电力系统自动化简答题(复习资料)

第一篇：电力系统自动化简答题(复习资料)

1.统的主要作用:

答：1电压控制2控制无功功率的分配3提高同步发电机并联运行的稳定性4改善电力系统的运行条件5水轮发电机组要求实现强行减磁

2.无刷励磁系统的特点：

1）无炭刷和滑环2)供电可靠性高3）励磁系统的响应速度慢4）励磁机与发电机同轴，电源独立，不受电力系统干扰5）具备高起始、响应持久、能有效地提高电力系统稳定性

3.有差调频法的特点：1）各频机组同时参加调频，没有先后之分2)计划外负荷在调频机组间是按一定的比例分配的3）频率稳定值的偏差较大

4.主导发电机法的特点：1）最终不存在频率偏差2）作用有先有后，缺乏“同时性”3）调频容量的不能充分利用，整个调频过程较为缓慢4）稳态特性比较好，动态特性不够理想

5.自动发电控制系统四个基本任务和要求：

1）使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配2）将电力系统的频率偏差调整到零，保持系统频率为额定值3）控制区域间联络线的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡4）在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配

6.如何确定低频减载的首级动作频率和末级动作频率？

1）、第一级启动频率 ：这个为事故的早期，频率下降不严重，因些启动值要高些 一般整定为：48.5~49Hz ,在以水电厂为主的电力系统中，因水轮机调整速度较慢，因些常取48.5Hz.。

2）、末级启动频率：这是电力系统能允许的最低安全频率，这时，火电厂的厂用设备已不能正常工作，低于45Hz时，很可能发生“频率崩溃”或“电压崩溃”，因此，末级启动频率以不低于46~46.5Hz为宜。

7.电压控制的措施：

PRQX UkG1UUGk1UN Ub22

1）发电机励磁电流，以改变发电机端电压UG

2）控制变压器变比K1及K2调压

3）改变输送功率的分布P+jQ

4)改变电力系统网络中的参数R+jX以减小输电线路电压的损耗

8.电力系统的主要任务：

1）保证供电的质量优良

2）保证系统运行的经济性

3）保证一定的安全裕度

4）保证提供强有力地事故处理措施

9.自动发电控制（AGC）的基本功能：

1）使发电自动跟踪电力系统负荷变化

2）响应负荷和发电的随机变化，维持电力系统频率为额定值（50Hz）

3)在各区域间分配系统发电功率，维持区域间净交换功率为计划值

4）对周期性的负荷变化按电计划调整发电功率

5）监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求

10.管理系统和输电系统的区别：1）配电网络多为辐射形或少环网，输电系统为多环网。

2)配电设备沿线分散配置，输电设备多集中在变电所。3）配电系统远程终端数量较大，每个远程终端采集量少，但总采集量大，输电系统相反。4）配电系统中的许多野外设备需要人工操作，而输电设备多为远程操作。5）配电系统的非预想接线变化要多于输电系统，配电系统设备扩展频繁，检修工作量大。

第二篇：电力系统自动化复习资料

电力系统自动化复习资料

一、名词解释（共5道题，每题4分，总分20分）

1电力系统经济运行

2.准同期并列

3.强行励磁

4.负荷的调节效应

5.频率调差系数

二、简答题（共12道题，每题5分，总分60分）

1电力系统自动化包括哪些主要内容？

2准同步并列的条件有哪些？如果不满足这些条件，会有什么后果？为什么要在δ=00之前提前发合闸脉冲？

3.同步发电机的励磁系统有哪几类？

4．何谓三相全控整流桥的逆变？实现逆变的条件是什么？

5．频率降低较大时可能对电力系统造成什么危害？

6在电力系统中，有了调速器对频率的一次调节，为什么还要引入调频器，进行二次调节?

7描述积差调频法内容和特点？

8电力系统的调压措施有哪些？

9变电所综合自动化系统的结构主要分哪几种？各有什么特点

10配电网自动化系统的基本结构是什么？

11.自动低频减载的工作原理？

12什么是负荷调节特性和发电机调节特性？电力系统频率特性？

三、计算题（10分）

某发电机采用自动准同期并列方式与系统进行并列，系统的参数为已归算到以发电机额定容量为基准的标么值。一次系统的参数为：发电机交轴次暂态电抗Xq''为0.128；系统等值机组的交轴次暂态电抗与线路之和为0.22；断路器合闸时间为tQF0.4s，它的最大可能误差时间为tQF的20%；自动并列装置最大

ih''.max2IGE0.05s误差时间为；待并发电机允许的冲击电流值为。求允许合闸

相角差ey、允许滑差sy与相应的脉动电压周期。

四、论述题（10分）

结合你自己所了解的某一先进的电力系统自动化设备，简述一下其工作原理，谈谈你对电力系统自动化认识。

第三篇：电力系统自动化考试复习资料自己总结

341 电力系统自动化

第一章概述

电力系统自动化——作用

电力系统自动化是现代电力系统安全可靠和经济运行的重要保证.1）保证安全可靠运行——包括：输变电设备的正常操作、故障的快速切除和恢复，均通过自动装置才能保证安全、可靠。

