第一篇：電力系統自動化簡答題(復習資料)

1.統的主要作用:

答：1電壓控制2控制無功功率的分配3提高同步發電機并聯運行的穩定性4改善電力系統的運行條件5水輪發電機組要求實現強行減磁

2.無刷勵磁系統的特點：

1）無炭刷和滑環2)供電可靠性高3）勵磁系統的響應速度慢4）勵磁機與發電機同軸，電源獨立，不受電力系統干擾5）具備高起始、響應持久、能有效地提高電力系統穩定性

3.有差調頻法的特點：1）各頻機組同時參加調頻，沒有先后之分2)計劃外負荷在調頻機組間是按一定的比例分配的3）頻率穩定值的偏差較大

4.主導發電機法的特點：1）最終不存在頻率偏差2）作用有先有后，缺乏“同時性”3）調頻容量的不能充分利用，整個調頻過程較為緩慢4）穩態特性比較好，動態特性不夠理想

5.自動發電控制系統四個基本任務和要求：

1）使全系統的發電機輸出功率和總負荷功率相匹配2）將電力系統的頻率偏差調整到零，保持系統頻率為額定值3）控制區域間聯絡線的交換功率與計劃值相等，以實現各個區域內有功功率和負荷功率的平衡4）在區域網內各發電廠之間進行負荷的經濟分配

6.如何確定低頻減載的首級動作頻率和末級動作頻率？

1）、第一級啟動頻率 ：這個為事故的早期，頻率下降不嚴重，因些啟動值要高些 一般整定為：48.5~49Hz ,在以水電廠為主的電力系統中，因水輪機調整速度較慢，因些常取48.5Hz.。

2）、末級啟動頻率：這是電力系統能允許的最低安全頻率，這時，火電廠的廠用設備已不能正常工作，低于45Hz時，很可能發生“頻率崩潰”或“電壓崩潰”，因此，末級啟動頻率以不低于46~46.5Hz為宜。

7.電壓控制的措施：

?PR?QX? ??Uk?G1??U?UGk1??UN? Ub??22

1）發電機勵磁電流，以改變發電機端電壓UG

2）控制變壓器變比K1及K2調壓

3）改變輸送功率的分布P+jQ

4)改變電力系統網絡中的參數R+jX以減小輸電線路電壓的損耗

8.電力系統的主要任務：

1）保證供電的質量優良

2）保證系統運行的經濟性

3）保證一定的安全裕度

4）保證提供強有力地事故處理措施

9.自動發電控制（AGC）的基本功能：

1）使發電自動跟蹤電力系統負荷變化

2）響應負荷和發電的隨機變化，維持電力系統頻率為額定值（50Hz）

3)在各區域間分配系統發電功率，維持區域間凈交換功率為計劃值

4）對周期性的負荷變化按電計劃調整發電功率

5）監視和調整備用容量，滿足電力系統安全要求

10.管理系統和輸電系統的區別：1）配電網絡多為輻射形或少環網，輸電系統為多環網。

2)配電設備沿線分散配置，輸電設備多集中在變電所。3）配電系統遠程終端數量較大，每個遠程終端采集量少，但總采集量大，輸電系統相反。4）配電系統中的許多野外設備需要人工操作，而輸電設備多為遠程操作。5）配電系統的非預想接線變化要多于輸電系統，配電系統設備擴展頻繁，檢修工作量大。

第二篇：電力系統自動化復習資料

電力系統自動化復習資料

一、名詞解釋（共5道題，每題4分，總分20分）

1電力系統經濟運行

2.準同期并列

3.強行勵磁

4.負荷的調節效應

5.頻率調差系數

二、簡答題（共12道題，每題5分，總分60分）

1電力系統自動化包括哪些主要內容？

2準同步并列的條件有哪些？如果不滿足這些條件，會有什么后果？為什么要在δ=00之前提前發合閘脈沖？

3.同步發電機的勵磁系統有哪幾類？

4．何謂三相全控整流橋的逆變？實現逆變的條件是什么？

5．頻率降低較大時可能對電力系統造成什么危害？

6在電力系統中，有了調速器對頻率的一次調節，為什么還要引入調頻器，進行二次調節?

7描述積差調頻法內容和特點？

8電力系統的調壓措施有哪些？

9變電所綜合自動化系統的結構主要分哪幾種？各有什么特點

10配電網自動化系統的基本結構是什么？

11.自動低頻減載的工作原理？

12什么是負荷調節特性和發電機調節特性？電力系統頻率特性？

三、計算題（10分）

某發電機采用自動準同期并列方式與系統進行并列，系統的參數為已歸算到以發電機額定容量為基準的標么值。一次系統的參數為：發電機交軸次暫態電抗Xq''為0.128；系統等值機組的交軸次暫態電抗與線路之和為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

ih''.max?2IGE?0.05s誤差時間為；待并發電機允許的沖擊電流值為。求允許合閘

相角差?ey、允許滑差?sy與相應的脈動電壓周期。

四、論述題（10分）

結合你自己所了解的某一先進的電力系統自動化設備，簡述一下其工作原理，談談你對電力系統自動化認識。

第三篇：電力系統自動化考試復習資料自己總結

341 電力系統自動化

第一章概述

電力系統自動化——作用

電力系統自動化是現代電力系統安全可靠和經濟運行的重要保證.1）保證安全可靠運行——包括：輸變電設備的正常操作、故障的快速切除和恢復，均通過自動裝置才能保證安全、可靠。

