第一篇：電力系統(tǒng)自動化 劉奇103736419

新疆農(nóng)業(yè)大學

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課 程 論 文

電力系統(tǒng)頻率控制技術(shù)

電力系統(tǒng)自動化

劉奇

電氣工程及其自動化

電氣104

103736419

石砦

職稱:

2013年11月11日

題課姓

專班學指

電力系統(tǒng)頻率控制技術(shù)

作者：劉奇 指導教師：石砦

摘要：電力系統(tǒng)頻率是電力系統(tǒng)運行參數(shù)中最重要的參數(shù)之一。對系統(tǒng)頻率控制的分析與研究是電力系統(tǒng)安全運行中一個不可忽視的部分。隨著電力市場環(huán)境的產(chǎn)生與發(fā)展，系統(tǒng)在滿足安全性及可靠性的前提下，如何準確地進行頻率控制以實現(xiàn)電力市場的經(jīng)濟目標成為一大挑戰(zhàn)。本文簡單介紹了電力系統(tǒng)頻率控制的基本概念及相關(guān)問題，并在此基礎(chǔ)上對該領(lǐng)域今后的研究方向作了展望，給出了系統(tǒng)頻率控制領(lǐng) 域今后重點研究的方向。

關(guān)鍵詞：：頻率控制 電力市場 安全性 自動發(fā)電控制

前言：頻率穩(wěn)定是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要因素，它反映了電力系統(tǒng)中有功功率供需平衡的基本狀態(tài)。頻率異常將會給發(fā)電機和系統(tǒng)的安全運行以及用戶帶來極為嚴重的后果，例如發(fā)電機組和廠用電輔機等設(shè)備將偏離工況，從而使它們的效率降低，電廠運行偏離經(jīng)濟性，還影響整個電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。頻率過低時，還會危及全系統(tǒng)的安全運行。因此，電力系統(tǒng)頻率一方面作為衡量電能質(zhì)量的指標，需加以動態(tài)監(jiān)測以作為實施安全穩(wěn)定控制的重要狀態(tài)反饋量；另一方面必須對系統(tǒng)頻率進行有效控制。對于頻率測量方法已取得較豐碩的成果，諸如基于改進遞歸小波的電力系統(tǒng)頻率測量方法和基于數(shù)字微分算法的系統(tǒng)頻率快速測量方法，以及一些有效的頻率估計新方法，都可以提高頻率測量的精度、計算速度和測量的魯棒性。但由于電力系統(tǒng)負荷的動態(tài)和慣性特性，盡管技術(shù)不斷進步，系統(tǒng)辨識精度不斷提高，從系統(tǒng)檢測到負荷波動，判斷其所引起的系統(tǒng)頻率變化是否超出所允許的范圍，到準確控制、調(diào)節(jié)原動機、發(fā)電機出力，總會有不同程度的時差和誤差。本文主要介紹電力系統(tǒng)頻率控制相關(guān)的概念，由于目前電力市場環(huán)境下的頻率控制問題主要通過AGC 輔助服務(wù)來解決，所以重點論述了AGC 相關(guān)的頻率控制方法。

1、電力系統(tǒng)頻率的基本概念

頻率是電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機產(chǎn)生的交流正弦電壓的頻率。在穩(wěn)態(tài)運行條件下，所有發(fā)電機同步運行，整個電力系統(tǒng)的頻率是相等的。并聯(lián)運行的每一臺發(fā)

pn電機組的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)頻率的關(guān)系為f?式中, p —— 發(fā)電機轉(zhuǎn)子極對數(shù),n 60—— 發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速，r/min,f —— 電力系統(tǒng)頻率，Hz,系統(tǒng)頻率的變化是由于負荷功率與原動機輸入功率之間失去平衡所致。由于機械慣性的作用，原動機輸入功率變化較緩慢，負荷的變化使系統(tǒng)頻率產(chǎn)生波動。假如分離的區(qū)域沒有參與速度調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)備用，則有三種因素會導致分離區(qū)域的系統(tǒng)頻率 下降：①過負荷的量（即發(fā)電出力的缺額）；②作用于區(qū)域負荷的負荷阻尼系數(shù)；③代表區(qū)域內(nèi)所有發(fā)電機總轉(zhuǎn)動慣量的慣性常數(shù)。

2、電力系統(tǒng)的頻率特性及其控制 2.1頻率特性

要確定頻率控制，首先要明確頻率特性是指有功功率?頻率靜態(tài)特性，它反映了穩(wěn)態(tài)運行狀況下有功功率和頻率變化之間的關(guān)系。它包括負荷、同步發(fā)電機組和電力系統(tǒng)的頻率特性。電力系統(tǒng)功率平衡是一個供需功率隨時平衡的動態(tài)過程。當系統(tǒng)頻率波動時，同步發(fā)電機的調(diào)速器控制作用和負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)是

同時進行的。在分析 LFC 時，考慮的是系統(tǒng)中所有發(fā)電機的整體性能，而沒有考慮機間振蕩和輸電系統(tǒng)性能。策略上假定所有發(fā)電機對系統(tǒng)負荷變化的同調(diào)響應(yīng)，并把它們等效于一臺發(fā)電機，等效發(fā)電機的慣性常數(shù)Meq等于所有機組慣性常數(shù)之和，如圖1 所示?？紤]了電力系統(tǒng)的復合調(diào)節(jié)特性1/β，而??-?PD?f?1R?D，Req —— 速度調(diào)節(jié)率，D —— 負荷集中影響的阻尼eq常數(shù)。

2.2 電力系統(tǒng)頻率控制的基本任務(wù)和要求

調(diào)整發(fā)電功率進行頻率調(diào)整，即頻率的三次調(diào)整控制。而電力系統(tǒng)頻率控制與有功功率控制密切相關(guān)，其實質(zhì)就是當系統(tǒng)機組輸入功率與負荷功率失去平衡而使頻率偏離額定值時，控制系統(tǒng)必須調(diào)節(jié)機組的出力，以保證電力系統(tǒng)頻率的偏移在允許范圍之內(nèi)。為了實現(xiàn)頻率控制，系統(tǒng)中需要有足夠的備用容量來應(yīng)對計劃外負荷的變動，而且還須具有一定的調(diào)整速度以適應(yīng)負荷的變化。

現(xiàn)代電力系統(tǒng)頻率控制的研究主要有兩方面的任務(wù)：①分析和研究系統(tǒng)中各種因素對系統(tǒng)頻率的影響，如發(fā)電機出力、其本身的特性及相應(yīng)的調(diào)速裝置、負荷波動和旋轉(zhuǎn)備用容量等，從而可以準確地尋找有效進行調(diào)頻的切入點。②建立頻率控制模型，即在某一特定的系統(tǒng)條件下，選擇恰當?shù)陌l(fā)電機和負荷模型(在互聯(lián)系統(tǒng)中還應(yīng)考慮多系統(tǒng)互聯(lián)的模型)，并采用最優(yōu)算法確定模型參數(shù)，在維持系統(tǒng)頻率在給定水平的同時，考慮機組負荷的經(jīng)濟分配和保持電鐘的準確性。根據(jù)GB/T 15945—1995，我國電力系統(tǒng)的額定頻率fN 為50Hz，電力系統(tǒng)正常頻率允許偏差為±0.2Hz（該標準適用于電力系統(tǒng)，但不適用于電氣設(shè)備中的頻率允許偏差），系統(tǒng)容量較小時可放寬到±0.5Hz。

