电力系统的研究方法和其它科技领域一样，可以概括为理论分析和科学实践两种途径，理论分析能够阐明电力系统的基本规律，并探索新的原理和方法，对于电力系统的研究来说毫无疑问是极端重要的。但是由于电力系统及其暂态过程的复杂性，仅靠理论分析往往难以对其产生客观的认识。因此想要得到较为全面的认知，就必须把理论研究和科学实验结合起来。除此之外，很多新的原理和规律，也都是在科学试验的启发下总结出来的。电力系统的科学试验研究可以在实际电力系统（简称原型）上进行，也可以在模拟的电力系统（简称模型）上进行。在原型上进行科学试验研究，可以得到最真实的结果，但是在电力系统原型上进行试验，往往会受到诸如时间、经济、安全等多方面因素制约。同时对一些可能产生严重后果或损害的试验项目（如短路、振荡、失步等），由于系统运行条件的限制往往不能实际执行，更不能进行多次重复试验，特别是对于一些规划中的新型工程项目，更难以在现有的电力系统中进行。因此，模型试验在电力系统研究工作中具有十分重要的意义。

动态模拟实验系统是分析电力系统特征、测试继电保护及二次设备的重要工具,在我国已经得到了广泛的应用。目前动模系统的工作电压一般为350-1000V，装机容量一般在几十至数百千伏安。虽然动态模拟实验系统在电力系统分析中有着不可替代的作用，但是其巨大的电压和容量会带来一系列的缺点：投资巨大、占地广、功耗高、噪声大、运行费用高等等。为了克服现有的动模系统存在的种种缺陷，本设计拟创新性地设计微型动模系统。与现有动模系统相比，微型动模系统具有投资少、功耗低、运行费用低和操作方便等优点, 有望将投资巨大、占地面积广的动模实验室浓缩到一个操作灵活的小型实验台上，以便科研和教学展示。

目前，国外针对微型动模实验系统设计的研究还比较少，国内部分学者已经开始研究电力系统动态模拟系统各个元件微型化的方法，如用与发电机具有类似传递函数或动态响应的信号发生器来模拟发电机，用传变特性一致的微型信号变压器或者传递函数一致的二端口网络等值电路来模拟实际的变压器，用微型电阻、电感和电容组成的Π型电路来模拟输电线路，用继电器模拟断路器，用信号转换电路来模拟电压、电流互感器等。本设计基于上述研究，将具体描述微型动模实验平台各个元件的电路设计方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

（1）配电线路模型的设计与实现

研究分析基于Π型和T型两种集中参数表示的配电线路等值电路；研究分析配电线路三相电感耦合特性的模型设计与实现方法；为准确模拟配电系统故障下的暂态过程，研究分析Π型和T型两种集中参数等值电路的串联数目。

（2）中性点非有效接地配电网等值电路的设计

研究分析中性点非有效接地配电网特性；研究分析中性点非有效接地配电网典型模型及其参数；为保证后续配电线路、发电机、负荷、电力电子装置等模型的模块化接入，研究分析基于PCB板的配电网等值电路设计方法及原则；研究设计基于PCB板的中性点非有效接地配电网等值电路。

（3）电力系统电气量参数的采样、处理与监控

研究电气量参数的采样方法及采样率；研究实现基于PCB板的中性点非有效接地配电网等值电路的适应转换模块；研究实现上位机模块及其与PCB板的接口，实现电气量参数的实时监控，方便后续电力系统科研与教学展示。