2）保证经济运行——最少的一次能源产生更多的电力。电力系统的经济优化调度运行，降低网损等，没有自动化系统的参与是很难实现。

3）保证优质电能——暂态电能质量；稳态电能质量: 电压偏差、频率偏差,波形畸变（谐波）,三相不平衡度,电压波动闪变

电力系统自动化的主要内容 按管理区域分：电网调度自动化(发电输电，配电)；发电厂自动化(火电厂，水电厂，其他电厂)；变电站自动化

按自动控制角度：频率和有功控制；电压和无功控制；断路器的控制；安全自动控制

基础问题：数据采集与处理；数据传输（通信）

调度自动化系统的主要功能

1、变电站自动化

完成对变电站运行的综合控制；完成遥测、遥信数据的远传；完成控制中心对变电站电气设备的遥控及遥调；实现变电站的无人值守。

2、电网调度自动化－能量管理系统EMS 数据采集和监控(SCADA)；自动发电控制(AGC)和经济调度控制(LK)；网络接线分析、状态估计、潮流计算、负荷预报等；安全分析：静态安全分析和动态安全分析两类；调度员培训仿真系统(DTS)

3、配电系统自动化－配电管理系统DMS 配电管理系统是是一种对变电、配电到用电过程进行监视、控制、管理的综合自动化系统。

包括配电自动化(DA)、地理信息系统(GIS)、配电网络重构、配电信息管理系统(MIS)、需求侧管理(DSM)等几部分。

第二章测控装置的基本原理

一、微机系统1）CPU(中央处理器)2）存储器3）定时器/计数器（除了计时外：触发采样信号；VFC型A/D转换关键部件4）Watchdog抗干扰：若程序受干扰后失控，让系统自动复位

二、模拟量输入/输出回路

1.测量信号输入——模拟量->数字量 2.控制信号输出——数字量->模拟量

三、开关量输入/输出回路

1.人机接口2.跳闸信号3.闭锁信号

四、人机对话接口回路

1.调试2.定值整定3.工作方式设定4.动作行为记录5.系统通信 需采集的信息P14

模拟量开关量数字量脉冲量非电量

341

第三章变电站综合自动化

一、变电站综合自动化的概念

 将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，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、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

 实现变电站综合自动化的软硬件系统称为变电站综合自动化系统，是利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统。 是自动化技术、计算机技术和通信技术等高科技在变电站领域的综合应用。

二、变电站综合自动化系统的特点(基本特征)p61

三、变电站综合自动化系统的基本功能

变电站综合自动化目标：

 将变电站的保护、测量、监控、远动融为一体，使得数据共享、资源共享，提高自动化的功效。

 提高变电站的技术水平和管理水平；

 提高电网和设备的安全、可靠、稳定运行水平；  降低运行维护成本；

 提高供电质量，并促进配电系统自动化。变电站综合自动化的主要内容：

 实时监视电网参数，发现异常自动报警，防止事故扩大。 事故状态下，迅速隔离和消除事故，限制事故范围。

 完成变电站运行参数的在线计算，保证电能质量的自动和遥控调整。变电站综合自动化的基本功能P64

 继电保护功能：

1高压输电线路的主保护和后备保护

2主变压器的主保护和后备保护 3无功补偿电容器组的保护

4母线保护

5配电线路的保护

5不完全接地系统的单相接地选线

微机保护的优越性：

1、灵活性强；

2、综合判断能力强；

3、性能稳定、可靠性高；

4、微机保护利用微机的记忆功能，可明显改善保护性能、提高保护的灵敏性；

5、微机保护利用微机的智能特性，可实现故障自诊断、自闭锁和自恢复；

6、体积小、功能全；

7、运行维护工作量小、现场调试方便

 测量、监视和控制功能：  数据采集：

1、模拟量的采集：有直流采样（有效值、均值）和交流采样（瞬时值）两种方式

2、状态量的采集：各种开关状态、位置

3、脉冲量的采集：主要是电能量的采集，目前也可用软件计算

 时间顺序记录SOE

 安全监视功能：越限告警，装置失电、异常监视  操作控制功能打印功能  数据处理与记录功能

341  打印功能

 故障记录、故障录波和故障测距

 谐波分析与监视：谐波源的监视、谐波的治理

 人机联系功能：显示画面和数据、输入数据、人工控制、诊断维护

 自动控制智能装置的功能

 电压、无功综合控制：造成系统电压下降的主要原因是系统的无功功率不足或无功功率分布不合理。对发电厂来说，主要的调压手段是调整发电机的励磁；在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头位置和控制无功补偿电容器  低频减负荷控制  备用电源自投控制  小电流接地选线控制

 远动及数据通信功能：

 现场级通信 ：自动化系统内部各子系统与上位机（监控主机）和各子系统之间的数据和信息交换

 与上级调度通信：采集、上传数据和信息，接收下达操作、控制、修改定值等命令（完成新型RTU全部功能）

 自诊断、自恢复和自切换功能：

 自诊断 ：变电站综合自动化系统软硬件故障的自动诊断

 自恢复：系统停机时，自动产生自恢复信号，将外围接口重新初始化，保留历史数据，实现无扰动的软硬件自恢复

 自动切换：双机系统，当其中一台主机故障时，所有工作自动切换到另一台主机（所有数据不能丢失）

变电站综合自动化的结构形式P67 分散与集中相结合的结构形式（目前国内最流行的方式）

分散：配电线路（出线）的保护采用分散式结构，就地与相应的一次设备安装在一3

起。（注意：与分布的含义不同）

集中：高压线路（进线）和主变的保护采用集中组屏的结构，集中安装在控制室或保护室。

结构图见P68——P72（五个）

变电站综合自动化系统的自动装置 1 电压、无功综合自动控制装置 2 备用电源自动投入装置 3 故障录波装置 自动按频率减负荷装置 小电流接地系统单相接地自动选线装置