3、電力系統(tǒng)頻率控制模型及方法 3.1傳統(tǒng)的LFC 方法 早在 20 世紀50 年代，Kirchmayer 根據(jù)經(jīng)典控制理論中的傳遞函數(shù)原理，提出了互聯(lián)系統(tǒng)LFC 的數(shù)學模型，研究了PI 控制方式；1970 年，Elgerd和Fosha 首次把現(xiàn)代控制理論應(yīng)用于互聯(lián)系統(tǒng)的LFC 問題，但是由于采用集中控制，使LFC 在信息傳遞問題上遇到大系統(tǒng)“維數(shù)災”問題。提出的互聯(lián)電力系統(tǒng)分散偏壓雙模式控制器，考慮了調(diào)速器死區(qū)（Governor Deadband，GDB）和發(fā)電機變化率約束（Generation Rate Constraint，GRC）所產(chǎn)生的非線性，具有比例和積分兩種模式。該控制器不僅穩(wěn)定了系統(tǒng)，還減小了系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率振蕩以及輸出響應(yīng)時間，其結(jié)構(gòu)簡單且閉環(huán)穩(wěn)定性極好，明顯改善了傳統(tǒng)的PI 控制性能。但是不足的是，這種雙模式偏壓控制器對系統(tǒng)參數(shù)的變化不甚靈敏。傳統(tǒng)的控制方法對發(fā)電機輸出功率進行調(diào)整和控制存在以下問題：①被控對象的數(shù)學模型難以確定；②系統(tǒng)的控制參數(shù)調(diào)整困難；③確定后不變的PID 參數(shù)在性能上很難同時滿足跟蹤設(shè)定值與擾動的抑制或模型參數(shù)的變化，從而常常引起系統(tǒng)快速性和

超調(diào)量之間的矛盾。

3.2 基于滑模技術(shù)的 LFC 方法

提出了基于Ackermann 公式的分散滑模LFC 方法。對于一個由N 個區(qū)域組成的互聯(lián)電力系統(tǒng)，考慮不確定性并把關(guān)聯(lián)項作為系統(tǒng)的擾動，可得區(qū)域i 的動態(tài)模型 x(t)?Ax?B(U?f(x,t))式中 fi(xi，t)是具有已知上確界iiiiiiii.f0i(xi，t)的非線性干擾。該方法簡單有效，在滑模上具有所期望的動態(tài)響應(yīng)，并且對于系統(tǒng)參數(shù)變化和外部干擾具有很強的魯棒性，可確保整個系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的，并可推廣應(yīng)用到多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的LFC 中。但是該方法中符號函數(shù)的幅值對系統(tǒng)動態(tài)有一定的影響，而且設(shè)計成局部狀態(tài)反饋控制器的滑模控制器運行在滑模上時，對系統(tǒng)參數(shù)的變化不敏感?；趥鹘y(tǒng)區(qū)域控制偏差（Area Control Error，ACE）的PI 輔助控制器雖然能夠有效地調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率偏差、頻率偏差和ACE 到零，但很難同時維持頻率偏移引起的電鐘誤差累積值和凈交換功率偏差引起的交換電量偏差累積值為零。Kothari 等學者在中首先提出了基于新區(qū)域控制偏差（NewArea Control Error，ACEN）的LFC 方法，彌補了這些缺陷，但該方法沒考慮GRC 和GDB 非線性的影響及系統(tǒng)的魯棒性等問題。結(jié)合基于ACEN 的PI 控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制二者的優(yōu)點提出的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的PI 滑模LFC 方法同時發(fā)揮了基于ACEN 的比例積分控制和滑?？刂频膬?yōu)點。在考慮GRC 和具有控制死區(qū)條件下，該綜合控制方法仍能使系統(tǒng)取得較好的性能，而且克服了各自單一控制的不足；各區(qū)域控制器和滑模面的設(shè)計只與本區(qū)域的狀態(tài)有關(guān)，不涉及其他區(qū)域的狀態(tài)信息，從而可實現(xiàn)系統(tǒng)的分散控制。

3.3 基于人工智能技術(shù)（Artificial Intelligence，AI）的LFC 方法

近年來，隨著AI 技術(shù)的不斷發(fā)展，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Networks，ANN）、遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）和模糊技術(shù)為代表的智能理論方法在電力系統(tǒng)領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。ANN 具有對故障與暫態(tài)穩(wěn)定之間函數(shù)映射的逼近功能和并行處理能力，因而用ANN 進行電力系統(tǒng)的切負荷控制有著良好的適應(yīng)性和實時性[25]。將ANN 成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的非線性控制，用前向反饋網(wǎng)絡(luò)通過訓練控制發(fā)電機組，克服負荷變化引起的頻率變化。針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學習時間長、難以收斂、學習中陷入局部最優(yōu)解、對全局數(shù)據(jù)的敏感性以及神經(jīng)元數(shù)量隨輸入數(shù)據(jù)數(shù)量以指數(shù)上升的“維數(shù)災”等問題，提出了一種新的基于小波和ANN 技術(shù)，并結(jié)合傳統(tǒng)PID 控制的LFC 控制器模型，保留了傳統(tǒng)的兩級PID 控制，從而減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)量。該方法可應(yīng)用于互聯(lián)電力系統(tǒng)的LFC，比傳統(tǒng)控制方法具有更好的控制效果和魯棒性、更快的響應(yīng)速度及更小的超調(diào)量。綜合了ANN 和綜合控制技術(shù)的優(yōu)點，提出的一種新的非線性ANN 控制器結(jié)構(gòu)簡單且操作靈活。其性能比基于μ 的魯棒控制器更好，對所有允許的不確定性和負荷變化都能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可應(yīng)用于實際的復雜電力系統(tǒng)中。GA 是基于自然選擇規(guī)律的一種優(yōu)化方法，它能夠成功地解決變量中的離散問題，避免常規(guī)數(shù)學優(yōu)化方法的局部最優(yōu)現(xiàn)象。近年來將遺傳算法引入電力系統(tǒng)中取得了一定的經(jīng)驗和成果，如就基于GA 提出了最優(yōu)積分增益的控制方法，可以很好地改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。另外，模糊控制器良好的動態(tài)行為和強魯棒性能更好地適應(yīng)系統(tǒng)中存在的不確定性因素，如負荷擾動及系統(tǒng)參數(shù)的變化所帶來的不確定影響。因此，一些學者提出了將模糊邏輯理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)頻率控制的想法。在應(yīng)用模糊控制理論研究復雜的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)LFC 方面做了開拓性的工作，提出了改進的帶修正因子的模糊控制規(guī)則。這種方法與傳統(tǒng)PID 控制器相比，具