2）保證經濟運行——最少的一次能源產生更多的電力。電力系統的經濟優化調度運行，降低網損等，沒有自動化系統的參與是很難實現。

3）保證優質電能——暫態電能質量；穩態電能質量: 電壓偏差、頻率偏差,波形畸變（諧波）,三相不平衡度,電壓波動閃變

電力系統自動化的主要內容 按管理區域分：電網調度自動化(發電輸電，配電)；發電廠自動化(火電廠，水電廠，其他電廠)；變電站自動化

按自動控制角度：頻率和有功控制；電壓和無功控制；斷路器的控制；安全自動控制

基礎問題：數據采集與處理；數據傳輸（通信）

調度自動化系統的主要功能

1、變電站自動化

完成對變電站運行的綜合控制；完成遙測、遙信數據的遠傳；完成控制中心對變電站電氣設備的遙控及遙調；實現變電站的無人值守。

2、電網調度自動化－能量管理系統EMS 數據采集和監控(SCADA)；自動發電控制(AGC)和經濟調度控制(LK)；網絡接線分析、狀態估計、潮流計算、負荷預報等；安全分析：靜態安全分析和動態安全分析兩類；調度員培訓仿真系統(DTS)

3、配電系統自動化－配電管理系統DMS 配電管理系統是是一種對變電、配電到用電過程進行監視、控制、管理的綜合自動化系統。

包括配電自動化(DA)、地理信息系統(GIS)、配電網絡重構、配電信息管理系統(MIS)、需求側管理(DSM)等幾部分。

第二章測控裝置的基本原理

一、微機系統1）CPU(中央處理器)2）存儲器3）定時器/計數器（除了計時外：觸發采樣信號；VFC型A/D轉換關鍵部件4）Watchdog抗干擾：若程序受干擾后失控，讓系統自動復位

二、模擬量輸入/輸出回路

1.測量信號輸入——模擬量->數字量 2.控制信號輸出——數字量->模擬量

三、開關量輸入/輸出回路

1.人機接口2.跳閘信號3.閉鎖信號

四、人機對話接口回路

1.調試2.定值整定3.工作方式設定4.動作行為記錄5.系統通信 需采集的信息P14

模擬量開關量數字量脈沖量非電量

341

第三章變電站綜合自動化

一、變電站綜合自動化的概念

? 將變電站的二次設備經過功能的組合和優化設計，利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信號處理技術，實現對全變電站的主要設備和輸、配電線路的自動監視、測量、自動控制和微機保護，以及與調度通信等綜合性的自動化功能。

? 實現變電站綜合自動化的軟硬件系統稱為變電站綜合自動化系統，是利用多臺微型計算機和大規模集成電路組成的自動化系統。? 是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。

二、變電站綜合自動化系統的特點(基本特征)p61

三、變電站綜合自動化系統的基本功能

變電站綜合自動化目標：

? 將變電站的保護、測量、監控、遠動融為一體，使得數據共享、資源共享，提高自動化的功效。

? 提高變電站的技術水平和管理水平；

? 提高電網和設備的安全、可靠、穩定運行水平； ? 降低運行維護成本；

? 提高供電質量，并促進配電系統自動化。變電站綜合自動化的主要內容：

? 實時監視電網參數，發現異常自動報警，防止事故擴大。? 事故狀態下，迅速隔離和消除事故，限制事故范圍。

? 完成變電站運行參數的在線計算，保證電能質量的自動和遙控調整。變電站綜合自動化的基本功能P64

? 繼電保護功能：

1高壓輸電線路的主保護和后備保護

2主變壓器的主保護和后備保護 3無功補償電容器組的保護

4母線保護

5配電線路的保護

5不完全接地系統的單相接地選線

微機保護的優越性：

1、靈活性強；

2、綜合判斷能力強；

3、性能穩定、可靠性高；

4、微機保護利用微機的記憶功能，可明顯改善保護性能、提高保護的靈敏性；

5、微機保護利用微機的智能特性，可實現故障自診斷、自閉鎖和自恢復；

6、體積小、功能全；

7、運行維護工作量小、現場調試方便

? 測量、監視和控制功能： ? 數據采集：

1、模擬量的采集：有直流采樣（有效值、均值）和交流采樣（瞬時值）兩種方式

2、狀態量的采集：各種開關狀態、位置

3、脈沖量的采集：主要是電能量的采集，目前也可用軟件計算

? 時間順序記錄SOE

? 安全監視功能：越限告警，裝置失電、異常監視 ? 操作控制功能打印功能 ? 數據處理與記錄功能

341 ? 打印功能

? 故障記錄、故障錄波和故障測距

? 諧波分析與監視：諧波源的監視、諧波的治理

? 人機聯系功能：顯示畫面和數據、輸入數據、人工控制、診斷維護

? 自動控制智能裝置的功能

? 電壓、無功綜合控制：造成系統電壓下降的主要原因是系統的無功功率不足或無功功率分布不合理。對發電廠來說，主要的調壓手段是調整發電機的勵磁；在變電站主要的調壓手段是調節有載調壓變壓器分接頭位置和控制無功補償電容器 ? 低頻減負荷控制 ? 備用電源自投控制 ? 小電流接地選線控制

? 遠動及數據通信功能：

? 現場級通信 ：自動化系統內部各子系統與上位機（監控主機）和各子系統之間的數據和信息交換

? 與上級調度通信：采集、上傳數據和信息，接收下達操作、控制、修改定值等命令（完成新型RTU全部功能）

? 自診斷、自恢復和自切換功能：

? 自診斷 ：變電站綜合自動化系統軟硬件故障的自動診斷

? 自恢復：系統停機時，自動產生自恢復信號，將外圍接口重新初始化，保留歷史數據，實現無擾動的軟硬件自恢復

? 自動切換：雙機系統，當其中一臺主機故障時，所有工作自動切換到另一臺主機（所有數據不能丟失）

變電站綜合自動化的結構形式P67 分散與集中相結合的結構形式（目前國內最流行的方式）

分散：配電線路（出線）的保護采用分散式結構，就地與相應的一次設備安裝在一3

起。（注意：與分布的含義不同）

集中：高壓線路（進線）和主變的保護采用集中組屏的結構，集中安裝在控制室或保護室。

結構圖見P68——P72（五個）

變電站綜合自動化系統的自動裝置 1 電壓、無功綜合自動控制裝置 2 備用電源自動投入裝置 3 故障錄波裝置 自動按頻率減負荷裝置 小電流接地系統單相接地自動選線裝置

