用現場工業級標準，主要由雙路電源、信號指示電路板、輸入/輸出電路板（由模擬量、開關量、六路高速脈沖組成）、主控電路板、脈沖功放電路板及全鋁合金機箱組成；CPU電路板主芯片采用32位浮點型數字信號處理器（DSP主頻不小于150MHz）；
2）采用PID+PSS2A/2B控制方式，標準IEEE Type PSS2A/2B 雙輸入電力系統穩定器模型；
3）勵磁電源運行方式：至少包含手動、自并勵、它勵等；勵磁控制方式：至少包含恒壓、恒勵磁電流、恒功率因數、恒控制角等；勵磁三相全控橋輸出波形（它勵恒控制角）；
4）勵磁系統控制方式：PID+PSS2A.P、PI、PID試驗、控制參數調整試驗并觀察勵磁波形；
5）勵磁控制器具有白噪聲輸入接口和勵磁傳遞函數控制量輸出D/A接口，能實現PID+PSS2A/2B傳函相頻特性和幅頻特性分析和控制參數辨識；
6）勵磁控制器具有試驗錄故和故障錄波功能；勵磁給定值與發電機端電壓值V/F試驗；具有并網后調差系數調整試驗；
7）裝置主界面能夠顯示的參數內容至少包括：機端電壓、勵磁電流、有功功率、無功功率、機組頻率、電壓給定Ug、調變電壓、同步相差、勵磁電流AC、勵磁電流給定Ig、儀變電壓、控制角ai、勵磁電流DC、無功功率給定Qg、系統電壓、控制角ak等；提供滿足上述要求且帶有實時運行狀態下真實數據界面！
8）裝置運行參數能夠顯示的內容至少包括：發電機頻率F、調變電壓、電壓給定Ug、發電機電壓Uf、儀變電壓、勵磁電流給定、有功功率P、系統電壓、無功功率給定、無功功率Q、基準電壓Ub、功率因數給定、無功下限Q-、定子電流A、控制角ai等；提供滿足上述要求且帶有實時運行狀態下真實數據界面！
9）裝置控制參數能夠顯示的內容至少包括：隔直時間常數、功率校正系數SIN、功率校正系數COS、電功率積分時間常數、電功率積分補償系統、相位補償超前時間常數T1、相位補償滯后時間常數T2、PSS輸出限幅、PSS增益等；提供滿足上述要求且帶有實時運行狀態下真實數據界面！
10）裝置具有開關量顯示的內容包括：并網、甩負荷、暫態、正序、異常、調變斷線、儀變斷線、PT斷線、IL測量異常、起勵允許、手動起勵、滅磁狀態、伏赫限制、延時過勵、瞬時過勵、過勵保護、無功過載、欠勵限制、功柜故障、三相不對稱等；提供滿足上述要求且帶有實時運行狀態下真實數據界面！
11）采用小低于1366*768 15寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作；裝置至少包含發電機電壓、發電機電流、有功功率、無功功率、視在功率等實時運行波形顯示（可全屏、縮小、平移、任意一點的坐標數據）、錄波保存、打印功能；提供滿足上述功能的真實界面！
12）發電機勵磁功能區不僅具有觸摸屏操作方式還具有實際按鍵操作方式：至少應包括手動調節電位器、恒UF/恒IL/恒Q/恒α操作按鈕、合分閘按鈕、自勵/他勵切換開關、自動/手動切換開關、開停機按鈕、增減磁按鈕、滅磁投/退切換開關、PSS投/退切換開關、PSS白噪聲輸入P+/P-插孔、PSS傳函DA輸出D+/D-插孔、信號發電器等；提供滿足上述功能的真實界面！
3.6?微機同期功能模塊一套：
1）壓差、頻差、相位差整定；
2）實時顯示同期點機側和系統側電壓差、頻率差、相角差波形；
3）發電機側電壓幅值、相位關系；
4）測定壓差、頻差、相差；
5）采用小低于1366*768 15寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作；