电压、无功综合自动控制装置 状态识别原理-九区图（P75）备用电源自动投入装置

定义：备用电源自动投入装置，简称备自投。是工作电源断开后，能够迅速将备用电源或备用设备自动投入工作的自动装置。备自投是保障对用户连续供电的重要措施。

备用电源的配置方式

明备用：系统正常运行时，备用电源不工作。

341

暗备用：系统正常运行时，备用电源也投入运行。

备用电源自动投入装置的特点

1、工作电源确实断开后，备用电源才投入

2、备用电源自动投入切除工作电源断路器必须经延时

3、手动跳开工作电源，备用电源自动投入装置不动作

4、应具有闭锁备用电源自动投入装置的功能

5、备用电源不满足有压条件，备用电源自动投入装置不动作

6、工作母线失压必须检查工作电源无流

7、备用电源自动投入装置只允许动作一次

故障录波装置

★是电力系统发生故障时，能迅速直接地记录下与故障有关的运行参数的一种自动记录装置。

★相当于“黑匣子”。规程规定在主要发电厂、220kV及以上变电站应装设。★记录内容除一般参数（电压、电流、开关量）外，还包括有功、无功、非周期分量的初值电流及衰减时间常数、系统频率变化及各种参数变化的准确时间等。

故障录波装置的作用（P83）

1、正确分析事故原因，为事故处理提供依据

2、评价保护、自动装置的正确性

3、寻找故障点

4、分析研究振荡规律

5、分析录波图，发现缺陷消除隐患

6、实测系统参数，对理论计算参数作修正 ★故障录波的实现方式

1、保护装置兼作故障录波

微机保护都有故障录波功能，一般记录8个周波：故障前三周，故障后五周。用于分析保护是否正确动作，不满足动态全过程记录要求。

2、专用的故障录波装置：记录时间长，例如达600s。满足系统动态过程分析、校核电力系统计算程序参数的要求。

变电站信息传输的内容

一、变电站内的信息传输内容（P87）

1、现场一次设备与间隔层间的信息传输；

2、间隔层间的信息交换

3、间隔层与变电站层的信息

二、综合自动化系统与控制中心的通信内容（P88）

1、遥测信息

2、遥信信息

3、遥控信息

4、遥调信息

341 综合自动化系统必须兼有RTU全部功能，应该能够将所采集的模拟量和开关状态，及事件顺序记录等远传至调度端；同时应能接收调度端下达的各种操作、控制、修改定值等命令。即完成新型RTU等全部四遥功能 综合自动化系统的通信方案（见P89）

第四章电网调度自动化

第一节电力系统运行状态和调度自动化

一、电网调度的目标

1、可靠性

2、电能质量

3、经济性

4、环保

二、稳定性和安全性的定义

 稳定性：电力系统在运行过程中受到扰动后，能否凭借自身的调整或控制设备的作用，恢复到原有稳定运行状态，或过渡到一个新的可接受的稳定运行状态并继续运行的能力。

 安全性：电力系统在出现可信事故(是指系统正常运行中可能出现的故障)之后，设备不过负荷，且网络上的变量不偏离允许范围，在此条件下系统应满足用户负荷要求的能力。

三、电力系统运行状态（P112-113）

 正常状态：负荷约束和运行约束都被满足的状态；

 安全： 没有任何一个可信事故会导致系统转移到紧急状态  不安全： 反之

 紧急状态：对运行约束有重大破坏的状态，如故障导致系统的暂态稳定性或电压稳定性被破坏；

 恢复状态：负荷约束被破坏的状态，如故障元件被切除后，导致部分受影响的用户供电中断。

调度自动化系统的结构

1、数据采集和控制执行子系统

1)采集调度中心管辖的发电厂、变电站中各种表征电力系统运行状态的实时数据。

2)接受上级调度中心根据需要发出的操作、控制和调节命令，直接操作或转5

发给本地执行单元或执行机构。

上述功能在厂站端由综合远动装置或远方终端装置(RTU, Remote Terminal Unit）实现。

2、信息传输子系统

将信息采集子系统采集的信息通过信息传输系统及时、无误地传送给电网调度控制中心，也将电网调度控制中心的遥控遥调命令下发给厂站控制单元。信息传输主要采用光纤、微波和电力线载波等方式。

4、人机联系子系统

将计算分析的结果以对调度员最为方便的形式显示给调度员，调度员也通过该系统下达决策命令，实现对电力系统的控制。人机联系系统包括模拟盘、图形显示器、控制台键盘，音响报警系统，记录打印绘图系统等。

3、信息处理子系统（核心）

EMS 应用软件从功能上区分可分为3 级：①数据收集级；②能量管理级；③网络分析级。

数据收集级应用软件是SCADA 系统软件，它是EMS 的基本应用软件，它处理电网调度中心的实时数据，下发调度控制命令；

能量管理级和网络分析级应用软件有时统称为EMS 高级应用软件，主要用于对电网运行情况进行分析和决策计算。电网调度自动化的核心：SCADA/EMS

四、电网调度稳定性措施

• 预防控制措施：当系统不安全时，必然存在一个可能出现的故障会导致系

统失稳，为防患于未然而提前采取的控制措施就称为预防控制措施。• 紧急控制措施：当故障已经发生，系统出现了一些违反运行约束的现象，如线路电流增大、节点电压偏低、发电机角度和角速度振荡等，为消除这些现象而采取的控制措施则称为紧急控制。