電壓、無功綜合自動控制裝置 狀態識別原理-九區圖（P75）備用電源自動投入裝置

定義：備用電源自動投入裝置，簡稱備自投。是工作電源斷開后，能夠迅速將備用電源或備用設備自動投入工作的自動裝置。備自投是保障對用戶連續供電的重要措施。

備用電源的配置方式

明備用：系統正常運行時，備用電源不工作。

341

暗備用：系統正常運行時，備用電源也投入運行。

備用電源自動投入裝置的特點

1、工作電源確實斷開后，備用電源才投入

2、備用電源自動投入切除工作電源斷路器必須經延時

3、手動跳開工作電源，備用電源自動投入裝置不動作

4、應具有閉鎖備用電源自動投入裝置的功能

5、備用電源不滿足有壓條件，備用電源自動投入裝置不動作

6、工作母線失壓必須檢查工作電源無流

7、備用電源自動投入裝置只允許動作一次

故障錄波裝置

★是電力系統發生故障時，能迅速直接地記錄下與故障有關的運行參數的一種自動記錄裝置。

★相當于“黑匣子”。規程規定在主要發電廠、220kV及以上變電站應裝設。★記錄內容除一般參數（電壓、電流、開關量）外，還包括有功、無功、非周期分量的初值電流及衰減時間常數、系統頻率變化及各種參數變化的準確時間等。

故障錄波裝置的作用（P83）

1、正確分析事故原因，為事故處理提供依據

2、評價保護、自動裝置的正確性

3、尋找故障點

4、分析研究振蕩規律

5、分析錄波圖，發現缺陷消除隱患

6、實測系統參數，對理論計算參數作修正 ★故障錄波的實現方式

1、保護裝置兼作故障錄波

微機保護都有故障錄波功能，一般記錄8個周波：故障前三周，故障后五周。用于分析保護是否正確動作，不滿足動態全過程記錄要求。

2、專用的故障錄波裝置：記錄時間長，例如達600s。滿足系統動態過程分析、校核電力系統計算程序參數的要求。

變電站信息傳輸的內容

一、變電站內的信息傳輸內容（P87）

1、現場一次設備與間隔層間的信息傳輸；

2、間隔層間的信息交換

3、間隔層與變電站層的信息

二、綜合自動化系統與控制中心的通信內容（P88）

1、遙測信息

2、遙信信息

3、遙控信息

4、遙調信息

341 綜合自動化系統必須兼有RTU全部功能，應該能夠將所采集的模擬量和開關狀態，及事件順序記錄等遠傳至調度端；同時應能接收調度端下達的各種操作、控制、修改定值等命令。即完成新型RTU等全部四遙功能 綜合自動化系統的通信方案（見P89）

第四章電網調度自動化

第一節電力系統運行狀態和調度自動化

一、電網調度的目標

1、可靠性

2、電能質量

3、經濟性

4、環保

二、穩定性和安全性的定義

? 穩定性：電力系統在運行過程中受到擾動后，能否憑借自身的調整或控制設備的作用，恢復到原有穩定運行狀態，或過渡到一個新的可接受的穩定運行狀態并繼續運行的能力。

? 安全性：電力系統在出現可信事故(是指系統正常運行中可能出現的故障)之后，設備不過負荷，且網絡上的變量不偏離允許范圍，在此條件下系統應滿足用戶負荷要求的能力。

三、電力系統運行狀態（P112-113）

? 正常狀態：負荷約束和運行約束都被滿足的狀態；

? 安全： 沒有任何一個可信事故會導致系統轉移到緊急狀態 ? 不安全： 反之

? 緊急狀態：對運行約束有重大破壞的狀態，如故障導致系統的暫態穩定性或電壓穩定性被破壞；

? 恢復狀態：負荷約束被破壞的狀態，如故障元件被切除后，導致部分受影響的用戶供電中斷。

調度自動化系統的結構

1、數據采集和控制執行子系統

1)采集調度中心管轄的發電廠、變電站中各種表征電力系統運行狀態的實時數據。

2)接受上級調度中心根據需要發出的操作、控制和調節命令，直接操作或轉5

發給本地執行單元或執行機構。

上述功能在廠站端由綜合遠動裝置或遠方終端裝置(RTU, Remote Terminal Unit）實現。

2、信息傳輸子系統

將信息采集子系統采集的信息通過信息傳輸系統及時、無誤地傳送給電網調度控制中心，也將電網調度控制中心的遙控遙調命令下發給廠站控制單元。信息傳輸主要采用光纖、微波和電力線載波等方式。

4、人機聯系子系統

將計算分析的結果以對調度員最為方便的形式顯示給調度員，調度員也通過該系統下達決策命令，實現對電力系統的控制。人機聯系系統包括模擬盤、圖形顯示器、控制臺鍵盤，音響報警系統，記錄打印繪圖系統等。

3、信息處理子系統（核心）

EMS 應用軟件從功能上區分可分為3 級：①數據收集級；②能量管理級；③網絡分析級。

數據收集級應用軟件是SCADA 系統軟件，它是EMS 的基本應用軟件，它處理電網調度中心的實時數據，下發調度控制命令；

能量管理級和網絡分析級應用軟件有時統稱為EMS 高級應用軟件，主要用于對電網運行情況進行分析和決策計算。電網調度自動化的核心：SCADA/EMS

四、電網調度穩定性措施

? 預防控制措施：當系統不安全時，必然存在一個可能出現的故障會導致系

統失穩，為防患于未然而提前采取的控制措施就稱為預防控制措施。? 緊急控制措施：當故障已經發生，系統出現了一些違反運行約束的現象，如線路電流增大、節點電壓偏低、發電機角度和角速度振蕩等，為消除這些現象而采取的控制措施則稱為緊急控制。

? 恢復控制措施：在故障切除后，為恢復用戶供電而采取的控制措施稱為恢

復控制。?

