电力系统调度自动化复习提纲及答案分解

1、常见缩写全拼及翻译（15分）SCADA EMS FTU AGC LFC ACE NAS ECVT WAMAP STLF DMS TTU EDC DTS DPF AVC OPFSCADA:电力系统监视和控制EMS:能量管理系统FTU:馈线自动化测控终端AGC：automatic generation control自动发电控制 LFC:负荷频率控制ACE: 分区控制误差(Area Control Error)NAS:网络分析软件ECVT:电子式互感器WAMAP:广域动态信息监测分析保护控制系统STLF: Short Term Load Forecasting短期负荷预测DMS:配电管理系统TTU

2、:配电变压器监测终端EDC:经济调度控制DTS:调度员模拟培训系统 Dispatcher Training SimulatorDPF:电力系统潮流计算AVC: automatic voltage control电力系统电压和无功频率自动控制OPF:最优潮流填空题（25）简答（30）综合分析（35）第一章 1、什么是电力系统；电网；电力系统：组成电力工业的发电及其动力系统、输电、变电、配电、用电设备，也包括调相调压、限制短路电流、加强稳定等的辅助设施，以及继电保护、计量、调度通信、远动和自动调控设备等所谓二次系统的种种设备的总和统称为电力系统，它是按规定的技术和经济要求组成的，并将一次能源转换成

3、电能输送和分配到用户的一个统一系统。 电网：电力系统中的发电、输电、变电、配电等一次系统及相关继电保护、计量和自动化等二次网络统称为电力网络。2、 N-1准则判定电力系统安全性的一种准则，又称单一故障安全准则。按照这一准则,电力系统的N个元件中的任一独立元件（发电机、输电线路、变压器等）发生故障而被切除后，应不造成因其他线路过负荷跳闸而导致用户停电；不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故。当这一准则不能满足时，则要考虑采用增加发电机或输电线路等措施。3、电力系统三道防线第一道防线（第一级安全稳定标准 保持稳定运行和电网的正常供电）：由继电保护装置快速切除故障元件，最直接最有效地保证电力系统暂

4、态稳定； 第二道防线（第二级安全稳定标准 保持稳定运行，但允许损失部分负荷）：采用稳定控制装置及切机、切负荷等措施，确保在发生大扰动情况下电力系统的稳定性； 第三道防线（第三级安全稳定标准，当系统不能保持稳定运行时，必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失）：当电力系统遇到多重严重故障而稳定破坏时，依靠失步解列装置将失步的电网解列，并由频率及电压紧急控制装置保持解列后两部分电网功率的平衡，防止事故扩大、防止大面积停电。4、电力系统的状态及各个状态的判断标准5、电力系统的三大控制系统AGC 自动发电控制正常运行时的频率控制： 在负荷正常变化时，自动调节发电机的有功出力，以保持有功供需平衡和频率稳定，保

5、持系统联络线的功率为规定值。同时，在调节发电功率时，还要考虑按最经济原则（EDC）分配各机组处理。紧急状态下的频率控制在系统中有功功率出现大的扰动，频率出现大的偏差时，强力调控频率使其尽快返回正常值，以保证电力系统的运行安全。AVC 自动电压控制ASC 自动稳定控制6、层次型的电力一次系统数据模型7、电力系统调度的管理方式统一调度、分级管理、 分层控制8、电力系统的运行控制的目标是什么？ 第二章1、直流采样 交流采样直流采样直流电量：利用直流电量变送器将实际的电压电流值转换为05V的直流电压。 交流电量：采用交流电压、电流和功率变送器将相应原始信号转换为05V或0±5V的直流电压信号

6、。非电量：利用专用的温度变送器、压力变送器直流采样的特点：对A/D转换器转换速率要求不高，软件算法简单，程序可靠性高。经过整流和滤波环节，抗干扰能力较强。直流采样输入回路常采用RC电路滤去整流后的纹波，采样实时性差，无法反映被测量的波形，因此不适用于微机保护和故障录波。需要变送器屏。交流采样：只针对交流信号的采集。直接将交流信号变送为05V的交流电压信号送至A/D转换器进行转换，即采集交流信号的瞬时值，然后采用算法计算电压、电流的有效值及利用电压电流计算功率。交流采样的特点：实时性好。能反映实际波形。可以省略功率变送器，功率由算法计算得到。对A/D转换器和采样保持器要求较高，要求一个周期内必须