• 恢复控制措施：在故障切除后，为恢复用户供电而采取的控制措施称为恢

复控制。•

五、电网调度机构分级和调度基本原则

341  国调－网调－省调－地调－县调  统一调度；分级管理；分层控制

六、电网调度的任务

1、预测负荷

2、编制发电计划

3、倒闸操作：下达线路倒闸操作指令。

4、事故处理：发生事故后，正确及时处理事故，尽快回复供电。

5、经济调度：按照等微增率安排机组出力。

第三节电力系统状态估计

一、网络拓扑的实时确定即实时结线分析。

1.实时处理开关信息的变化，自动划分发电厂、变电站的计算用节点，形成新的网络结线，确定连通的最大子网络。

2.同时在新的网络图上分配量测，为后续的在线网络分析程序提供可供计算用的网络结构、参数和实时运行参数的基础数据。

网络的结线分析包括对厂站的结线分析和对系统的结线分析

二、电力系统状态估计 

1、状态估计的必要性

• SCADA数据库存在下面明显缺点：（P123）

2、状态估计的功能

• 得到最接近于系统真实状态的最佳估计值

• 对生数据进行不良数据（或叫坏数据）的检测与辨识，删除或改正不良数据

• 推算出齐全而精确的电力系统运行参数 • 纠正偶尔会出现的开关状态遥信错误 • 估计某些可疑或未知的设备参数

• 以现有数据预测未来的趋势和可能出现的状态 • 确定合理的测点数量和合理的测点分布



3、状态估计的步骤

1）假定数学模型。

2）状态估计计算

3）不良数据的检测：检查是否有不良测值混入或有结构错误信息

4）不良数据辨识：确定具体的不良数据或网络结构错误信息的过程。

5、最小二乘法状态估计原理

（1）目的：计算得到系统状态变量的估计值。

（2）要求满足下面的目标准则：使计算得到的状态变量的估计值所对应的测量估计值与真实测量值之差的平方和最小。（3）具体实现：建立目标函数J(x)=(z-h(x))T(z-h(x))对目标函数求导数并取为零，可以求解出极小值对应的状态估计量。

第四节安全分析与安全控制

一、安全分析的概念

 从电力系统运行调度的角度来看，应该用预想事故分析的方法来预先知道

系统是否存在隐患，即处在所谓不安全正常状态，以便及早采取相应的预防控制措施，防患于未然。这便是电力系统安全分析（或称电力系统安全评估）的目的。

 电力系统运行的安全性，通常是指在突发事故扰动下，系统保证避免发生

广泛波及性供电中断的能力。由于安全性是对事故后果进行分析，涉及到系统事故后的稳态行为即暂态行为，安全性分析亦称之为预想事故分析，分为：静态安全分析和动态安全分析。

二、静态安全分析

 静态安全分析：只考虑事故后系统重新进入新稳态运行情况的安全性，而

不考虑从当前运行向事故后稳定状态转变的暂态过程。

1、静态安全分析的用途：

 对一个输电系统规划方案而言，利用静态安全分析可以进行事故预想，可

以校验其承受事故的能力；系统规划设计人员在进行发电系统和输电系统规划时，应利用静态安全分析考虑各种可能的设备开断情况，并评估其后

341 果是否满足安全性的要求。

 对运行中的电力系统而言，可以检验其运行方式及接线方式的安全性，进而给出事故前后应采用的防范措施或校正措施。在电力系统的运行中，为了避免过负荷和电压越界引起的设备损坏，或由于过负荷设备在系统保护作用下退出运行而导致大面积连锁反应性的停电，需要在线或实时地进行系统静态安全分析。

2、静态安全分析的方法

 预想事故的自动筛选：即在静态安全分析中，先用简化潮流计算方法对预想事故集中的每一个预想事故进行近似计算，剔除明显不会引起安全问题的预想事故，且按事故的严重性进行排序，组成预想事故一览表，然后用更精确的潮流算法对表中的事故依次进行分析。

3、快速潮流计算方法：

 1）直流潮流法：用直流电流代替交流潮流，用解直流电路的方法求解有功潮流，计算速度快，精度低。

2）P-Q分解法：计算速度快，能同时计算潮流分布和节点电压，同时估计过负荷和过电压情况。

3）等值网络法：网络静态等值

三、动态安全分析

 校验假想事故发生后电力系统是否能够保持稳定运行的离线计算。

 一般采用数值积分法，逐时段求解描述电力系统运行状态的微分方程组，得到动态过程中状态变量随时间变化的曲线，以此判断系统的稳定性。动态安全分析方法：

1、模式识别法

2、李雅普诺夫法

3、扩展等面积定则（EEAC）法

四、电力系统安全控制

1、正常运行状态的安全控制

为了保证电力系统正常运行的安全性

(1)在编制运行方式时就要进行安全校核；(2)在实际运行中，要对电力系统进行不间断的严密监视，对电力系统的运行参数如7

频率、电压和线路潮流等不断地进行调整，始终保持尽可能的最佳状态；

(3)还要对可能发生的假想N－1事故进行后果模拟分析；

(4)当确认当前属不安全（警戒）状态时，可对运行中的电力系统采取预防性措施进行预防性的安全校正。

2、紧急状态时的安全控制（P136-P137）

3、恢复状态时的安全控制：（P140上）

第五节调度主站的硬件构成

一、电网调度自动化系统的构成（P140上）

二、调度计算机系统——前置机系统——接受RTU的远动信息。

主要功能：

1、对接受数据预处理；

2、向后台机传送信息；

3、下发命令；

4、向调度模拟屏传送实时数据；

5、有转发功能；

6、对各个通道进行监视。

一、电力系统远动要完成的任务

1、将电力系统的运行状态采集并传送到调度中心（监测）

2、接受调度中心下达的命令去调控电力系统中的设备的运行状态（控制）

二、RTU的功能（P145）

1．数据采集——模拟量(YC)；开关量(YX)；数字量(YC)；脉冲量(YC)等。2．数据通信

3．执行命令——完成遥控(YK)、遥调(YT)等操作。4．其它功能——(1)当地功能：对有人值班的较大站点，如果配有CRT、打印机等，可完成显示、打印功能；越限告警功能；事件顺序记录功能等。(2)自诊断功能：程序出轨死机时自行恢复功能；自动监视主、备通信信道及切换功能；个别插件损坏诊断报告等功能。

