电力系统动态模拟实验是对电力系统进行试验研究的重要方法,通过对电力系统的模拟可以解决实际系统中无法对新理论进行验证、新技术和新设备进行试验等问题。本文所设计开发的实验系统能够反映电能传输全过程,实现了电力系统的检测、控制、监视、保护和调度,是基于现代电力系统高度自动化的综合模拟实验系统。在充分考虑实验系统特点和功能的基础上,本文提出了一种适合实验系统的“PLC+HMI”的调速、励磁、机组综合控制模式。以可编程控制器S7-200作为控制核心和硬件平台,以MT506T触摸屏作为人机界面,采用开放的模块化软件体系结构,整个系统可靠性高,操作简单,控制灵活。在发电机组模拟部分,采用转速、电枢电流双闭环调速方法对直流电动机的机械特性进行改造。同步发电机励磁调节器以PLC为控制核心,采用可控硅模拟励磁系统的方案。本文在阐述模拟发电机组系统原理的基础上,设计了系统的主回路与控制电路,详细地论述了基于PLC的机组控制的硬件设计,给出了机组自动开停机流程图。并通过宏指令函数实现了触摸屏与PLC的数据交换,阐述了同期装置和微机继电保护装置的设计方法。然后,利用组态软件、PLC自由口通信和Modbus规约实现PLC与上位机的通讯,在系统厂站监控功能的基础上,搭建了实验室调度系统。试验表明:本系统能很好地实现原动机调速器及自平衡特性、发电机励磁系统的仿真,整个系统的控制精度、可靠性和稳定性等都大为提高,各种参数都达到了预期的设计要求,具有明显的性价比优势和推广应用前景。