7、有足够的采样点数，要求A/D转换器转换速度高。采样和计算的程序比较复杂。2、单点采样算法、两点采样算法、傅氏算法应用条件及优缺点3、微机电量变送器硬件框图，及各功能单元的作用（参考论文）第三章1、RTU发展过程的三种形式 基于电量变送器的直流采样RTU。RTU采用常规电量变送器方式，各待测模拟量通过变送器模拟运算转换为直流信号，RTU采用直流采样技术，对来自变送器的直流信号采样并进行简单的标量/工程量转换。 基于交流采用的微机型RTU。采用了微机交流采样技术，以微机处理器为核心，对电网的电流、电压进行直接交流采样，经软件运算获得各种电气量，其特点是采样中间环节少，精度高，稳定性好。 与变电站自

8、动化技术结合。2、RTU的功能有哪些 远方功能：RTU与调度中心之间通过远距离信息传输所完成的监控功能。 本地功能：遥信：RTU将采集到的厂站运行参数按规约传送给调度中心。 遥测：RTU将采集到的厂站设备运行状态按规约传送调度中心。 遥控：调度中心发给RTU的改变设备运行状态的命令。 遥调：调度中心发给RTU的调整设备运行参数的命令。 事故数据：实时检测遥信变位。事故追忆统一时钟：对时功能，接收调度中心的校时命令，为了不同厂站之间事故分析以及电度量冻结。适合多种规约的数据远传。转发：接收其他RTU送来的远动信息，按规约组装转发给指定的调度中心。当地功能：RTU自身或连接的显示记录设备的实现监控

9、功能。3、为什么要模拟量的越阈传送 遥信量的变位传送 减少数据传送量，提高装置效率和信道利用率。4、遥控的操作的种类（三种），及采用遥控返校方式的遥控执行过程。 1 调度端发遥控选择命令 2 RTU启动选择定时器，校验性质码和对象码正确性，并使响应的性质继电器和对象继电器动作，使响应的性质继电器和对象继电器动作，使遥控执行回路处于准备就绪状态 3 RTU适当延时后，采集对象继电器和性质继电器的动作状态，形成返校信息。 4 RTU回送返校信息 5 调度中心显示返校信息，与原发遥控选择命令校队。若调度员认为正确，则发送遥控执行命令，反之，发遥控撤销命令。 6 RTU接收到命令，根据命令类型进行处理

10、。 7 如RTU超时未收到遥控执行或是撤销命令，则自动撤销，并清除选择命令。 8 遥控过程中遇到有遥信变位，则自动撤销遥控命令。 9 当RTU执行遥控命令时，启动遥控执行定时器，定时到后，则复归全部继电器。 10RTU在执行遥控执行命令后，向调度中心补送一次遥信信息。第四章1、传统变电站二次功能的构成由二次设备（CT二次侧、PT二次侧、仪表、继电器、控制开关、信号、四遥、电缆等）所连接成的回路。分为控制回路、继电保护回路、测量回路、信号回路等 2、什么是变电站自动化系统变电站自动化的概念 变电站自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置）经过功能的组合和优

11、化设计，利用先进的计算机技术、通信技 术、信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护、与上级调度通信的综合性自动化功能。3、变电站中的应用分类（按国内分类），应用有哪些？监控子系统微机保护子系统 电压、无功功率综合控制子系统其它自动装置功能子系统“五防”子系统遥视及检测子系统通信子系统4、变电站自动化的结构形式有哪几种？35kV及以下变电站多采用什么结构？分散安装模式110kV及以上多采用什么结构形式？一、变电站自动化系统的结构形式 1、 集中式结构：必须采用双机并联运行的结构才能提高可靠性；软件复杂，系统调试麻烦；组态不灵活。 2、分层分布式结构 （1）

12、 分层集中组屏模式 （2） 分散安装模式 （3） 分散安装与集中组屏 3、变电站自动化配置方式目前我国将10kV35kV线路的保护、测量、控制设计为一体化装置，便于采用分散式结构，就地安装。而110kV及以上线路主变压器的保护与测量、控制独立设计，一般采用集中组屏的型式，安装于主控制室中。分散安装与集中组屏相结合的型式一般用于大、中型变电站中。5、电站中五防闭锁装置的种类有些？什么是五防？1、防止误分、合断路器。 2、防止带负荷分、合隔离开关。 3、防止带电挂（合）接地线（接地开关）。 4、防止带地线送电。 5、防止误入带电间隔。6、微机五防装置的构成防误主机、智能模拟屏、电脑钥匙、防误锁具。