有較好的動態(tài)品質(zhì)和魯棒性，而且還具有一定的通用性，可用來研究不同的控制對象。但是由于模糊量化等級有限，控制規(guī)則又難以做到盡善盡美，故其穩(wěn)態(tài)精度往往不高。文獻[31]提出的變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)具有反應(yīng)快、對對象參數(shù)不敏感及對外界干擾魯棒性好等特點；當系統(tǒng)時間參數(shù)Tp 變化20%時，系統(tǒng)的動態(tài)特性幾乎不受影響。但該方法在考慮GRC 及死區(qū)非線性的影響時，系統(tǒng)往往不收斂，有時會引起不穩(wěn)定。為此，將二者結(jié)合起來，提出了一種變結(jié)構(gòu)模糊控制器在某電網(wǎng)區(qū)域安全穩(wěn)定控制中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。變結(jié)構(gòu)模糊控制器實現(xiàn)簡單，魯棒性好，可用于某些用常規(guī)控制方法難以實現(xiàn)或控制效果欠佳的場合。采用該算法的系統(tǒng)頻率控制不僅改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能，而且還提高了系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標，但是該方法為保證控制器的正常工作，在不同狀態(tài)下對采樣頻率要求很高。此外，預定模糊增益的比例積分控制器可用于單區(qū)域和兩區(qū)域系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的PI 控制相比具有更好的超調(diào)值和動態(tài)特性，且不需要關(guān)于系統(tǒng)參數(shù)的任何信息，因而可以產(chǎn)生高質(zhì)量的電能。3、4自動發(fā)電控制技術(shù) 3.4.1 AGC 的基本原理

AGC 是指根據(jù)系統(tǒng)頻率、輸電線負荷變化或它們之間關(guān)系的變化，對某一規(guī)定地區(qū)內(nèi)發(fā)電機有功功率進行調(diào)節(jié)，以維持計劃預定的系統(tǒng)頻率或其他地區(qū)商定的交換功率在一定限制之內(nèi)。它是以控制調(diào)整發(fā)電機組輸出功率來適應(yīng)負荷波動的反饋控制，利用計算機來實現(xiàn)控制功能，是一個小型的計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)。AGC 的基本目的包括LFC 和經(jīng)濟調(diào)度控制，前者通過調(diào)整特定發(fā)電機的輸出，使其頻率恢復到指定的正常值并保證控制區(qū)域之間的功率交換為給定值；后者考慮全網(wǎng)購電費用的微增率和網(wǎng)損修正等條件對調(diào)頻機組進行最佳負荷分 配，使總的發(fā)電成本最低。這就使得這種控制方法能夠較好地結(jié)合電力市場環(huán)境的要求，在頻率控制質(zhì)量和經(jīng)濟性之間找到很好的交叉點。互聯(lián)電力系統(tǒng)中的AGC 是由聯(lián)絡(luò)線功率偏差加上一個用偏差因子加權(quán)的頻率偏差構(gòu)成ACE 來維持頻率和鄰近區(qū)域的純功率交換在給定值。ACE計算式的不同決定了AGC 模式的不同，現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)或互聯(lián)電力系統(tǒng)中常采用的調(diào)頻方式是頻率聯(lián)絡(luò)線功率偏差控制[37]，其計算式為ACE=ΔP+BΔF。式中 B—— 偏差因子ΔP—— 兩系統(tǒng)之間的傳輸功率偏差因子的選擇對靜態(tài)特性并不重要，但是對動態(tài)性能影響很大。從動態(tài)考慮，一般設(shè)置頻率偏差因子B近似等于區(qū)域負荷頻率響應(yīng)特性系數(shù)。現(xiàn)代 AGC 是將聯(lián)絡(luò)線傳輸功率、系統(tǒng)頻率和機組有功出力等信息電傳到調(diào)度中心，由那里的計算機確定每個控制區(qū)域的控制方案。P.Kunder 提出的典型AGC 系統(tǒng)功能框圖如圖2 所示。實際 AGC 系統(tǒng)應(yīng)通過簡單、魯棒性和可靠性好的控制策略來實現(xiàn)燃料費用最小，避免發(fā)電機組持續(xù)運行在不希望的區(qū)域內(nèi)并避免機組不必要的動作，以使設(shè)備的磨損最小等控制目標。在AGC 的具體實施中，應(yīng)考慮到ACE 的濾波、發(fā)電機出力的變化速度限制、時間偏差修正、執(zhí)行頻率、頻率偏差設(shè)定、緊急狀態(tài)運行以及GDB 的影響等因素。

AGC 系統(tǒng)的加入有效地改善了系統(tǒng)頻率控制的效果，但是其自身的成本也應(yīng)給予考慮。

結(jié)論：頻率控制作為電力系統(tǒng)最重要的一種控制，內(nèi)容十分豐富，國內(nèi)外學者經(jīng)過不斷的研究提出的多種電力系統(tǒng)頻率控制方法在不同程度上維持了系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定，在系統(tǒng)運行中能為運行人員提供更加準確的頻率信息和有效的頻率控制方法，而且有些已經(jīng)得到了實際應(yīng)用，其所積累的豐富經(jīng)驗將為該領(lǐng)域進一步的發(fā)展提供更有利的條件。但是從本文的分析可以看出，單一控制往往不能使頻率控制效果最優(yōu)，實際工程中必須根據(jù)不同情況和要求進行選擇或?qū)⒉煌椒ㄏ嘟Y(jié)合，達到優(yōu)勢互補，從而可設(shè)計出可行的最優(yōu)方案。

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第二篇：電力系統(tǒng)自動化

第一章發(fā)電機的自動并列

1并列操作的原因：①隨著負荷的波動，電力系統(tǒng)中運行的發(fā)電機組臺數(shù)也要不斷變動②當系統(tǒng)發(fā)生故

障時要求將備用電機迅速投入電網(wǎng)運行。

2同步發(fā)電機組的并列方法分為：準同期并列、自同期并列。

準同期并列：設(shè)待并發(fā)電機組G已加上了勵磁電流，其端電壓為∪G，調(diào)節(jié)發(fā)電機組 ∪G 的狀態(tài)參

數(shù)，使之符合并列條件，并將其投入系統(tǒng)的操作，稱為準同期并列。

準同期并列的理想條件：FG=FG（頻率相等）, UG=UX（電壓幅值相等）, e=(相角差為零)3同步發(fā)電機組并列時應(yīng)遵循以下原則：

①并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能地小，其瞬時最大值一般不應(yīng)超過1~2倍的額定電流。②發(fā)電機組并入電網(wǎng)后能迅速進入同步運行狀態(tài)，起暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。4 電壓差檢測:電壓差的檢測可直接用UG和UX的幅值進行比較，兩電壓分別經(jīng)變壓器、整流橋和一個電壓

平衡電路檢測電壓的絕對值，當電壓值小于允許值時發(fā)出“電壓差合格允許合閘”的信號。

5滑差檢測：利用比較恒定超前時間電平檢測器和恒定超前相角電平檢測器的動作次序來實現(xiàn)滑差檢測。

第二章 同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)

1同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)組成：勵磁功率單元、勵磁調(diào)節(jié)器

2同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的任務(wù)：①電壓控制 ②控制無功功率的分配 ③提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性

④改善電力系統(tǒng)的運行條件⑤實現(xiàn)強行減磁

3同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)種類：直流勵磁機勵磁系統(tǒng)，交流勵磁機勵磁系統(tǒng)，靜止勵磁系統(tǒng)