6）同期并網功能區不僅具有觸摸屏操作方式還具有實際按鍵操作方式：至少應包括手動/自動切換開關、發電機側電壓波形UF/UFN插孔、電網側電壓波形US/USN插孔等；提供滿足上述功能的真實界面！
7）模塊至少包含機側、系統側電壓和頻率等實時運行波形顯示（可全屏、縮小、平移、查看任意一點的坐標數據）、錄波保存、打印功能；提供滿足上述功能的真實界面！
3.7微機保護裝置及故障模擬模塊單元一套：
1）微機保護裝置至少具備輸電線路保護、發電機過流保護、低電壓保護、過電壓保護、頻率保護、負序過流保護、零序過流保護、自動重合閘功能等功能；具有RS485總線串行通信接口，具有雙以太網通信接口，支持網絡NARI LFP、網絡103、MODBUS TCP通信規約；
2）配套保護動作邏輯框圖軟件一套：學生可編輯，軟件以圖形化的方式實時直觀的展示出來，基于通用軟件基于C#高級語言開發，可以穩定運行在Windows操作系統平臺下，學生可以通過動作邏輯軟件靈活選擇動作條件，便于學生學習研究微機保護在不同動作條件下的實際動作的整個過程；提供動作全過程的真實運行界面！
3）采用小低于1366*768 15寸彩色觸摸屏顯示，方便學生察看及實驗操作。
4）微機保護及故障模擬區不僅具有觸摸屏操作方式還具有實際按鍵操作方式：至少應包括發電機/線路切換開關、A相/B相/C相/N相/短路操作按鈕等；提供滿足上述功能的真實界面！
3.8電力系統穩定器PSS2A/2B裝置一套：
1）采用標準IEEE Type PSS雙輸入電力系統穩定器模型，能夠進行PSS在系統運行中的抑制震蕩作用試驗；
2）具有白噪聲輸入接口和勵磁傳遞函數控制量輸出D/A硬件接口，能實現PID+PSS2A/2B傳函相頻特性和幅頻特性分析和控制參數辨識；提供滿足要求的佐證文件！
3）模擬量輸出接口可以輸出PSS傳函每級控制量波形；
4）單回路負荷試驗（PSS投入能增加線路最大輸送功率）；
5）提供以表格的形式顯示PSS2A/2B裝置至少十個子模塊和涉及到的整定參數；提供滿足要求的佐證文件！
3.9智能控制裝置一臺：
1）基于32位ARM控制器開發，采用6路觸發脈沖鎖相技術，輸出信號線性度高無死區，具備輸入缺相保護、過熱保護、浪涌保護等功能；
2）功率不低于3kW，智能控制模式支持手動控制和自動控制。
3.10變壓器一臺：容量：0.5kVA；Δ∕Y-11接法；變比：380/80V。
3.11電抗器技術參數：1）交流 40W，4A 數量：六個；2）交流 20W，4A 數量：六個；3）交流 10W，4A 數量：一個；4）交流 12W，4A 數量：一個；5）交流 25W，4A 數量：三個；6）直流平波電抗器DCL-12.5A DC220V數量：一個。
3.12電壓互感器：0.4kV/0.1kV，容量：30VA，三相，每相10VA 三組；電流互感器：10A/5A，2.5VA；0.66kV 十二個。
3.13實驗臺至少具有的計量儀表部分：
1）數字式多功能表 四塊：三相四線，電壓變比：380V/100V，電流變比10A/5A，帶RS485通訊功能；2）直流電壓表，0～250V，1.5級，指針式，一塊；3）直流電壓表，0～100V,1.5級，指針式，一塊；4）直流電流表，0～3A，1.5級， 指針式，一塊；5）直流電流表，0～10A，1.5級， 指針式，一塊；6）直流電流表，0～15A，外接15A/75mV分流器，1.5級，指針式，一塊；7）同期表一塊：MZ10，100V。
3.14模擬無窮大電源系統一套：將交流380V市電經15kVA三相自耦調壓器，通過輸電線路與實驗用的同步發電機構成“單機—無窮大”的電力系統。