三、电力系统远动实现的功能通常又称为“四遥”功能。（P145）

遥测信息

 各种运行参数，主要特点是随着时间连续变化的模拟量。 电量参数：电压，电流，频率，功率。 非电量参数：温度，水位，油位。

341  1采集方式：电量----变送器（直流，交流） 非电量----传感器（直流量、数字量） 2 A/D  3 电量采集（脉冲、数字量）状态信号



1、开关，刀闸的状态信息 

2、保护、自动装置的动作状态 

3、发电机的开停机信号



4、其他的运行状态信号（如事故总信号） 特点：？（表示方式0，1）

 改变设备运行状态的命令，如发电机的起停命令，断路器的分合命令。电容器，电抗器的投切命令。 特点：可靠性要求高。 保证措施：返校。

遥控实现步骤

第一步，主站子站发送遥控选择命令； 第二步，子站向主站返送遥控返校信息；

第三步，根据实现情况，主站向子站下达遥控执行命令或遥控撤消命令；

第四步，如果是遥控执行则RTU改变遥控输出状态，如果是遥控撤消则遥控状态保持不变。

遥调信息：1）传送改变设备运行参数的命令，如改变发电机有功出力(调速)和励磁电流(调压)的设定值，改变变压器分接头的位置。2）在厂站端遥调输出的直流电压、电流模拟量通常是由数/模转换器加电压放大、电流放大来实现的。

第七节远动系统信息传送

一、数字通信系统模型

信息源：把消息转换成连续变化的模拟信号或是离散的数字信号输出。

信源编码：对信息源发出的模拟信号完成模/数转换，得到它所对应的数字信号。信道编码：按一定规则，在信息序列中添加冗余码元，将信息序列变成较原来更长的二进制数字序列，即码字。通过信道编码提高了信息序列的抗干扰能力，信道编码也称差错控制编码。

调制：是将用数字序列表示的码字变换成适合于在信道中传输的信号形式，送入信道。电力系统远动中，常采用数字调频或数字调相的方法，将码字中的”0”或“1”码元，变成两种同频率或两种不同相位的正弦交流信号。信道：是传输信号的通道。

解调：是把从信道接收到的两种不同频率或两种不同相位的正弦交流信号，还原成数字序列，即码字。

信道译码：根据信道编码规则，对接收码字进行译码校验，达到检出或纠正接收码字中错误码元的目的。

信源译码：根据信源编码规则，变接收信息序列为信息源输出的对应估值，并送给受信者予以显示或打印等。

同性系统上行信息传递模型P155

二、通信方式

当通信在点与点之间进行时，按照信息传输的方向，以及是否能双向进行，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。

单工通信：指信息的传输始终是一个方向，不能进行与此相反方向的传输。单工通信线路一般采用二线制。

半双工通信：指信息可以在两个方向上传输，但某一时刻只限于一个方向，不能同

341 时进行双向传输。半双工通信采用二线制线路。

全双工通信：指信息可以同时作双向传输。全双工通信线路一般采用四线制，若采用频率分割法可用二线制线路。

SCADA中远动信息的通信方式应当采用全双工通信方式或半双工通信方式。

三、远动信道（P156）

第八节远动通信基本原理

一、远动通信规约——循环式规约（CDT）；问答式规约（POLLING）

1、循环式规约CDT（P165）

厂站端将要发送的远动信息按规约的规定组成各种帧，再编排帧的顺序，一帧一帧地循环向调度端传送。信息的传送是周期性的、周而复始的，发端不顾及收端的需要，也不要求收端给以回答。这种传输模式对信道质量的要求较低，因为任何一个被干扰的信息可望在下一循环中得到它的正确值。

CDT传输规约：帧结构

远动信息字都由48位二进制数构成。

其中前8位是功能码，区分不同信息内容。信息码是信息内容，包括四遥信息。最后8位是校验码，采用CRC校验。

校验码的生成规则：在信息字的前40位（功能码和信息码）后面添加8个零，再模二除以生成多项式g(x)=x8+x2+x+1，将所得余式作为8位校验码。校验码是用于检错和纠错的部分，提高信息字在传输过程中抗信道干扰的能力。

2、问答式传输规约：帧结构（P169）

报文头：3~4个字节，指出进行问答的RTU的地址、报文所属的类型、报文中数据区的字节数。

数据区：传送的信息内容。校验码：用报文头和数据区的字节运算得到。可以是奇偶校验码，也可以是CRC校验码。

问答式与循环式传输规约最明显的差别是，问答式传输规约中，不同类型的报文，报文的总长度不同，且报文长度的变化总是按字节增减。

二、差错控制技术（P160）341

馈线自动化

馈线自动化是配电自动化的重要组成部分。

 目的：对馈出线路进行数据采集和监控（SCADA功能），故障时，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电。