13、7、什么是分段备自投、进线备自投；分段备自投的工作原理（参考动作逻辑）；（1）若正常运行时，一台主变带两段母线并列运行，另一台主变作为明备用，采用进线（变压器）备自投；若正常运行时，两段母线分列运行，每台主变各带一段母线，两段母线互为暗备用，采用分段备自投。（2）若正常运行时，一条进线带两段母线并列运行，另一条进线作为明备用。采用进线备自投；若正常运行时，每条进线各带一段母线，两条进线互为暗备用，采用分段备自投。备用电源自动投入条件：1、应该有备用电源或备用设备。2、当工作母线电压下降时，由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备；另外一种情况是工作电源部分系统故障，保护动作跳开工作

14、电源的断路器后才投入备用电源或设备。（1）低电压元件（2）有压检测元件（3）动作时间备自投的闭锁：闭锁主要来自于这几个方面：1) PT断线闭锁；2) 过流闭锁；（主变后备保护动作闭锁BZT）3) 外部闭锁输入；4) 备自投动作后闭锁。8、电站中发生单相接地故障，常规的处理的过程是什么？小电流接地选线的原理？电站中发生单相接地故障，常规的处理的过程：（1）检查表计或监控系统电压指示，判断故障相别、性质，汇报调度并做好记录；（2）穿绝缘靴，检查本站一次系统有无明显故障点（3）分割电网，确定故障范围（4）试拉可疑线路，找出故障点小电流接地选线的原理：基于稳态分量的选线方法比幅比相法、补偿法、时序鉴别

15、法、移相法、导纳法和功率法;基于暂态分量的选线方法首半波法、小波分析法、能量法和谱功率法 外施影响法改变网络参数法和注入信号法国内主要的小电流接地选线技术：1.对中性点不接地系统采用基波零序电流方向判别法;2.对中性点经消弧线圈直接接地系统采用5次谐波判别法;3.对中性点经自动跟踪消弧线圈及阻尼电阻接地系统采用有功分量判别法。9电力系统中三大监视系统10什么是PMU、PMU的用途相量测量装置 Phasor Measurement Unit (PMU) 用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。PMU的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、PMU与主站

16、之间能够实时通信并遵循有关通信协议。PMU的用途：1）进行快速的故障分析 在PMU系统实施以前，对广域范围内的故障事故分析，由于不同地区的时标问题，进行故障分析时，迅速地寻找故障点分析事故原因比较困难，需要投入较大的人力物力。通过PMU实时记录的带有精确时标的波形数据对事故的分析提供有力的保障。同时通过其实时信息，可实现在线判断电网中发生的各种故障以及复杂故障的起源和发展过程，辅助调度员处理故障；给出引起大量报警的根本原因，实现智能告警。2）捕捉电网的低频振荡电网的低频振荡的捕捉是PMU装置的一个重要功能。通过传统的SCADA系统分析低频振荡，由于其数据通讯的刷新速度为秒级，不能够很可靠的判断

17、出系统的振荡情况。基于PMU高速实时通讯（每秒可高达100HZ数据）可较快地获取系统运行信息。3）实时测量发电机功角信息发电机功角是发电机转子内电势与定子端电压或电网参考点母线电压正序相量之间的夹角，是表征电力系统安全稳定运行的重要状态变量之一，是电网扰动、振荡和失稳轨迹的重要记录数据。4）分析发电机组的动态特性及安全裕度分析通过PMU装置高速采集的发电机组励磁电压、励磁电流、气门开度信号、AGC控制信号、PSS控制信号等，可分析出发电机组的动态调频特性，进行发电机的安全裕度分析，为分析发电机的动态过程提供依据。监测发电机进相、欠励、过励等运行工况，异常时报警。绘制发电机运行极限图，根据实时测

18、量数据确定发电机的运行点，实时计算发电机运行裕度，在异常运行时告警。11、智能化变电站的特点是一次设备智能化：采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能单元的传统开关）等智能一次设备。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。二次设备网络化：二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消常规自动化系统一次设备和二次设备之间的控制电缆，采用光纤网络直接通信。数据交换标准化设备检修状态化管理运维自动化：包括自动故障分析系统、设备健康状态监测系统和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。12、智能变电站的构成