五、電網調度機構分級和調度基本原則

341 ? 國調－網調－省調－地調－縣調 ? 統一調度；分級管理；分層控制

六、電網調度的任務

1、預測負荷

2、編制發電計劃

3、倒閘操作：下達線路倒閘操作指令。

4、事故處理：發生事故后，正確及時處理事故，盡快回復供電。

5、經濟調度：按照等微增率安排機組出力。

第三節電力系統狀態估計

一、網絡拓撲的實時確定即實時結線分析。

1.實時處理開關信息的變化，自動劃分發電廠、變電站的計算用節點，形成新的網絡結線，確定連通的最大子網絡。

2.同時在新的網絡圖上分配量測，為后續的在線網絡分析程序提供可供計算用的網絡結構、參數和實時運行參數的基礎數據。

網絡的結線分析包括對廠站的結線分析和對系統的結線分析

二、電力系統狀態估計 ?

1、狀態估計的必要性

? SCADA數據庫存在下面明顯缺點：（P123）?

2、狀態估計的功能

? 得到最接近于系統真實狀態的最佳估計值

? 對生數據進行不良數據（或叫壞數據）的檢測與辨識，刪除或改正不良數據

? 推算出齊全而精確的電力系統運行參數 ? 糾正偶爾會出現的開關狀態遙信錯誤 ? 估計某些可疑或未知的設備參數

? 以現有數據預測未來的趨勢和可能出現的狀態 ? 確定合理的測點數量和合理的測點分布

?

3、狀態估計的步驟

1）假定數學模型。

2）狀態估計計算

3）不良數據的檢測：檢查是否有不良測值混入或有結構錯誤信息

4）不良數據辨識：確定具體的不良數據或網絡結構錯誤信息的過程。?

5、最小二乘法狀態估計原理

（1）目的：計算得到系統狀態變量的估計值。

（2）要求滿足下面的目標準則：使計算得到的狀態變量的估計值所對應的測量估計值與真實測量值之差的平方和最小。（3）具體實現：建立目標函數J(x)=(z-h(x))T(z-h(x))對目標函數求導數并取為零，可以求解出極小值對應的狀態估計量。

第四節安全分析與安全控制

一、安全分析的概念

? 從電力系統運行調度的角度來看，應該用預想事故分析的方法來預先知道

系統是否存在隱患，即處在所謂不安全正常狀態，以便及早采取相應的預防控制措施，防患于未然。這便是電力系統安全分析（或稱電力系統安全評估）的目的。

? 電力系統運行的安全性，通常是指在突發事故擾動下，系統保證避免發生

廣泛波及性供電中斷的能力。由于安全性是對事故后果進行分析，涉及到系統事故后的穩態行為即暫態行為，安全性分析亦稱之為預想事故分析，分為：靜態安全分析和動態安全分析。

二、靜態安全分析

? 靜態安全分析：只考慮事故后系統重新進入新穩態運行情況的安全性，而

不考慮從當前運行向事故后穩定狀態轉變的暫態過程。?

1、靜態安全分析的用途：

? 對一個輸電系統規劃方案而言，利用靜態安全分析可以進行事故預想，可

以校驗其承受事故的能力；系統規劃設計人員在進行發電系統和輸電系統規劃時，應利用靜態安全分析考慮各種可能的設備開斷情況，并評估其后

341 果是否滿足安全性的要求。

? 對運行中的電力系統而言，可以檢驗其運行方式及接線方式的安全性，進而給出事故前后應采用的防范措施或校正措施。在電力系統的運行中，為了避免過負荷和電壓越界引起的設備損壞，或由于過負荷設備在系統保護作用下退出運行而導致大面積連鎖反應性的停電，需要在線或實時地進行系統靜態安全分析。?

2、靜態安全分析的方法

? 預想事故的自動篩選：即在靜態安全分析中，先用簡化潮流計算方法對預想事故集中的每一個預想事故進行近似計算，剔除明顯不會引起安全問題的預想事故，且按事故的嚴重性進行排序，組成預想事故一覽表，然后用更精確的潮流算法對表中的事故依次進行分析。?