4勵磁調(diào)節(jié)器的功能：保證發(fā)電機端電壓不變，保證發(fā)電機間無功電流的合理分配

5勵磁調(diào)節(jié)器基本的控制有測量比較、綜合放大及移相觸發(fā)單元組成第三章

1自動發(fā)電控制系統(tǒng)四個基本任務(wù)：①使全系統(tǒng)的發(fā)電機輸出功率和總負荷功率相匹配 ②將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)整控制到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值 ③控制區(qū)域間聯(lián)絡(luò)的交換功率與計劃值相等，以實現(xiàn)各個區(qū)域內(nèi)有功功率和負荷功率的平衡 ④在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電廠之間進行負荷的經(jīng)濟分配

2調(diào)頻器的控制信號有：比例、積分、微分三種形式

第四章

1電力系統(tǒng)的無功功率電源有哪幾種：同步發(fā)電機、同步調(diào)相機及同步電動機、并聯(lián)電容器、靜止無功功

率補償器、高壓輸電線路的充電功率

2電力系統(tǒng)電壓控制措施：發(fā)電機控制調(diào)壓、控制變壓器變比調(diào)壓、利用無功功率補償設(shè)備調(diào)壓、利用串

聯(lián)電容器控制調(diào)壓。

3AGC的基本功能：①使發(fā)電自動跟蹤電力系統(tǒng)負荷變化。②響應(yīng)負荷和發(fā)電的隨機變化，維持發(fā)電頻

率為額定值。③在各區(qū)域間分配發(fā)電功率，維持區(qū)域間功率交換為計劃值。④對周期性的負荷變化按發(fā)電計劃調(diào)整發(fā)電功率。⑤監(jiān)視和調(diào)整備用容量，滿足電力系統(tǒng)安全要求。

第五章 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化

1電力系統(tǒng)調(diào)度的主要任務(wù)

①保證供電的質(zhì)量優(yōu)越②保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性

③保證系統(tǒng)運行的安全水平④提供強有力的事故處理措施

2RTU的任務(wù)：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、執(zhí)行命令、其他功能（當?shù)毓δ?、自動診斷功能）

3遠動技術(shù)的主要內(nèi)容是“四遙”------遙測、遙信、遙控、遙調(diào)

4SCADA子系統(tǒng)包過：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸與處理、計算機控制、人機界面及警告處理

5通信規(guī)約：為保證通信雙方能正確有效地進行數(shù)據(jù)傳輸，在通信的發(fā)送和接收過程中有一定的規(guī)定，以

約束雙方進行正確協(xié)調(diào)的工作，我們將這些規(guī)定成為數(shù)據(jù)傳輸規(guī)程，簡稱通信規(guī)約。

包括：循環(huán)式規(guī)約、問答式規(guī)約

6通信信道：電力載波通信、光纖通信、微波中繼通信和衛(wèi)星通信

7按照系統(tǒng)負荷預測的周期電力系統(tǒng)的負荷預測可分為：超短期、短期、中期、長期負荷預測。8微增率：輸入耗量微增量與輸出功率微增量的比值

9SCADA采集的數(shù)據(jù)的缺點：數(shù)據(jù)不齊全、數(shù)據(jù)不精確、受干擾時回出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)不和諧

第六章

1能連管理系統(tǒng)（EMS）是以計算機為基礎(chǔ)的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)，主要針對發(fā)電和輸電系統(tǒng)，用于大區(qū)級電網(wǎng)的調(diào)度中心。根據(jù)能量管理系統(tǒng)發(fā)展的配電管理系統(tǒng)（DMS）主要針對配電和用戶系統(tǒng)，用于10kV以下的電網(wǎng)。

2配電管理系統(tǒng)DMS的通信方案：①主站與主站之間使用單模光纖 ②子站與FTU之間，使用多模光纖

③TTU與電量集抄系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

3配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端有：①饋線遠方終端 ②配電變壓器遠方終端 ③變電所內(nèi)的遠方終端。4遠程自動抄表系統(tǒng)構(gòu)成：具有自動抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機、中央信息處理機。5遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案：①總線式抄表系統(tǒng) ②三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)③采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)

第七章

1變電所綜合自動化系統(tǒng)的基本功能：①監(jiān)控子系統(tǒng) ②微機保護子系統(tǒng) ③電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)

④低頻減負荷及備用電源自投控制子系統(tǒng) ⑤通信子系統(tǒng)。

2變電所綜合自動化的結(jié)構(gòu)形式：集中式、分散集中式、分散與集中相結(jié)合式、全分散式

第三篇：電力系統(tǒng)自動化復習提綱

1，電力系統(tǒng)自動化的基本內(nèi)容：調(diào)度自動化、變電所自動化、饋線自動化、用電管理自動化等。

2，并列操作的概念：將一臺發(fā)電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作，稱并列操作。并列操作的要求：（1）并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能的小，其瞬時最大值不宜超過1~2倍的額定電流。（2）發(fā)電機組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入同步運行狀態(tài)，進入同步運行的暫態(tài)過程要短，以減少對電力系統(tǒng)的擾動。

3，掌握并列操作的兩種方式及各自的特點。（1）準同期并列的概念：發(fā)電機在并列合閘前已勵磁，當發(fā)電機頻率、電壓相角、電壓大小分別和并列點處系統(tǒng)側(cè)的頻率、電壓相角、電壓大小接近相等時，將發(fā)電機斷路器合閘，完成并列操作，這種方式稱為準同期。（2）自同期并列的概念：將一臺未加勵磁的發(fā)電機組升速到接近于電網(wǎng)頻率，在滑差角頻率不超過允許值，機組的加速度小于某一給定值的條件下，先合并列斷路器QF，接著合勵磁開關(guān)，給轉(zhuǎn)子加勵磁電流，在發(fā)電機電勢逐步增長的過程中，由電力系統(tǒng)將并列機組拉入同步運行。4，準同期并列的三個理想條件：(1)fG=fX待并發(fā)電機頻率與系統(tǒng)頻率相等，即滑差(頻差)為零；(2)UG=UX待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的幅值相等，即壓差為零；(3)δe=0 斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓間的瞬時相角差為零。

5，自動準同期裝置的組成及各組成部分的任務(wù)：（1）頻差控制單元：檢測UG與UX間的滑差角頻率，且調(diào)節(jié)發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓的頻率接近于系統(tǒng)頻率（2）電壓差控制單元：檢測UG與UX間的電壓差，且調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓UG，使它與UX間的電壓差小于規(guī)定值(3)合閘信號控制單元：檢測并列條件，當待并機組的頻率和電壓都滿足并列條件時，控制單元就選擇合適的時間(恒定越前時間）發(fā)出合閘信號，使并列斷路器的主觸頭接通時，相角差為零。6，同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的任務(wù)：（1）控制發(fā)電機端電壓 在發(fā)電機不經(jīng)升壓直接向用戶供電的簡單系統(tǒng)中，若供電線路不長，線路上電壓損耗不大，單靠調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁來控制發(fā)電機的端電壓就能滿足負荷對電壓質(zhì)量的要求。（2）合理分配并聯(lián)運行發(fā)電機間的無功功率