19、(1) 变电站层变电站层主要包括变电站监控系统、远动系统、继电保护故障信息系统等，其作用是完成对本站内间隔层设备及一次设备的控制，并完成与远方控制中心、工程师站及人机界面的通信功能。(2) 间隔层间隔层主要包括变电站的保护、测控、计量等二次设备，主要任务是利用本间隔的数据完成对本间隔设备的监测和保护判断。(3) 过程层过程层是一次设备与二次设备的结合面，主要由电子式互感器、合并单元、智能单元等自动化设备构成，主要完成与一次设备相关的功能，如开关量、模拟量的采集以及控制命令的执行等。应该说，智能变电站里最为重要的是过程层网络的出现，没有过程层网络就不可能实现智能变电站的高级应用。13、9区域VQ

20、C调整的原理；把变压器低压侧电压Ud分为高压区Ud，低压区Ul和正常区，把无功功率总量划分为上限区，下限区及正常区域，上限区相当于吸取无功总量，对应于负荷低值 功率因数，下限区对应于高值功率因数，于是U-Q平面被划分为9个区，只有9区域满足条件，一旦运行参数偏离9区间，则控制器就发出控制命令，使运行值返 回到9区间。14、电压崩溃的一般过程（详细）15、电力系统电压调节方式调节励磁电流以改变发电机的端电压调整变压器的分接头以改变变压器的变比调整系统中各无功电源的出力调整输电线路的参数综合调压第五章 1、城市电网中 主网和配电网分别指什么，作用如何？主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要

21、起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用 配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。2、配电网相对输电网，特点是什么？3、DMS与DAS的涵盖关系配电管理系统(DMS)是从发电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统。配电自动化系统（DAS）是使配电企业在远方实时监测、协调和操作配电设备的自动化系统。DAS是狭义的配电系统自动化，DMS是广义的配电系统自动化，是实现所有功能的总称。4、配电自动化系统发展的三个阶段 第一阶段是局部馈线自动化阶段，这一阶段的研究主要围绕着馈线自动化 第二阶段是监控自动化阶段，这一阶段主要是应用计算机技术

22、对配网实现远程监视与控制 第三阶段是运行、管理综合自动化阶段，在此阶段主要是研究实现配电系统综合自动化 5、什么是馈线，什么是馈线自动化馈线就是指纯粹的由电源母线分配出去的配电线路，直接到负荷的负荷线。它是和联络线（双向）对应的。 出线中包括馈线和联络线两种。出线尽管也是从电源母线分配出去的线路，但是它可能是连接别的电源的联络线， 所谓“馈”，含有赠与、给的含义。与“出”是一种事物的两种不同说法。是电力系统常用的技术词汇。 馈线自动化在正常运行时检测线路状态，如电流、电压、开关状态及进行相关操作;当线路发生故障时，能准确确定故障所在线路，跳开故障线路开关，使故障线路被隔离，并恢复非故

23、障线路的供电；通过网络重构实现负荷控制和降低网络损耗。6、重合器与断路器的区别 作用不同：重合器的作用是与其它高压电器配合，通过其对电流开断，重合操作顺序，复位和闭锁，识别故障所在地，使停电区域限制最小，而断路器只是用开断短路故障，线路停电区域大它自带控制和操作电源（控制）它的操作不受外界继电器控制，而由微处理器控制。（保护功能）7、FTU和RTU的区别FTU（Feeder Terminal Unit）：馈线开关监控终端是装设在10KV断路器、负荷开关的开关监控装置。主要作用是采集各开关所在线路的电气参数，并将这些信息向上级系统传输；监视线路运行状况，当线路故障时及时上报，等待上级系统发来的指

24、令进行开关开/合控制，执行主站遥控命令。RTU（Remote Terminal Unit）：是自动化系统的基本单元，它主要用于配电系统变压器、断路器、重合器、分段器、柱上负荷开关、环网柜、调压器和无功补偿电容器的监视及控制，与主站系统通信，提供配电系统运行及管理所需的数据，执行主站系统对远方设备发出的控制调节指令。8、需方管理的主要内容削峰：是通过对负荷的直接控制或利用可间断用电的电价等措施，减少高峰需量，从而减少最不经济发电设备的运行，推迟新的高峰容量，以达到降低电力公司的费用。削峰：是通过对负荷的直接控制或利用可间断用电的电价等措施，减少高峰需量，从而减少最不经济发电设备的运行，推迟新的高