3、快速潮流計算方法：

? 1）直流潮流法：用直流電流代替交流潮流，用解直流電路的方法求解有功潮流，計算速度快，精度低。

2）P-Q分解法：計算速度快，能同時計算潮流分布和節點電壓，同時估計過負荷和過電壓情況。

3）等值網絡法：網絡靜態等值

三、動態安全分析

? 校驗假想事故發生后電力系統是否能夠保持穩定運行的離線計算。

? 一般采用數值積分法，逐時段求解描述電力系統運行狀態的微分方程組，得到動態過程中狀態變量隨時間變化的曲線，以此判斷系統的穩定性。動態安全分析方法：

1、模式識別法

2、李雅普諾夫法

3、擴展等面積定則（EEAC）法

四、電力系統安全控制

1、正常運行狀態的安全控制

為了保證電力系統正常運行的安全性

(1)在編制運行方式時就要進行安全校核；(2)在實際運行中，要對電力系統進行不間斷的嚴密監視，對電力系統的運行參數如7

頻率、電壓和線路潮流等不斷地進行調整，始終保持盡可能的最佳狀態；

(3)還要對可能發生的假想N－1事故進行后果模擬分析；

(4)當確認當前屬不安全（警戒）狀態時，可對運行中的電力系統采取預防性措施進行預防性的安全校正。

2、緊急狀態時的安全控制（P136-P137）

3、恢復狀態時的安全控制：（P140上）

第五節調度主站的硬件構成

一、電網調度自動化系統的構成（P140上）

二、調度計算機系統——前置機系統——接受RTU的遠動信息。

主要功能：

1、對接受數據預處理；

2、向后臺機傳送信息；

3、下發命令；

4、向調度模擬屏傳送實時數據；

5、有轉發功能；

6、對各個通道進行監視。

一、電力系統遠動要完成的任務

1、將電力系統的運行狀態采集并傳送到調度中心（監測）

2、接受調度中心下達的命令去調控電力系統中的設備的運行狀態（控制）

二、RTU的功能（P145）

1．數據采集——模擬量(YC)；開關量(YX)；數字量(YC)；脈沖量(YC)等。2．數據通信

3．執行命令——完成遙控(YK)、遙調(YT)等操作。4．其它功能——(1)當地功能：對有人值班的較大站點，如果配有CRT、打印機等，可完成顯示、打印功能；越限告警功能；事件順序記錄功能等。(2)自診斷功能：程序出軌死機時自行恢復功能；自動監視主、備通信信道及切換功能；個別插件損壞診斷報告等功能。

三、電力系統遠動實現的功能通常又稱為“四遙”功能。（P145）

遙測信息

? 各種運行參數，主要特點是隨著時間連續變化的模擬量。? 電量參數：電壓，電流，頻率，功率。? 非電量參數：溫度，水位，油位。

341 ? 1采集方式：電量----變送器（直流，交流）? 非電量----傳感器（直流量、數字量）? 2 A/D ? 3 電量采集（脈沖、數字量）狀態信號

?

1、開關，刀閘的狀態信息 ?

2、保護、自動裝置的動作狀態 ?

3、發電機的開停機信號

?

4、其他的運行狀態信號（如事故總信號）? 特點：？（表示方式0，1）

? 改變設備運行狀態的命令，如發電機的起停命令，斷路器的分合命令。電容器，電抗器的投切命令。? 特點：可靠性要求高。? 保證措施：返校。

遙控實現步驟

第一步，主站子站發送遙控選擇命令； 第二步，子站向主站返送遙控返校信息；

第三步，根據實現情況，主站向子站下達遙控執行命令或遙控撤消命令；

第四步，如果是遙控執行則RTU改變遙控輸出狀態，如果是遙控撤消則遙控狀態保持不變。

遙調信息：1）傳送改變設備運行參數的命令，如改變發電機有功出力(調速)和勵磁電流(調壓)的設定值，改變變壓器分接頭的位置。2）在廠站端遙調輸出的直流電壓、電流模擬量通常是由數/模轉換器加電壓放大、電流放大來實現的。

第七節遠動系統信息傳送

一、數字通信系統模型

信息源：把消息轉換成連續變化的模擬信號或是離散的數字信號輸出。

信源編碼：對信息源發出的模擬信號完成模/數轉換，得到它所對應的數字信號。信道編碼：按一定規則，在信息序列中添加冗余碼元，將信息序列變成較原來更長的二進制數字序列，即碼字。通過信道編碼提高了信息序列的抗干擾能力，信道編碼也稱差錯控制編碼。

調制：是將用數字序列表示的碼字變換成適合于在信道中傳輸的信號形式，送入信道。電力系統遠動中，常采用數字調頻或數字調相的方法，將碼字中的”0”或“1”碼元，變成兩種同頻率或兩種不同相位的正弦交流信號。信道：是傳輸信號的通道。

解調：是把從信道接收到的兩種不同頻率或兩種不同相位的正弦交流信號，還原成數字序列，即碼字。

信道譯碼：根據信道編碼規則，對接收碼字進行譯碼校驗，達到檢出或糾正接收碼字中錯誤碼元的目的。

信源譯碼：根據信源編碼規則，變接收信息序列為信息源輸出的對應估值，并送給受信者予以顯示或打印等。

同性系統上行信息傳遞模型P155

二、通信方式

當通信在點與點之間進行時，按照信息傳輸的方向，以及是否能雙向進行，通信方式可分為單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。

單工通信：指信息的傳輸始終是一個方向，不能進行與此相反方向的傳輸。單工通信線路一般采用二線制。

半雙工通信：指信息可以在兩個方向上傳輸，但某一時刻只限于一個方向，不能同

341 時進行雙向傳輸。半雙工通信采用二線制線路。

全雙工通信：指信息可以同時作雙向傳輸。全雙工通信線路一般采用四線制，若采用頻率分割法可用二線制線路。

SCADA中遠動信息的通信方式應當采用全雙工通信方式或半雙工通信方式。

三、遠動信道（P156）

第八節遠動通信基本原理

一、遠動通信規約——循環式規約（CDT）；問答式規約（POLLING）

1、循環式規約CDT（P165）

廠站端將要發送的遠動信息按規約的規定組成各種幀，再編排幀的順序，一幀一幀地循環向調度端傳送。信息的傳送是周期性的、周而復始的，發端不顧及收端的需要，也不要求收端給以回答。這種傳輸模式對信道質量的要求較低，因為任何一個被干擾的信息可望在下一循環中得到它的正確值。

CDT傳輸規約：幀結構

遠動信息字都由48位二進制數構成。

其中前8位是功能碼，區分不同信息內容。信息碼是信息內容，包括四遙信息。最后8位是校驗碼，采用CRC校驗。

校驗碼的生成規則：在信息字的前40位（功能碼和信息碼）后面添加8個零，再模二除以生成多項式g(x)=x8+x2+x+1，將所得余式作為8位校驗碼。校驗碼是用于檢錯和糾錯的部分，提高信息字在傳輸過程中抗信道干擾的能力。