7，勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能：檢測和綜合系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息，經(jīng)相應(yīng)處理后，產(chǎn)生控制信號，控制勵磁功率單元，以得到所要求的發(fā)電機勵磁電流。

8、掌握同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用：（1）勵磁功率單元：勵磁功率單元向同步發(fā)電機提供直流電流（2）自動勵磁調(diào)節(jié)器：檢測和綜合系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息，經(jīng)相應(yīng)處理后，產(chǎn)生控制信號，控制勵磁功率單元，以得到所要求的發(fā)電機勵磁電流。

9,電力系統(tǒng)負荷的功率頻率特性:當系統(tǒng)頻率變化時，整個系統(tǒng)的有功負荷也要隨著改變，這種有功負荷隨頻率而改變的特性稱為負荷的功率—頻率特性，即負荷的靜態(tài)頻率特性。發(fā)電機組的功率頻率特性: 通常把由于頻率變化而引起發(fā)電機組輸出功率變化的關(guān)系稱為發(fā)電機組的功率—頻率特性或調(diào)節(jié)特性

10，一次調(diào)頻的概念：當電力系統(tǒng)負荷發(fā)生變化引起系統(tǒng)頻率變化時，系統(tǒng)內(nèi)并聯(lián)運行機組的調(diào)速器會根據(jù)電力系統(tǒng)頻率變化自動調(diào)節(jié)進入它所控制的原動機的動力元素，改變輸入原動機的功率，使系統(tǒng)頻率維持在某一值運行，這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)頻。一次調(diào)頻不能保證頻率偏移在運行范圍之內(nèi)。二次調(diào)頻的概念及特點: 當機組負荷變動引起頻率變化時，利用同步器平移機組工頻特性來調(diào)節(jié)系統(tǒng)頻率，稱為電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)頻。二次調(diào)頻可以實現(xiàn)了無差調(diào)節(jié)。

11，積差調(diào)節(jié)法的缺點：頻率的積差信號滯后于頻率瞬時值的變化，因此調(diào)節(jié)過程緩慢。不能保證頻率的瞬時偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。改進：通常不單純采用積差調(diào)節(jié)，而是采用在頻率積差調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，增加頻率瞬時偏差調(diào)節(jié)信號，構(gòu)成改進的頻率積差調(diào)節(jié)方程。

掌握積差調(diào)節(jié)法的兩種實現(xiàn)方式：集中調(diào)頻制、分散調(diào)頻制。

12，電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度的原則：最經(jīng)濟的分配是按等微增率分配負荷

13，電力系統(tǒng)低頻減載裝置的作用及原理：當頻率下降到某一定值時，低頻減負荷裝置起動，自動切除預先安排的部分負荷，同時迅速啟動備用發(fā)電機組，能有效地抑制頻率的繼續(xù)下降，使之逐步恢復到穩(wěn)定運行狀態(tài)。這種辦法稱為按頻率自動減負荷。,14，電力系統(tǒng)調(diào)度的任務(wù)：控制整個電力系統(tǒng)的運行方式。（1）保證供電的 質(zhì)量優(yōu)良（2）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性（3）保證較高的安全水平——選用具有足夠的承受事故沖擊能力的運行方式。（4）保證提供強有力的事故處理措施., 15，電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的任務(wù):綜合利用電子計算機、遠動和遠程通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度管理自動化，有效的幫助電力系統(tǒng)調(diào)度員完成調(diào)度任務(wù)

16，掌握電網(wǎng)調(diào)度自動化的結(jié)構(gòu)及各組成部分的功能(1)信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng): 采集各發(fā)電廠、變電所中各種表征電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時信息，并根據(jù)運行需要將有關(guān)信息通過信息傳輸通道傳送到調(diào)度中心，同時也接受調(diào)度端發(fā)來的控制命令，并執(zhí)行相應(yīng)的操作, 可以實現(xiàn)“四遙”功能：遙測、遙信、遙控和遙調(diào).(2)信息傳輸子系統(tǒng): 信息傳輸子系統(tǒng)是調(diào)度中心和廠站端信息溝通的橋梁。將遠動終端的各種實時信息上傳給主站，把主站發(fā)出的各種調(diào)度命令下達到各有關(guān)廠站，即完成主站與遠動終端之間信息與命令可靠、準確地傳輸。(3)信息收集處理與控制子系統(tǒng): 信息收集處理與控制子系統(tǒng)，是整個電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的核心

電力系統(tǒng)自動化復習提綱

17，掌握RTU的“四遙”功能:(1)遙測:采集并傳送電力系統(tǒng)運行模擬量的實時信息；(2)遙信:采集并傳送電力系統(tǒng)中開關(guān)量的實時信息；(3)遙控:指接收調(diào)度中心主站發(fā)送的命令信息，執(zhí)行對斷路器的分合閘、發(fā)電機的開停、并聯(lián)電容器的投切等操作；(4)遙調(diào):指接收并執(zhí)行調(diào)度中心主站計算機發(fā)送的遙調(diào)命令，如調(diào)整發(fā)電機的有功出力或無功出力、發(fā)電機組的電壓、變壓器的分接頭等

18，掌握電量采集的兩種采樣方式及各自的特點:(1)直流采樣: 優(yōu)點，軟件設(shè)計簡單，計算簡便。缺點：采樣結(jié)果實時性較差； 測量精確度受直流變送器的精確度和穩(wěn)定性的影響;設(shè)備復雜，增加系統(tǒng)的造價。(2)交流采樣:優(yōu)點，實時性好；能反映原來電流、電壓的實際波形，便于對所測量的結(jié)果進行波形分析；設(shè)備簡單，可以節(jié)約投資。

19，電力系統(tǒng)遠動信息傳輸通道有幾種類型及其特點：（1）電力載波通信。利用高壓輸電線路傳輸高頻電流具有以下特點：線路衰減小；輸電線路機械強度很高，具有較高的傳輸可靠性；不需要另建通信線路的投資和日常維護費用等。（2）光纖通信：優(yōu)點：具有很好的抗電磁干擾能力；光纖的通信容量大、功能價格比高；安裝維護簡單；光纖是非導體，可以很容易地與導線捆在一起敷設(shè)于地下管道內(nèi)；也可固定在不導電的導體上。缺點:強度不如金屬線；連接比較困難。（3）微波中繼通信與衛(wèi)星通信：優(yōu)點：微波頻段的頻帶很寬，可以容納數(shù)量很多的無線電頻道且不致互相干擾；微波收發(fā)信機的通頻帶可以做的很寬，用一套設(shè)備可做多路通信；不易受工業(yè)的干擾，通信穩(wěn)定；方向性強，保密性好；每公里話路成本比有線通信低。缺點：中繼設(shè)備復雜，技術(shù)水平要求較高。

20，電力系統(tǒng)遠動通信的兩種規(guī)約：（1）循環(huán)式通信規(guī)約（2）問答式通信規(guī)約：RTU有問必答；RTU無問不答

21，EMS系統(tǒng)的含義：能量管理系統(tǒng)。狀態(tài)估計的功能及基本原理：

（1）狀態(tài)估計的必要性：SCADA數(shù)據(jù)庫存在下面明顯缺點：1.數(shù)據(jù)不齊全2.數(shù)據(jù)不精確3.受干擾時會出現(xiàn)不良數(shù)據(jù)4.數(shù)據(jù)不和諧