25、峰容量，以达到降低电力公司的费用。填谷：如果电力公司拥有充裕的运行费用低的设备容量时，修改季节性或峰外用电的电价和鼓励采用新工艺，能增加峰外时间的用电。转移负荷：将分时电价制、大型用电设备的轮用和储热方案等结合起来应用。战略性压负荷：是鼓励用户提高用电效率，促进余热发电和其他技术，能降低整个用电时期的负荷需求量，从而推迟对新容量的需求并降低平均燃料费用。战略性增负荷：应用电气新工艺取得可控制的负荷增长 。 形成灵活负荷：部分用户愿意放弃供电质量和可靠性来换取减少供电费用或得到其他奖励。例如。预定需量供电，当电力公司根据协议要求将需量限制到预定水平时，允许用户在一系列减负荷办法中自由选择一种。

26、9、负荷管理下的多种电价二次电价：电价包含kW或kVA等表征负荷容量的收费以及kWh收费两部分。用户应付的电费是两部分之和。定时电价又称间断供电电价。这种办法明确规定用户用电时间一般在电力系统的低谷时间内，也就是每天的22时到次日8时，其它时间禁止用电。功率因数电价：规定一个标准功率因数值后，用户的功率因数值如高于规定值，减少基本电费；如低于规定值，增收基本电费。 阶梯制电价：也叫分块电价是把用户每月使用的电量分成若干梯级，各级之间电价不同。 单一电价：这种电价是以用户安装的电能计量表示出的实际千瓦时数为计费依据。 实时电价：实时电价在每个时段的电价是根据当时记录到的系统负荷需求实时决定的。

27、根据用电区域、供电电压，将一天分成若干个时段，每个时段的电价固定，但却不同、大小取决于该时段的系统负荷曲线的电价体系。10、常见的抄表方式手工抄表、本地自动抄表、移动式自动抄表、预付费电能计费方式、远程自动抄表11、基于重合器的馈线自动化原理原理：无需通信，根据短路时出现的短路电流，靠多次重合闸找出故障区段并进行隔离，主要用在辐射线路。实现模式：重合器与重合器配合模式、重合器与电压-时间型分段器配合模式、重合器与过流脉冲计数型分段器配合模式。第七章1、电力系统调度自动化经历了哪几种构成形式？1) SCADA （初级） 2) SCADA +AGC/EDC（不完备的EMS系统） 3) SCADA

28、+AGC/EDC+NA+DTS（EMS）2、调度部门中的主要部门有哪几个运行方式管理、实时调度管理、继电保护管理、自动化管理、通信管理3、EMS数据库中主要的数据种类 以及主要的数据库EMS的数据主要有以下几个来源：实时数据、预报与计划数据、历史性数据、临时性数据和基本数据。实时数据：是自动量测的数据，实时数据主要反映当前的电力系统运行状态。预报和计划数据：是由EMS本身形成的或人工输入的数据，例如：负荷预测、发电计划、机组组合、水电计划、燃料计划、交换计划和电压计划等。它们向EMS提供当时或未来的电力系统运行状况数据。历史性数据：一种是正常运行方式的保存，一种是非常运行状态的保存（事故记录）

29、。EMS可以按周期和规定的条件自动进行记录，也可以人工启动记录。历史数据主要用于电力系统运行状态的分析、预测和培训。临时性数据：是高级应用软件运行中自动形成和自动消除的数据，例如：潮流计算中产生的导纳矩阵和雅可比矩阵等等，虽然用户不需要了解这些数据，但对应用软件维护人员来说却是非常重要的诊断信息。基本数据：是电力系统运行中基本不变或缓慢变化的数据，例如：发电设备及其控制系统的参数、变电与传输设备的配置及其参数、量测设备的配置及其参数等等。这些关联信息及参数是人工输入并在运行中由人工修改的。四个主要的数据库：SCADA、能量管理（发电）数据、网络数据、培训模拟数据。4、功能结构中的应用软件层包含几个层次，每个层次分别包含那些应用单元？应用软件层(三个层次)： 数据收集级 SCADA 能量管理级 发电控制类 发电计划类 网络分析级 拓扑分析、状态估计、安全性评估、调度员潮流、短路电流计算、无功电压控制、发电控制类等5、状态估计的数学描述6、调度员潮流与其它软件的关系，数据来源，对不同工程师的用途数据有多种来源，可以取实时、历史和未来的各种运行方式调度工程师：研究可能实现的运行方式计划工程师：校核运行计划的安全性（潮流和电压）分析工程师：分析近期运行方式的变化7、基于外推法的超短期负荷预测的具体