 主要功能：配网馈线运行状态监测、控制、故障诊断、故障隔离、网络重构。

 实现：一种是基于重合器的馈线自动化系统；另一种是基于馈线终端设备(FTU)的馈线自动化系统。

基于重合器的馈线自动化

 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。 重合器分段器 负荷控制的作用

1、通过负荷控制，削峰填谷，使日负荷曲线变得比较平坦，就能够使现有电力设备得到充分利用，从而推迟扩建资金的投入。

2、减少发电机组的起停次数延长设备的使用寿命，降低能源消耗。

3、对稳定系统的运行方式，提高供电可靠性大有益处。

4、用户避峰用电可以减少电费支出，可以形成双赢的局面。第六章自动化系统的电磁兼容

一、电磁兼容

1、电磁兼容的概念、电磁干扰三要素

2、电磁干扰的途径

3、差模干扰和共模干扰

4、干扰对自动化系统的影响

二、变电站中的干扰源

1、外部干扰

2、内部干扰

三、抗干扰措施

1、硬件方面

2、软件方面

四、电缆的屏蔽

1、静电屏蔽

2、低频电磁屏蔽

3、高频电磁屏蔽

4、自动化系统设计中应注意的问题

五、浪涌的防护

六、提高抗干扰的其它措施

第四篇：电力系统及其自动化

电力系统及其自动化专业硕士研究生培养方案

（学科专业代码：080802）

一、主要研究方向及其学术队伍 研究方向一：风电控制与继电保护技术

本研究方向的主要研究内容、特色和意义

风能的利用，关键在风能转化为电能的设备—风力机制造技术，而风力机的检测与控制技术是风力机制造及风力机有效运行的基本保证。

风力机的检测技术与自动化装置是以风能领域内的检测和控制系统为主要研究对象，采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等来研究系统的检测、控制、设计和实现的理论、方法和技术。在实际应用中，尤其是风力机制造及风力机有效运行中，由于检测及被控对象的严重非线性、数学模型不确定、系统的工作点变化剧烈等因素，以使传统的检测和控制方法难以满足要求。由于传统检测和控制往往只考虑控制系统和受控对象所组成的“独立”体系，而忽略了环境所施加的影响，而现代大型风力机复杂的检测、控制和决策问题，必然把外界环境和对象以及检测、控制系统作为一个整体来进行分析和设计。另外对于控制任务或控制目标，传统控制只着眼于用数学语言进行描述。实际上检测与控制任务或目标有多重性和时变性，而且还包括任务所含信息的处理过程，即任务的集合处理。面对复杂的对象、复杂的环境和复杂的任务，用传统的检测与控制理论和方法去解决是不可能的，为使我国的风能利用及风力机制造技术朝着大型化、高度智能化方向发展，就必须研究和使用新的检测和控制手段。

电力系统继电保护装置是保护电力网用电设备安全的重要设施，随着电力系统的发展, 电网规模的不断扩大,输电线路的故障如不能快速准确地切除而引起故障扩大甚至系统失稳所带来的经济损失和社会影响是难以估量的。因此对继电保护装置的性能要求越来越高。为了提高保护的可靠性, 对继电保护在线路故障时的动作特性进行预先分析仿真、研究, 以及事故后进行准确的校验、分析都是十分必要的。

研究方向二： 电力系统稳定控制与保护

本研究方向的主要研究内容、特色和意义

首先，本研究方向主要研究电力系统自动化技术，提高电网运行的自动化水平，重点研究适合于互联电网和电力市场环境下的调度自动化技术和配电自动化系统以及先进的变电站自动化系统；完善高速数据网络和电网调度自动化系统，基本建成电力系统的信息安全体系，研究发电厂监控和优化运行技术，状态检修技术，提高电厂的生产自动化水平和现代化管理水平，在吸收国内外先进技术的基础上，研究具有新疆特色的科学、实用、先进的配网自动化系统、电力调度自动化、配电网综合自动化、继电保护与运行自动化、电力系统综合自动化、无人值班变电站自动化、电力系统安全运行自动化。

再则，风能以其无污染，可再生，蕴量丰富的优势，在电力行业得到了广泛的重视，无论国外还是国内，都在对风力发电进行探索、研究。随着风机容量的不断增加，风力发电场也由陆地拓向了海洋。这使得传统电力系统分析的方法需要一定的修改。风力发电机大部分采用多种形式的发电机，风能具有随机性、受季节影响的特点。风力发电对所接入的电网冲击如何，影响有多大，是否会导致电力系统不稳定等因素都是必须考虑的。因此，含风力发电的自动化系统研究也势在必行。

新疆风能资源丰富，风电装机容量也位于全国之首，就风电系统稳定性而言，风力发电的原动力是

--０--

风。风机由于其自身机械强度的限制，若风速在其允许范围内，风机则可以投入电网进行发电，若风速超出其限制，则要停止风机运行，这种风机的投切对电网是一种干扰，当风机的容量达到相当规模时，这种干扰则比较严重，同样风机故障也会对电网造成影响，因此迫切需要对风机的投切和风机的故障对电网造成的影响进行分析研究，以便找到风电在电网中的最佳配置容量及改造风电控制设备和配置相应的继电保护，以使对电网干扰达到最小，为风电场规划和风电系统安全稳定运行提供依据和指导。

研究方向三：电力系统优化与仿真

本研究方向的主要研究内容、特色和意义

随着电力系统的发展, 电网规模的不断扩大,如何有效降低网损，减少无功设备投资，降低燃煤耗量，电网经济运行越来越重要，但是电力网结构复杂,设备众多,覆盖面广,必须针对现场实际特点找到有效的优化控制方案,首先进行计算机分析计算仿真，再应用于实际电网.因电网覆盖面大，必须全网综合考虑，不能盲目投资和改造设备，为此进行电力系统理论推导和优化计算、分析仿真，可以节约资金，避免浪费和无谓的投入。同时也可尽快缩短与国内外技术水平的差距，尽快实现新疆电网高质量高水平的安全稳定经济的运行。