（2）狀態(tài)估計的功能：得到最接近于系統(tǒng)真實狀態(tài)的最佳估計值；對生數(shù)據(jù)進行不良數(shù)據(jù)的檢測與辨識，刪除或改正不良數(shù)據(jù)；推算出齊全而精確的電力系統(tǒng)運行參數(shù)。

（3）狀態(tài)估計的基本原理：狀態(tài)估計算法必須建立在實時測量系統(tǒng)有較大冗余度的基礎(chǔ)之上。一般要求是：測量系統(tǒng)的冗余度=系統(tǒng)獨立測量數(shù)/ 系統(tǒng)狀態(tài)變量數(shù)=（1.5～3.0）電力系統(tǒng)的狀態(tài)變量是指表征電力系統(tǒng)特征所需最小數(shù)目的變量。一般取各節(jié)點電壓幅值及其相位角為狀態(tài)變量,若有N個節(jié)點，則有2N個狀態(tài)變量。由于可以設(shè)某一節(jié)點電壓相位角為零，所以對一個電力系統(tǒng)，其未知的狀態(tài)變量數(shù)為2N-1。

22，配電管理系統(tǒng)（DMS）的組成及各組成部分的功能：通常把從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理的綜合自動化系統(tǒng)，稱為配電管理系統(tǒng)。（1）配電自動化系統(tǒng)（2）饋線自動化

23，饋線自動化（FA）的含義：饋線自動化指配電線路的自動化。,遠方控制的饋線自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端有，①饋線遠方終端是一種具有數(shù)據(jù)采集和通信功能的柱上開關(guān)控制器。②配電變壓器遠方終端③變電站內(nèi)的遠方終端

2?，地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息系統(tǒng)是計算機軟硬件技術(shù)支持下采集、存儲、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息，以多種形式輸出數(shù)據(jù)與圖形產(chǎn)品的計算機系統(tǒng)。

變電站綜合自動化的含義：變電站綜合自動化是在變電站應(yīng)用自動控制技術(shù)和信息處理與傳輸技術(shù)，通過計算機硬件系統(tǒng)或自動化裝置代替人工進行各種運行作業(yè)，提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統(tǒng)。

25，變電站綜合自動化系統(tǒng)的組成和功能，1，監(jiān)控子系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)采集，變電站的數(shù)據(jù)包括模擬量、開關(guān)量和電能量。(2)事件順序記錄，事件順序記錄包括斷路器跳合閘記錄、保護動作順序記錄。（3)故障錄波和測距、故障記錄（4）操控制功能(5)安全監(jiān)視功能(6)人機聯(lián)系功能(7)打印功能(8)數(shù)據(jù)處理與記錄功能歷史數(shù)據(jù)的形成和存儲是數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容。(9)諧波分析與監(jiān)視2.微機保護子系統(tǒng)：變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機繼電保護主要包括：輸電線路保護；電力變壓器保護；母線保護；電容器保護；小電流接地系統(tǒng)自動選線；自動重合閘等。3.電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)4.低頻減負荷控制及備用電源自動投入子系統(tǒng)5．通信子系統(tǒng)，通信功能包括

站內(nèi)現(xiàn)場級間的通信和變電站自動化系統(tǒng)與上級調(diào)度的通信兩部分。變電站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：集中式、分布集中式、分散與集中相結(jié)合、全分散式

26，電力系統(tǒng)運行狀態(tài)：正常狀態(tài)、警戒狀態(tài)、緊急狀態(tài)、崩潰狀態(tài)、恢復狀態(tài)。

P159描述直到“就地控制饋線自動化”160頁上側(cè)。大家一定注意了。圖6-6貌似去年考了，文字

第四篇：電力系統(tǒng)自動化(試卷)

電力系統(tǒng)自動化

一、填空題

1.發(fā)電機自并勵系統(tǒng)無旋轉(zhuǎn)元件，也稱。

2.直流勵磁機勵磁系統(tǒng)和交流勵磁機勵磁系統(tǒng)通常有滑環(huán)、電刷，其可靠性。

3.4.勵磁系統(tǒng)向同步發(fā)電機提供勵磁電流形式是直流。

5.同步發(fā)電機常見的勵磁系統(tǒng)有直流勵磁機、交流勵磁機、靜止勵磁系統(tǒng)，現(xiàn)代大型機組采用的是靜止勵磁系統(tǒng)。7.同步發(fā)電機并網(wǎng)方式有兩種：將未加勵磁電流的發(fā)電機升速至接近于電網(wǎng)頻率，在滑差角頻率不超過允許值時進行并網(wǎng)操作屬于自同期并列；將發(fā)電機組加上勵磁電流，在并列條件符合時進行并網(wǎng)操作屬于準同期并列。

8.若同步發(fā)電機并列的滑差角頻率允許值為ωsy =1.5%，則脈動電壓周期為

9.同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)由勵磁調(diào)節(jié)器和勵磁功率單元兩部分組成。

10.EMS發(fā)電計劃的功能包括火電計劃、水電計劃、交換計劃、檢修計劃。

12.自動勵磁調(diào)節(jié)器的強勵倍數(shù)一般取。

13.差錯控制對錯誤信號進行糾正，可分和兩種校驗方式。

二、單項選擇題

1.同步發(fā)電機并列方式包括兩種，即（）。

A、半自動準同期并列和手動準同期并列

B、準同期并列和自同期并列

C、全自動準同期并列和手動準同期并列

D、全自動準同期并列和半自動準同期并列

2.發(fā)電機并列操作最終的執(zhí)行機構(gòu)是（）。

A、斷路器B、分段器C、隔離開關(guān)D、重合器

3.直流勵磁機勵磁系統(tǒng)的優(yōu)點是（）。

A、控制方便

B、是靜止的C、無接觸磨損

D、電壓響應(yīng)速度快

4.當同步發(fā)電機進相運行時，其有功功率和無功功率的特點是（）。

A、從系統(tǒng)吸收有功功率，同時輸出無功功率

B、從系統(tǒng)吸收有功功率，同時吸收無功功率

C、向系統(tǒng)輸出有功功率，同時輸出無功功率

D、向系統(tǒng)輸出有功功率，同時吸收無功功率

5.進行預想事故分析時，應(yīng)采用快速潮流法仿真計算，主要包括（）。

A、直流潮流法、牛頓-拉夫遜法、P-Q分解法

B、交流潮流法、牛頓-拉夫遜法、P-Q分解法

C、直流潮流法、等值網(wǎng)絡(luò)法、P-Q分解法

D、交流潮流法、等值網(wǎng)絡(luò)法、P-Q分解法

6.32．自動重合閘裝置是將斷開的（）重新自動投入的一種自動裝置。

A．發(fā)電機B．電動機C．變壓器D．線路斷路器

7.重合器的特點是（）。

A、比普通斷路器價格便宜

B、能開斷短路電流，不能單獨作為主保護開關(guān)