2、問答式傳輸規約：幀結構（P169）

報文頭：3~4個字節，指出進行問答的RTU的地址、報文所屬的類型、報文中數據區的字節數。

數據區：傳送的信息內容。校驗碼：用報文頭和數據區的字節運算得到。可以是奇偶校驗碼，也可以是CRC校驗碼。

問答式與循環式傳輸規約最明顯的差別是，問答式傳輸規約中，不同類型的報文，報文的總長度不同，且報文長度的變化總是按字節增減。

二、差錯控制技術（P160）341

饋線自動化

饋線自動化是配電自動化的重要組成部分。

? 目的：對饋出線路進行數據采集和監控（SCADA功能），故障時，及時準確地確定故障區段，迅速隔離故障區段并恢復健全區段供電。

? 主要功能：配網饋線運行狀態監測、控制、故障診斷、故障隔離、網絡重構。

? 實現：一種是基于重合器的饋線自動化系統；另一種是基于饋線終端設備(FTU)的饋線自動化系統。

基于重合器的饋線自動化

? 原理：無需通信，根據短路時出現的短路電流，靠多次重合閘找出故障區段并進行隔離，主要用在輻射線路。

? 實現模式：重合器與重合器配合模式、重合器與電壓-時間型分段器配合模式、重合器與過流脈沖計數型分段器配合模式。? 重合器分段器 負荷控制的作用

1、通過負荷控制，削峰填谷，使日負荷曲線變得比較平坦，就能夠使現有電力設備得到充分利用，從而推遲擴建資金的投入。

2、減少發電機組的起停次數延長設備的使用壽命，降低能源消耗。

3、對穩定系統的運行方式，提高供電可靠性大有益處。

4、用戶避峰用電可以減少電費支出，可以形成雙贏的局面。第六章自動化系統的電磁兼容

一、電磁兼容

1、電磁兼容的概念、電磁干擾三要素

2、電磁干擾的途徑

3、差模干擾和共模干擾

4、干擾對自動化系統的影響

二、變電站中的干擾源

1、外部干擾

2、內部干擾

三、抗干擾措施

1、硬件方面

2、軟件方面

四、電纜的屏蔽

1、靜電屏蔽

2、低頻電磁屏蔽

3、高頻電磁屏蔽

4、自動化系統設計中應注意的問題

五、浪涌的防護

六、提高抗干擾的其它措施

第四篇：電力系統及其自動化

電力系統及其自動化專業碩士研究生培養方案

（學科專業代碼：080802）

一、主要研究方向及其學術隊伍 研究方向一：風電控制與繼電保護技術

本研究方向的主要研究內容、特色和意義

風能的利用，關鍵在風能轉化為電能的設備—風力機制造技術，而風力機的檢測與控制技術是風力機制造及風力機有效運行的基本保證。

風力機的檢測技術與自動化裝置是以風能領域內的檢測和控制系統為主要研究對象，采用現代數學方法和計算機技術、電子與通訊技術、測量技術等來研究系統的檢測、控制、設計和實現的理論、方法和技術。在實際應用中，尤其是風力機制造及風力機有效運行中，由于檢測及被控對象的嚴重非線性、數學模型不確定、系統的工作點變化劇烈等因素，以使傳統的檢測和控制方法難以滿足要求。由于傳統檢測和控制往往只考慮控制系統和受控對象所組成的“獨立”體系，而忽略了環境所施加的影響，而現代大型風力機復雜的檢測、控制和決策問題，必然把外界環境和對象以及檢測、控制系統作為一個整體來進行分析和設計。另外對于控制任務或控制目標，傳統控制只著眼于用數學語言進行描述。實際上檢測與控制任務或目標有多重性和時變性，而且還包括任務所含信息的處理過程，即任務的集合處理。面對復雜的對象、復雜的環境和復雜的任務，用傳統的檢測與控制理論和方法去解決是不可能的，為使我國的風能利用及風力機制造技術朝著大型化、高度智能化方向發展，就必須研究和使用新的檢測和控制手段。

電力系統繼電保護裝置是保護電力網用電設備安全的重要設施，隨著電力系統的發展, 電網規模的不斷擴大,輸電線路的故障如不能快速準確地切除而引起故障擴大甚至系統失穩所帶來的經濟損失和社會影響是難以估量的。因此對繼電保護裝置的性能要求越來越高。為了提高保護的可靠性, 對繼電保護在線路故障時的動作特性進行預先分析仿真、研究, 以及事故后進行準確的校驗、分析都是十分必要的。

研究方向二： 電力系統穩定控制與保護

本研究方向的主要研究內容、特色和意義

首先，本研究方向主要研究電力系統自動化技術，提高電網運行的自動化水平，重點研究適合于互聯電網和電力市場環境下的調度自動化技術和配電自動化系統以及先進的變電站自動化系統；完善高速數據網絡和電網調度自動化系統，基本建成電力系統的信息安全體系，研究發電廠監控和優化運行技術，狀態檢修技術，提高電廠的生產自動化水平和現代化管理水平，在吸收國內外先進技術的基礎上，研究具有新疆特色的科學、實用、先進的配網自動化系統、電力調度自動化、配電網綜合自動化、繼電保護與運行自動化、電力系統綜合自動化、無人值班變電站自動化、電力系統安全運行自動化。

再則，風能以其無污染，可再生，蘊量豐富的優勢，在電力行業得到了廣泛的重視，無論國外還是國內，都在對風力發電進行探索、研究。隨著風機容量的不斷增加，風力發電場也由陸地拓向了海洋。這使得傳統電力系統分析的方法需要一定的修改。風力發電機大部分采用多種形式的發電機，風能具有隨機性、受季節影響的特點。風力發電對所接入的電網沖擊如何，影響有多大，是否會導致電力系統不穩定等因素都是必須考慮的。因此，含風力發電的自動化系統研究也勢在必行。