主要应用国内外大型软件或编制软件进行优化仿真计算，根据潮流计算、灵敏度分析的结果进行优化控制方案制定。同时将供热系统在运行过程中，如何实现按需供热，并使热量按需分配运用电力系统优化理论和潮流优化算法软件进行模拟类比仿真。

二、培养目标

1.培养目标

为适应我国国民经济发展和社会主义建设的需要，培养德、智、体全面发展的电气工程学科高层次专门技术人才，本学科培养的硕士研究生应满足以下要求：

（1）努力学习和掌握马列主义和毛泽东思想的基本原理，掌握科学的方法论；坚持四项基本原则，热爱祖国，品行端正，遵纪守法；积极为社会主义现代化建设服务。

（2）在电气工程学科领域内掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；熟悉所从事研究方向及相近研究方向的科学技术发展动向。

（3）在电气工程学科领域内具有独立从事科学研究工作的能力；具有实事求是、科学严谨的治学态度和工作作风。

（4）第一外国语要求熟练地阅读本专业的外文资料，并具有一定的写作能力和听说能力。（5）积极参加体育锻炼，身体健康。2.培养方式

（1）结合硕士研究生的特点进行政治思想教育和党的方针政策教育，进行爱国主义、革命传统和道德的教育，进行社会主义与法制教育。

（2）采用理论学习和科学研究相结合的方法，使硕士研究生在电气工程学科领域内掌握坚实而宽广的理论基础和系统深入的专门知识，在本学科范围内具有独立从事科学研究工作的能力。

（3）硕士生的课程学习在硕士生培养工作中占有重要地位。硕士生应通过课程学习加深理论基础，扩大知识面。硕士生的课程学习一般应以授课和自学相结合。

（4）硕士学位论文工作是硕士生培养的关键和核心。硕士学位论文要由硕士生独立完成，导师的作用在于指导研究方向，启发硕士生深入思考、正确分析与判断，充分发挥硕士生的创

造能力和开拓进取精神。

（5）在指导上采取以指导教师为主、导师负责和硕士点集体培养相结合的方法。也可和其他高校、研究单位或工厂企业联合培养，吸收具有高级职称的人员参加指导。

（6）导师应以高度的责任心，全面关心研究生的成长，对研究生严格要求，严格管理，既要教书又要育人。导师应根据本方案的要求并结合研究生的特点，认真制定培养计划，检查并督促研究生的课程学习，并指导研究生论文选题、文献查阅、调研、科研工作、学位论文撰写和答辩。导师应注意在各个环节上培养研究生严谨的治学态度，实事求是的工作作风。

（7）导师所在硕士点在研究生培养计划的制定、硕士学位论文选题、论文工作及论文撰写、答辩等各个环节上应积极发挥集体培养的优势并起到质量监控的作用，以提高研究生的培养质量。电气工程学院学位分委员会应充分发挥对研究生质量把关的作用。

3.学习年限：

一般为三年（在职人员为三至四年）。

三、本专业硕士研究生课程学习及学分的基本要求

总学分：38学分其中： 公共学位课

专业外语 基础学位课 专业学位课

须修 3门； 8学分 须修 1门； 1学分 须修 4门； 9 学分 须修 3门； 6学分

前沿讲座(含讨论班)须参加12次；2学分 教学实践或社会调查（学术活动）2学分 跨一级学科课程 专业选修课程

须修 1门； 2学分 须修 4门； 8学分

四 — 1本专业硕士研究生课程设置

四 — 2硕士研究生前沿讲座课(含讨论班)的基本要求

1.讲座课或讨论班的基本范围或基本形式

（1）学院组织的由在读研究生公开发表的论文和研究成果为主的学术报告和讨论会（2）聘请国内外名校专家和教授举行的科技讲座。2.次数、考核方式及基本要求

硕士生在校期间除了必要的课程学习，还须完成讲座选听必修环节2学分，要求硕士生应选听12次以上学术讲座（含讨论班）并提交心得体会，学位论文选题报告1次，要求硕士生应在2年内完成选题报告，并按规定填写选题报告表。

五、本专业硕士研究生文献阅读的主要经典著作、专业学术期刊目录

六、学位论文的基本标准

1.硕士学位论文工作是硕士生在校期间的主要工作之一。硕士论文的质量反映了硕士生是否掌握坚实而宽广的理论基础和系统深入的专门知识，是否具有独立从事科学研究工作的能力，是硕士生能否被授予硕士学位的关键。

2.硕士学位论文应在导师的指导下，由硕士生本人独立完成。论文应有较强的系统性和完整性，应在电力科学或电力专门技术上作出具有一定创新的研究成果，并在理论上或实际上对电力学科的发展和社会主义建设有较大的意义。为保证论文质量，论文工作必须有一定工作量，用于论文工作的实际时间一般应不得少于一学年。

3.学位论文工作一般包括文献阅读、科研调查、选题报告、理论分析、软件设计、实验工作、论文撰写、论文答辩等环节。选题的准备工作在第2学期课程学习的同时就应着手进行。力争在第3学期末，最迟在第4学期应正式做选题报告并提交论文工作计划。硕士生所在硕士点应组织开题答辩并对选题进

行审查和把关，硕士论文基本完成后，修改并正式提交论文，方可报学院批准进行论文评阅和学位论文答辩。

七、本专业硕士研究生须具备的科研能力与水平的基本要求

1．硕士生应参与本学科的某一研究方向提出的对电工科学技术的发展或国民经济具有较大理论意义或实用价值的课题，或者是高水平的横向课题。培养科研能力。

2.硕士生在正式撰写硕士学位论文前，在进行学位论文的研究工作期间应尽可能多地在国内外期刊上发表论文，或者积极参加科研项目。硕士学位论文应是在硕士生已发表的有关论文和待发表的有关论文或已取得的科研成果的基础上进行的汇总、概括、深化和提高，论文或成果应达到学校规定的条件。