C、不能開斷短路電流，不能單獨作為主保護開關(guān)

D、性能與普通斷路器相似，但具有多次重合功能

三、名詞解釋

1.強行勵磁

在某些故障情況下，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場能夠迅速增強，達到盡可能高的數(shù)值，以補充系 統(tǒng)無功功率確額。

2.等微增準則

運行的發(fā)電機組按微增率相等的原則來分配負荷稱為等微增準則。

3.二次調(diào)頻

頻率的二次調(diào)整是通過調(diào)頻器反應(yīng)系統(tǒng)頻率變化，調(diào)節(jié)原動力閥門開度調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使調(diào)整結(jié)束時頻率與額定值偏差很小或趨于零。

4.超短期負荷預測

1小時以內(nèi)的負荷預測為超短期負荷預測，適用于質(zhì)量控制、安全監(jiān)視、預防控制。

四、簡答題

1.電力系統(tǒng)常用的無功功率電源有哪些？

電力系統(tǒng)常用的無功功率電源：①同步發(fā)電機；②同步調(diào)相機；③并聯(lián)電容器；④靜止無功補償器。

2.遠程自動抄表系統(tǒng)的組成部分。

遠程自動抄表系統(tǒng)的組成部分：①具有自動抄表功能的電能表；②抄表集中器；③抄表交換機；④中央信息處理機。

3.遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案。

遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案：①總線式抄表系統(tǒng)；②三級網(wǎng)絡(luò)的遠程自動抄表系統(tǒng)；③采用無線電臺的遠程自動抄表系統(tǒng)；④防止竊電的遠程自動抄表系統(tǒng)。

4.簡述靜止勵磁機勵磁系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

靜止勵磁機勵磁系統(tǒng)：優(yōu)點有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、造價低、維護量??；無勵磁機，縮

短機組長度，可減少電廠土建造價；直接用可控硅控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲很快的勵磁電壓響應(yīng)速度；缺點有保護配合較復雜。

五、計算分析題（15分）

某發(fā)電機采用自動準同期并列方式與系統(tǒng)進行并列，系統(tǒng)的參數(shù)為已歸算到以發(fā)電機額定容量為基準的標么值。一次系統(tǒng)的參數(shù)為：發(fā)電機交軸次暫態(tài)電抗Xq''為0.128；系統(tǒng)等值

機組的交軸次暫態(tài)電抗與線路之和為0.22；斷路器合閘時間為tQF?0.4s，它的最大可能

誤差時間為tQF的?20%；自動并列裝置最大誤差時間為?0.05s；待并發(fā)電機允許的沖擊電流值為ih''.max?IGE。求允許合閘相角差?ey、允許滑差?sy與相應(yīng)的脈動電壓周期。

解：

''1）允許合閘相角差?ey=2arcsinih.max(Xq+Xx)/2x1.82E"q ''

=2 arcsin2x1x(0.128+0.22)/ 2x1.8x2x1.05

=2 arcsin0.09206=10.56（°）=0.184(rad)

2）ΔtQF=0.4x0.2=0.08s

Δtc=0.05s

允許滑差?sy=?ey/(ΔtQF+Δtc)= 0.184/(0.08+0.05)=1.42 rad/s

3)Ts=2π/?sy=2π/1.42=4.42s

第五篇：電力系統(tǒng)自動化答案

一、選擇題：

1、聯(lián)合運行電網(wǎng)中，各區(qū)域電網(wǎng)的AGC功能可保證電網(wǎng)____C__的穩(wěn)定。

A.區(qū)域網(wǎng)內(nèi)的頻率B.區(qū)域電網(wǎng)間的交換功率

C.區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)頻率和區(qū)域電網(wǎng)間交換功率

D.區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的電壓和頻率

2、不良數(shù)據(jù)是指__C___。

A.數(shù)據(jù)不確B.數(shù)據(jù)丟失

C.數(shù)據(jù)錯誤D.以上都是

3、隨開關(guān)狀態(tài)變化的電網(wǎng)模型是_C___。

A.節(jié)點模型B.物理模型

C.計算模型D.網(wǎng)絡(luò)模型

4、DMS包括下面內(nèi)容___D___。

A.配電網(wǎng)SCADAB.DA

C.AM/FM/GISD.ABC都是

5、理想滅磁時轉(zhuǎn)子繞組電流是按__A__衰減。

A直線 B.指數(shù)曲線 C.先直線后指數(shù)曲線 D.先指數(shù)曲線后直線

6、適用于互聯(lián)電力系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)的方法 __C___。

A.主導發(fā)電機法B.積差調(diào)頻法

C.分區(qū)調(diào)頻法D.ACE

7．發(fā)電機組并入電網(wǎng)后，應(yīng)能迅速進入______狀態(tài)，其暫態(tài)過程要______，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。（C）

A異步運行，短B異步運行，長

C同步運行，短D同步運行，長

8．并列點兩側(cè)僅有電壓幅值差存在時仍會導致主要為______的沖擊電流，其值與電壓差成_____。（B）

A有功電流分量，正比B無功電流分量，正比

C有功電流分量，反比D 無功電流分量反比

9．由于勵磁控制系統(tǒng)具有慣性，在遠距離輸電系統(tǒng)中會引起____。（D）Ａ進相運行 Ｂ高頻振蕩 Ｃ欠勵狀態(tài) Ｄ低頻振蕩

10．發(fā)電機并列操作中，當相角差較小時，沖擊電流主要為______。（A）

A 有功電流分量B 無功電流分量

C 空載電流分量D 短路電流分量

11．勵磁頂值電壓越_____，允許強勵時間越____，對發(fā)電機運行越有利。（D）

A 低，短B 低，長C 高，短D高，長

二、填空題：

1.__靜止_勵磁系統(tǒng)又稱_發(fā)電機自并勵_系統(tǒng)，系統(tǒng)中發(fā)電機的勵磁電源不用勵磁機。

2.電力系統(tǒng)自動化主要包括_電力系統(tǒng)調(diào)度自動化_、_電廠動力機械自動化_、_變電站自動化_、和_電力系統(tǒng)裝置自動化_等方面。

3.勵磁頂值電壓是勵磁功率單元在_發(fā)電機電壓過低（強勵）_時可能提供的最高輸出電壓值。

4.自動裝置正常工作，除了必須要有硬件外，還需要_軟件_。

5.同步發(fā)電機組并列操作過程中，并列斷路器合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能__小__，其瞬時最大值一般不超過__1~2_倍的額定電流。

6.當電網(wǎng)頻率50HZ，滑差頻率0.1HZ時，則待并列發(fā)電機頻率為_50.1 或 49.9_HZ。

7.同步發(fā)電機甩負荷時滅磁的方法有_逆變滅磁_、_串聯(lián)電阻滅磁_、_電弧滅磁_，等

三、改錯題：

1．SCADA是電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備，它們安裝于各變 電所或發(fā)電廠內(nèi)，是電網(wǎng)調(diào)度自動化啊、系統(tǒng)在基層的耳目和手腳。

“SCADA”改“RTU”

2．電力線載波通信是利用架空輸電線路的架空地線作為信息傳輸?shù)拿浇椤?/p>

“架空地線”改“三相線路”