3.15可編程控制器PLC一臺：1）AC/DC繼電器，機載I/O：不少于24個 24V DC數字輸入，不少于16個2A繼電器數字輸出，內存不小于48Kbyte，RS485接口，RJ45以太網接口，傳輸速率不低于100Mbit/s；2）配套一臺模擬量采集模塊。
3.16配套負載一套：3個150Ω及6個75Ω的負載；
3.17★人機界面及配套的運行軟件
1）人機界面一套：①為了便于學生實驗操作，工控觸摸屏電腦嵌入安裝在實驗臺操作面板左側上方，正好處于學生實驗操作正視角度；②屏幕尺寸采用不小于13寸工控觸摸屏電腦 高清LED鋁合金機身 抗干擾；內存8G ，CPU主頻2.0GHz，硬盤：固態、128G；安裝有Windows操作系統；③單臺就能夠對調速、勵磁、PSS、同期、保護、一鍵開停電、電廠運行、波形監測、波形分析等控制模塊進行實驗操作；
2）全過程記錄功能模塊軟件一套：
①記錄功能模塊軟件基于通用軟件C#環境下開發，分學生端和教師端兩種，具備權限管理功能，用戶可以自主設置登錄的身份和登錄信息，至少包括學生學號、姓名、班級等信息；
②學生端部分：具有完善的學生操作全過程動態記錄功能，實驗人員在啟動記錄功能后，系統將自動記錄的實驗人員的實驗操作過程，記錄內容及實時運行數據；并均以列表的形式展示，列表展示信息包括記錄信息序號、記錄信息時間、記錄信息內容等；同時，為便于記錄數據信息的檢索、查詢、保存，應具備按時間段為查詢條件進行記錄信息檢索功能、記錄信息刪除功能和記錄信息導出保存為Excel文檔的功能；提供實時運行界面！
③教師端部分：能夠接收所有學生操作全過程動態記錄報表并進行匯總保存、打印；提供真實操作過程界面！
3.18學生實驗報告動態記錄及生成軟件一套：
①基于通用軟件C#環境下開發，至少包括學生學號、姓名、班級、實驗名稱等信息內容；
②學生針對具體實驗時的操作步驟、表格中的實驗數據記錄、實驗波形都能實時同步自動記錄并填充到實驗報告表格中；提供滿足上述功能的真實操作過程界面！
③實驗報告能夠導出為PDF格式并可發送給教師端；提供滿足上述功能的真實操作過程界面！
④配有一套教師端軟件：能夠接收所有學生端提交的實驗報告進行匯總并保存，教師可以打印每一份學生實驗報告并進行評價；提供滿足上述功能的真實操作過程界面！
3.19★學生實驗操作軟件一套：
1）操作軟件基于通用軟件基于C#高級語言開發，可以穩定運行于Windows操作系統平臺下，具備權限管理功能，用戶可以自主設置登錄的身份和登錄信息；學生可以通過工控觸摸屏電腦中的操作軟件選擇所需要的實驗內容，實驗操控軟件具有一次主接線圖、運行參數、波形顯示等功能；能夠對調速、勵磁、同期、保護功能模塊畫面進行靈活切換操作，并且對各個模塊單元進行各種參數顯示、修改、調節、錄波等操作；
2）具有一鍵開停機功能，數據遠傳，智能電網無人值守功能；遠方設置P、Q閉環調節，可模擬功率自動調節功能。
3）操作軟件具有保護動作邏輯可視化功能：能夠以圖形化的方式人機界面中直觀的展示出來，學生可以通過動作邏輯軟件靈活選擇動作條件，便于學生學習研究微機保護在不同動作條件下的實際動作的整個過程。
3.20電力系統模型設計軟件一套
學生可以對電力系統相關設備進行自主選型，至少包括發電機、變壓器、輸電線路、PT/CT、電動機及其它負載等，系統會自動校驗并對不合理的參數進行提示，同時，軟件會根據參數計算穩態的相關數據和進行序網圖分析、計算并演示暫態計算的全過程，強化學生對電力系統分析基礎知識的掌握；提供實時運行界面。