八、本专业硕士研究生实践能力培养的基本要求

实践能力培养应在第2学期开始课程学习的同时就应着手进行。由硕士点负责助教实践安排和助岗实践安排，由导师负责科研培训并安排工作计划。第4学期末提交实践及科研培训报告。

第5学期开始到电力现场和内地高校及研究所调研并进行科学研究和硕士论文的撰写。

第五篇：电力系统自动化

第一章发电机的自动并列

1并列操作的原因：①随着负荷的波动，电力系统中运行的发电机组台数也要不断变动②当系统发生故

障时要求将备用电机迅速投入电网运行。

2同步发电机组的并列方法分为：准同期并列、自同期并列。

准同期并列：设待并发电机组G已加上了励磁电流，其端电压为∪G，调节发电机组 ∪G 的状态参

数，使之符合并列条件，并将其投入系统的操作，称为准同期并列。

准同期并列的理想条件：FG=FG（频率相等）, UG=UX（电压幅值相等）, e=(相角差为零)3同步发电机组并列时应遵循以下原则：

①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能地小，其瞬时最大值一般不应超过1~2倍的额定电流。②发电机组并入电网后能迅速进入同步运行状态，起暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。4 电压差检测:电压差的检测可直接用UG和UX的幅值进行比较，两电压分别经变压器、整流桥和一个电压

平衡电路检测电压的绝对值，当电压值小于允许值时发出“电压差合格允许合闸”的信号。

5滑差检测：利用比较恒定超前时间电平检测器和恒定超前相角电平检测器的动作次序来实现滑差检测。

第二章 同步发电机励磁自动控制系统

1同步发电机的励磁系统组成：励磁功率单元、励磁调节器

2同步发电机励磁系统的任务：①电压控制 ②控制无功功率的分配 ③提高系统运行的稳定性

④改善电力系统的运行条件⑤实现强行减磁

3同步发电机励磁系统种类：直流励磁机励磁系统，交流励磁机励磁系统，静止励磁系统

4励磁调节器的功能：保证发电机端电压不变，保证发电机间无功电流的合理分配

5励磁调节器基本的控制有测量比较、综合放大及移相触发单元组成第三章

1自动发电控制系统四个基本任务：①使全系统的发电机输出功率和总负荷功率相匹配 ②将电力系统的频率偏差调整控制到零，保持系统频率为额定值 ③控制区域间联络的交换功率与计划值相等，以实现各个区域内有功功率和负荷功率的平衡 ④在区域内各发电厂之间进行负荷的经济分配

2调频器的控制信号有：比例、积分、微分三种形式

第四章

1电力系统的无功功率电源有哪几种：同步发电机、同步调相机及同步电动机、并联电容器、静止无功功

率补偿器、高压输电线路的充电功率

2电力系统电压控制措施：发电机控制调压、控制变压器变比调压、利用无功功率补偿设备调压、利用串

联电容器控制调压。

3AGC的基本功能：①使发电自动跟踪电力系统负荷变化。②响应负荷和发电的随机变化，维持发电频

率为额定值。③在各区域间分配发电功率，维持区域间功率交换为计划值。④对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率。⑤监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求。

第五章 电力系统调度自动化

1电力系统调度的主要任务

①保证供电的质量优越②保证系统运行的经济性

③保证系统运行的安全水平④提供强有力的事故处理措施

2RTU的任务：数据采集、数据通信、执行命令、其他功能（当地功能、自动诊断功能）

3远动技术的主要内容是“四遥”------遥测、遥信、遥控、遥调

4SCADA子系统包过：数据采集、数据传输与处理、计算机控制、人机界面及警告处理

5通信规约：为保证通信双方能正确有效地进行数据传输，在通信的发送和接收过程中有一定的规定，以

约束双方进行正确协调的工作，我们将这些规定成为数据传输规程，简称通信规约。

包括：循环式规约、问答式规约

6通信信道：电力载波通信、光纤通信、微波中继通信和卫星通信

7按照系统负荷预测的周期电力系统的负荷预测可分为：超短期、短期、中期、长期负荷预测。8微增率：输入耗量微增量与输出功率微增量的比值

9SCADA采集的数据的缺点：数据不齐全、数据不精确、受干扰时回出现不良数据、数据不和谐

第六章

1能连管理系统（EMS）是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，主要针对发电和输电系统，用于大区级电网的调度中心。根据能量管理系统发展的配电管理系统（DMS）主要针对配电和用户系统，用于10kV以下的电网。

2配电管理系统DMS的通信方案：①主站与主站之间使用单模光纤 ②子站与FTU之间，使用多模光纤

③TTU与电量集抄系统的数据转发。

3配电网自动化系统远方终端有：①馈线远方终端 ②配电变压器远方终端 ③变电所内的远方终端。4远程自动抄表系统构成：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机、中央信息处理机。5远程自动抄表系统的典型方案：①总线式抄表系统 ②三级网络的远程自动抄表系统③采用无线电台的远程自动抄表系统

第七章

1变电所综合自动化系统的基本功能：①监控子系统 ②微机保护子系统 ③电压、无功综合控制子系统

④低频减负荷及备用电源自投控制子系统 ⑤通信子系统。

2变电所综合自动化的结构形式：集中式、分散集中式、分散与集中相结合式、全分散式