新疆風能資源豐富，風電裝機容量也位于全國之首，就風電系統穩定性而言，風力發電的原動力是

--０--

風。風機由于其自身機械強度的限制，若風速在其允許范圍內，風機則可以投入電網進行發電，若風速超出其限制，則要停止風機運行，這種風機的投切對電網是一種干擾，當風機的容量達到相當規模時，這種干擾則比較嚴重，同樣風機故障也會對電網造成影響，因此迫切需要對風機的投切和風機的故障對電網造成的影響進行分析研究，以便找到風電在電網中的最佳配置容量及改造風電控制設備和配置相應的繼電保護，以使對電網干擾達到最小，為風電場規劃和風電系統安全穩定運行提供依據和指導。

研究方向三：電力系統優化與仿真

本研究方向的主要研究內容、特色和意義

隨著電力系統的發展, 電網規模的不斷擴大,如何有效降低網損，減少無功設備投資，降低燃煤耗量，電網經濟運行越來越重要，但是電力網結構復雜,設備眾多,覆蓋面廣,必須針對現場實際特點找到有效的優化控制方案,首先進行計算機分析計算仿真，再應用于實際電網.因電網覆蓋面大，必須全網綜合考慮，不能盲目投資和改造設備，為此進行電力系統理論推導和優化計算、分析仿真，可以節約資金，避免浪費和無謂的投入。同時也可盡快縮短與國內外技術水平的差距，盡快實現新疆電網高質量高水平的安全穩定經濟的運行。

主要應用國內外大型軟件或編制軟件進行優化仿真計算，根據潮流計算、靈敏度分析的結果進行優化控制方案制定。同時將供熱系統在運行過程中，如何實現按需供熱，并使熱量按需分配運用電力系統優化理論和潮流優化算法軟件進行模擬類比仿真。

二、培養目標

1.培養目標

為適應我國國民經濟發展和社會主義建設的需要，培養德、智、體全面發展的電氣工程學科高層次專門技術人才，本學科培養的碩士研究生應滿足以下要求：

（1）努力學習和掌握馬列主義和毛澤東思想的基本原理，掌握科學的方法論；堅持四項基本原則，熱愛祖國，品行端正，遵紀守法；積極為社會主義現代化建設服務。

（2）在電氣工程學科領域內掌握堅實寬廣的基礎理論和系統深入的專門知識；熟悉所從事研究方向及相近研究方向的科學技術發展動向。

（3）在電氣工程學科領域內具有獨立從事科學研究工作的能力；具有實事求是、科學嚴謹的治學態度和工作作風。

（4）第一外國語要求熟練地閱讀本專業的外文資料，并具有一定的寫作能力和聽說能力。（5）積極參加體育鍛煉，身體健康。2.培養方式

（1）結合碩士研究生的特點進行政治思想教育和黨的方針政策教育，進行愛國主義、革命傳統和道德的教育，進行社會主義與法制教育。

（2）采用理論學習和科學研究相結合的方法，使碩士研究生在電氣工程學科領域內掌握堅實而寬廣的理論基礎和系統深入的專門知識，在本學科范圍內具有獨立從事科學研究工作的能力。

（3）碩士生的課程學習在碩士生培養工作中占有重要地位。碩士生應通過課程學習加深理論基礎，擴大知識面。碩士生的課程學習一般應以授課和自學相結合。

（4）碩士學位論文工作是碩士生培養的關鍵和核心。碩士學位論文要由碩士生獨立完成，導師的作用在于指導研究方向，啟發碩士生深入思考、正確分析與判斷，充分發揮碩士生的創

造能力和開拓進取精神。

（5）在指導上采取以指導教師為主、導師負責和碩士點集體培養相結合的方法。也可和其他高校、研究單位或工廠企業聯合培養，吸收具有高級職稱的人員參加指導。

（6）導師應以高度的責任心，全面關心研究生的成長，對研究生嚴格要求，嚴格管理，既要教書又要育人。導師應根據本方案的要求并結合研究生的特點，認真制定培養計劃，檢查并督促研究生的課程學習，并指導研究生論文選題、文獻查閱、調研、科研工作、學位論文撰寫和答辯。導師應注意在各個環節上培養研究生嚴謹的治學態度，實事求是的工作作風。

（7）導師所在碩士點在研究生培養計劃的制定、碩士學位論文選題、論文工作及論文撰寫、答辯等各個環節上應積極發揮集體培養的優勢并起到質量監控的作用，以提高研究生的培養質量。電氣工程學院學位分委員會應充分發揮對研究生質量把關的作用。

3.學習年限：

一般為三年（在職人員為三至四年）。

三、本專業碩士研究生課程學習及學分的基本要求

總學分：38學分其中： 公共學位課

專業外語 基礎學位課 專業學位課

須修 3門； 8學分 須修 1門； 1學分 須修 4門； 9 學分 須修 3門； 6學分

前沿講座(含討論班)須參加12次；2學分 教學實踐或社會調查（學術活動）2學分 跨一級學科課程 專業選修課程

須修 1門； 2學分 須修 4門； 8學分

四 — 1本專業碩士研究生課程設置

四 — 2碩士研究生前沿講座課(含討論班)的基本要求

1.講座課或討論班的基本范圍或基本形式

（1）學院組織的由在讀研究生公開發表的論文和研究成果為主的學術報告和討論會（2）聘請國內外名校專家和教授舉行的科技講座。2.次數、考核方式及基本要求

碩士生在校期間除了必要的課程學習，還須完成講座選聽必修環節2學分，要求碩士生應選聽12次以上學術講座（含討論班）并提交心得體會，學位論文選題報告1次，要求碩士生應在2年內完成選題報告，并按規定填寫選題報告表。

五、本專業碩士研究生文獻閱讀的主要經典著作、專業學術期刊目錄

六、學位論文的基本標準

1.碩士學位論文工作是碩士生在校期間的主要工作之一。碩士論文的質量反映了碩士生是否掌握堅實而寬廣的理論基礎和系統深入的專門知識，是否具有獨立從事科學研究工作的能力，是碩士生能否被授予碩士學位的關鍵。