3．UG,Ux的兩個方波信號接到異或門,當兩個方波輸入電平相同時,異或門的輸出為高電平,用于控制可編程定時計數(shù)器的計數(shù)時間.“高電平”改“低電平”

4．SCADA系統(tǒng)在發(fā)電廠變電所的設(shè)備,又稱為遠方EMS。

遠方“EMS”改“RTU”

5．為了使信號被采樣后不失真，采樣頻率不小于10倍輸入信號的最高頻率，這是采樣定理的要求。

“10倍”改“2倍”

四、簡答題

1．舉例說明電力系統(tǒng)自動裝置的“自動調(diào)節(jié)”和“自動控制”有什么不同。（p4）

答：自動調(diào)節(jié)：主要有同步發(fā)電機自動勵磁控制和電力系統(tǒng)自動調(diào)頻

自動控制：同步發(fā)電機自動并列裝置、自動解列裝置、電力系統(tǒng)繼電保護裝置、自

動低頻減載裝置、自動重合閘、水輪發(fā)電機地頻自啟動、事故切機、備

用電源自動投入裝置

2．簡述同步發(fā)電機組并列時應(yīng)遵循的原則。（p8）

答：原則：（1）沖擊電流不超多允許值，且盡可能小，不超過1~2倍的額定電流

（2）并列后應(yīng)盡能迅速進去同步運行，暫態(tài)過程要短，以減少對電力系統(tǒng)的擾動

3．簡述同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)兩個組成部分及各部分的作用。（p28）

答：組成部分：勵磁功率單元，自動勵磁調(diào)節(jié)器

作用：勵磁功率單元是產(chǎn)生發(fā)電機勵磁電流

自動勵磁調(diào)節(jié)器是根據(jù)發(fā)電機電壓和電流的變化以及其他輸入信號，按事先

確定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元輸出電流的自動裝置

4．恒定越前時間自動準同期裝置需要整定哪些參數(shù)？如何整定？（p15）

答：（1）越前時間越前時間的大小由并列斷路器的合閘動作時間

控制延時tQF和裝置合閘回路tc決定tYJ?tQF?tC

（2）允許電業(yè)偏差并列式允許電壓偏差與待并發(fā)電機及系統(tǒng)承受沖擊的能力有關(guān)。允許電壓偏差一般定為并列點額定電壓的5％~10％

（3）允許滑差角頻率在時間誤差一定的條件下，并列合閘相角差?e與滑差頻率

?成正比。設(shè)已知發(fā)電機組允許合閘相角s?，最大允許滑差角頻率??ey?ey?tQF??tc式中?tQF、?tC為斷路器合閘時間、并列裝置合閘控制時間的誤差

5．論述同步發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)的主要特點。(P38)

答：特點：（1）解決了巨型機組勵磁電流引入轉(zhuǎn)子繞組的技術(shù)困難，為制造巨型機組提供了技術(shù)保證。

（2）取消了滑環(huán)和碳刷，維護量小，點機的絕緣壽命更長

（3）由勵磁機獨立供電勵磁，勵磁不受電網(wǎng)干擾，且無刷環(huán)磨損之憂，所以可靠性高。

（4）整流器ZL的元器件是隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的，由此英氣了一系列技術(shù)問題：a、無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)子回路直接滅磁；b、無法對勵磁回路進行直接測量（如轉(zhuǎn)子電流、電壓，轉(zhuǎn)子絕緣等）；c、無法對整流元件的工作情況進行直接監(jiān)測；d、要求整流器和快速熔斷器等有良好的力學能力，能適應(yīng)告訴旋轉(zhuǎn)的離心力。

6．自動發(fā)電控制系統(tǒng)具有哪些基本任務(wù)和目標？

答：（1）使全系統(tǒng)的發(fā)電出力和負荷功率相匹配；（2）將電力系統(tǒng)的頻率偏差調(diào)節(jié)到零，保持系統(tǒng)頻率為額定值；（3）控制區(qū)域問聯(lián)絡(luò)線交換功率與計劃值相等，實現(xiàn)各區(qū)域內(nèi)有功功率的平衡；（4）在區(qū)域內(nèi)各發(fā)電長間進行負荷的經(jīng)濟分配。

7．為什么說發(fā)電機組應(yīng)該有一點失靈度？

答：沒有失靈度時，系統(tǒng)的微小波動就會使調(diào)速器動作，造成調(diào)節(jié)閥門頻繁動作，這是不利的8．請畫出發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)或發(fā)電機自并勵系統(tǒng)原理

答

9.“ACE積差”調(diào)節(jié)法的分區(qū)調(diào)頻方程式為∫（ACE)dt+△Pt=0

即∫（Ki△fi+P1-P2)dt+△Pi=0，請說明上面兩式中各個變量的含義。

答：ACE：區(qū)域控制功率表

?

?

10．有效信息為10010110，對其分別應(yīng)用奇效驗和偶效驗方法，分別給出附加效驗位，合成發(fā)送碼字，并畫出其相位調(diào)制的波形。

答：奇校驗：附加校驗位：“1”，合成發(fā)送碼字為：100101101。

偶校驗：附加偶驗位：“0”，合成發(fā)送碼字為：100101100

11．電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)一般可劃分為哪幾種？并給出各個狀態(tài)的主要特征。

答：（1）正常運行狀態(tài)電力系統(tǒng)能以質(zhì)量合格的電能滿足負荷的用電需求

（2）警戒狀態(tài)電力系統(tǒng)運行的各種等式和不等式約束條件均能滿足，仍能向用戶供應(yīng)質(zhì)量合格的電能。

（3）緊急狀態(tài)某些不等式約束條件遭到破壞，系統(tǒng)電壓或頻率超過或低于允許值等。這事的等式約束條件仍能得到滿足，系統(tǒng)中發(fā)電機仍能繼續(xù)同步運行，可不切除負荷。

（4）系統(tǒng)崩潰 將并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)解列成幾個子系統(tǒng)，解列成的各個子系統(tǒng)中等式及不等式約束條件遭到破壞。

（5）恢復狀態(tài) 待電力系統(tǒng)大體穩(wěn)定下來后，如果仍有部分設(shè)備運行于額定能力范圍之內(nèi)，或者若干設(shè)備已重新啟動，則電力系統(tǒng)可進入恢復狀態(tài)。

12．什么是電力系統(tǒng)狀態(tài)估計？列出三節(jié)點網(wǎng)絡(luò)功率量狀態(tài)估計的分析步驟。

答：電力系統(tǒng)狀態(tài)估計是電力系統(tǒng)高級估計原理的一個算法模塊，它針對SCADA實時數(shù)據(jù)的這些缺陷，依據(jù)狀態(tài)估計原理進行分析計算，能夠把不齊全的數(shù)據(jù)填平補充，不精確地數(shù)據(jù)“去粗取精”，同時找出錯誤的數(shù)據(jù)“去偽存真”，使整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)和諧嚴密，質(zhì)量和可靠性得到提高。

P：聯(lián)絡(luò)線凈交換功率 ik：頻率偏差因子 iPtie.i.a：a區(qū)負荷功率 Ptie.i.s：供a區(qū)的發(fā)電功率