2.碩士學位論文應在導師的指導下，由碩士生本人獨立完成。論文應有較強的系統性和完整性，應在電力科學或電力專門技術上作出具有一定創新的研究成果，并在理論上或實際上對電力學科的發展和社會主義建設有較大的意義。為保證論文質量，論文工作必須有一定工作量，用于論文工作的實際時間一般應不得少于一學年。

3.學位論文工作一般包括文獻閱讀、科研調查、選題報告、理論分析、軟件設計、實驗工作、論文撰寫、論文答辯等環節。選題的準備工作在第2學期課程學習的同時就應著手進行。力爭在第3學期末，最遲在第4學期應正式做選題報告并提交論文工作計劃。碩士生所在碩士點應組織開題答辯并對選題進

行審查和把關，碩士論文基本完成后，修改并正式提交論文，方可報學院批準進行論文評閱和學位論文答辯。

七、本專業碩士研究生須具備的科研能力與水平的基本要求

1．碩士生應參與本學科的某一研究方向提出的對電工科學技術的發展或國民經濟具有較大理論意義或實用價值的課題，或者是高水平的橫向課題。培養科研能力。

2.碩士生在正式撰寫碩士學位論文前，在進行學位論文的研究工作期間應盡可能多地在國內外期刊上發表論文，或者積極參加科研項目。碩士學位論文應是在碩士生已發表的有關論文和待發表的有關論文或已取得的科研成果的基礎上進行的匯總、概括、深化和提高，論文或成果應達到學校規定的條件。

八、本專業碩士研究生實踐能力培養的基本要求

實踐能力培養應在第2學期開始課程學習的同時就應著手進行。由碩士點負責助教實踐安排和助崗實踐安排，由導師負責科研培訓并安排工作計劃。第4學期末提交實踐及科研培訓報告。

第5學期開始到電力現場和內地高校及研究所調研并進行科學研究和碩士論文的撰寫。

第五篇：電力系統自動化

第一章發電機的自動并列

1并列操作的原因：①隨著負荷的波動，電力系統中運行的發電機組臺數也要不斷變動②當系統發生故

障時要求將備用電機迅速投入電網運行。

2同步發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：設待并發電機組G已加上了勵磁電流，其端電壓為∪G，調節發電機組 ∪G 的狀態參

數，使之符合并列條件，并將其投入系統的操作，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同步發電機組并列時應遵循以下原則：

①并列斷路器合閘時，沖擊電流應盡可能地小，其瞬時最大值一般不應超過1~2倍的額定電流。②發電機組并入電網后能迅速進入同步運行狀態，起暫態過程要短，以減小對電力系統的擾動。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滑差檢測。

第二章 同步發電機勵磁自動控制系統

1同步發電機的勵磁系統組成：勵磁功率單元、勵磁調節器

2同步發電機勵磁系統的任務：①電壓控制 ②控制無功功率的分配 ③提高系統運行的穩定性

④改善電力系統的運行條件⑤實現強行減磁

3同步發電機勵磁系統種類：直流勵磁機勵磁系統，交流勵磁機勵磁系統，靜止勵磁系統

4勵磁調節器的功能：保證發電機端電壓不變，保證發電機間無功電流的合理分配

5勵磁調節器基本的控制有測量比較、綜合放大及移相觸發單元組成第三章

1自動發電控制系統四個基本任務：①使全系統的發電機輸出功率和總負荷功率相匹配 ②將電力系統的頻率偏差調整控制到零，保持系統頻率為額定值 ③控制區域間聯絡的交換功率與計劃值相等，以實現各個區域內有功功率和負荷功率的平衡 ④在區域內各發電廠之間進行負荷的經濟分配

2調頻器的控制信號有：比例、積分、微分三種形式

第四章

1電力系統的無功功率電源有哪幾種：同步發電機、同步調相機及同步電動機、并聯電容器、靜止無功功

率補償器、高壓輸電線路的充電功率

2電力系統電壓控制措施：發電機控制調壓、控制變壓器變比調壓、利用無功功率補償設備調壓、利用串

聯電容器控制調壓。

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

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

第五章 電力系統調度自動化

1電力系統調度的主要任務

①保證供電的質量優越②保證系統運行的經濟性

③保證系統運行的安全水平④提供強有力的事故處理措施

2RTU的任務：數據采集、數據通信、執行命令、其他功能（當地功能、自動診斷功能）

3遠動技術的主要內容是“四遙”------遙測、遙信、遙控、遙調

4SCADA子系統包過：數據采集、數據傳輸與處理、計算機控制、人機界面及警告處理

5通信規約：為保證通信雙方能正確有效地進行數據傳輸，在通信的發送和接收過程中有一定的規定，以

約束雙方進行正確協調的工作，我們將這些規定成為數據傳輸規程，簡稱通信規約。

包括：循環式規約、問答式規約

6通信信道：電力載波通信、光纖通信、微波中繼通信和衛星通信

7按照系統負荷預測的周期電力系統的負荷預測可分為：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采集的數據的缺點：數據不齊全、數據不精確、受干擾時回出現不良數據、數據不和諧

第六章

1能連管理系統（EMS）是以計算機為基礎的現代電力系統的綜合自動化系統，主要針對發電和輸電系統，用于大區級電網的調度中心。根據能量管理系統發展的配電管理系統（DMS）主要針對配電和用戶系統，用于10kV以下的電網。

2配電管理系統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與電量集抄系統的數據轉發。

3配電網自動化系統遠方終端有：①饋線遠方終端 ②配電變壓器遠方終端 ③變電所內的遠方終端。4遠程自動抄表系統構成：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遠程自動抄表系統的典型方案：①總線式抄表系統 ②三級網絡的遠程自動抄表系統③采用無線電臺的遠程自動抄表系統

第七章

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

④低頻減負荷及備用電源自投控制子系統 ⑤通信子系統。

2變電所綜合自動化的結構形式：集中式、分散集中式、分散與集中相結合式、全分散式