电力系统自动化课程思考题

第一篇：电力系统自动化课程思考题

第一章习题、思考题

1、电力系统自动化的发展经过了那几个阶段？

2、电力系统的运行状态及其特征是什么？

第二章习题、思考题

1、电力系统调度自动化是如何实现的？

2、电力系统采用什么调度方式？

第三章习题、思考题

1、频率偏离额定值对用户有何影响？

2、频率降低较大时可能对电力系统造成什么危害？

3、画出发电机组调速系统静态特性（调差特性）；写出调差系数的两个定义式，并证明它们是等价的。

4、发电机组调速系统失灵区过大、过小（或完全没有）有何影响？

5、什么叫负荷调节效应？其大小和什么因素有关，用何参数表示？

6、什么叫做一次调频？什么叫做二次调频？

7、负荷增量按照其幅度和变化周期通常划分为哪几种分量？分别用什么调频措施来平衡这些负荷增量？

8、写出积差调频法的调频方程式，说明其主要特点。

9、某系统有两台发电机，P1e=100MW,δ1=0.04,P2e=50MW,δ2 =0.05,当f=50Hz时，P1=80MW,P2=30MW。**

（１）画出两机组的调差特性。

（２）当负荷功率为１２０ＭＷ时系统频率为多少？两机组出力各多少？

（３）当负荷功率分别为１２０ＭＷ和１５０ＭＷ，只靠一号机二次调频能否使频率恢复到５０ＨＺ。为什么？

第四章习题、思考题

1、电力系统电压波动的主要原因是什么？为什么要控制电力系统的电压？通常有哪些调整电压的措施？

2、发电机励磁控制系统的主要任务是什么？

3、励磁控制系统的强励能力用哪些参数衡量？

4、励磁系统的功率电源（励磁电源）有哪些种类？

5、画出比例式可控硅励磁调节器的基本结构框图；简述各单元的作用；举例说明机端电压变化时各单元输出的变化趋势。

6、参照书中page153 图4-23 ,写出ub = f(Uc,Rw)的解析式，并画出相应的特性曲线。若在a b 两端跨接一个电阻R3，且R3＝R2＝R1，则ub = f(Uc,Rw)的解析式和特性曲线有何变化？这种变化对性能有何影响？

7、根据AVR各基本单元的静态工作特性，用作图法画出AVR的静态工作特性。

8、改变AVR中的电压给定电位器Rw的阻值，将使发电机电压调差特性怎样变化？这种变化对机组运行有何影响？

9、电压调差系数对机组运行有何影响？对调差单元有何要求？

某调差电路接线为:

a'Ub'Uc'UaUIbcRbUIcaRcUIabR

试分析其是否符合要求？是正调差还是负调差？怎样改变其调差极性（正、负）和大小？

第六章习题、思考题

1、准同期并列与自同期并列方法有何不同？对它们的共同要求是什么？两种方法各有何特点？两种方法适用场合有何差别？

2、准同期并列的理想条件是什么？为什么说理想条件在实用中难以实现？

3、试说明电压差、相角差、频率差分别不为零时对并列操作有何影响？

4、给定待并机组冲击电流允许值（有效值）后，电压差、相角差、频率差的允许值应如何计算？

5、恒定越前时间整定值应如何计算？

6、试证明恒定越前时间与电压差、频率差无关。

7、试说明ZZQ—5滑差检测的原理。

8、在例6—1中，若并列装置延迟时间为0.1秒，待并机组允许冲击电流为出口三相短路电流的10%，其他条件不变。

1）试计算恒定越前时间、允许压差、允许频差定值。

2）若采用ZZQ—5并列，试计算恒定越前相角的定值。

9、自动低频减载的任务和原则是什么？

10、自动低频减载的基本原理是什么？

11、某电力系统得负荷额定功率PLe=1000MW，负荷调节效应系数KL*=2，当系统出现200MW的功率缺额时：

1）若不采取措施，系统频率将稳定在多少？

2）若希望系统频率恢复到49Hz，需要切除多少负荷？

第二篇：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。

第三篇：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

第四篇：电力系统继电保护思考题（定稿）

思考题

1.2.论述对电力系统继电保护的基本要求 功率方向判别元件实质上是在判别什么，为什么会存在“死区”?什么时候要求它动作最灵敏？

3.简述下列电流保护的基本原理，并评述其优缺点:

(l)相间短路的三段式电流保护;

(2)零序电流保护;

(3)中性点非直接接地系统中的电流电压保护。

4.为什么阻抗继电器的动作特性必须是一个区域，画出常用动作区域的形状并陈述其优缺点。

5.什么是电力系统的振荡？振荡时电压、电流有什么特点？阻抗继电器的测量阻抗如何变化?

6.7.8.9.纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么，陈述纵联保护的主要优、缺点。距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用 什么是重合闸前加速保护和后加速保护，有何优缺点?主要适用于什么场合？ 变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些，它们利用了哪些特征？各自有何特点？

10.多台变压器并联运行时，全绝缘变压器和分级绝缘变压器对接地保护的要求有何区别？

11.利用三次谐波电压比值和基波零序电压的组合可以构成100%的定子绕组单相接地保护，说明其原理

12.高压输电线路相间短路的三段式电流保护整定计算

第五篇：电力系统自动化作业

电力系统自动化作业

1、电力自动化SCADA 的功能是什么？

2、什么是电力系统RTU 的四遥功能？如何实现？

3、同步发电机以自动准同期方式并列时，说明产生冲击电流的原因。又为何要检查并列合闸时的滑差？

4、用什么方法来测量ZZQ-5 型装置中的导前时间？并分析准确度。

5、ZZQ-5型装置中，若频差要求控制在0.2Hz，试说明整定的方法、步骤。

6、ZZQ-5型装置中，若接入ug 时极性反接或者将ug 和us 两者接错，试分析装置的行为？此时会出现什么现象和结果？

7、同步发电机励磁控制系统的主要任务有哪些？

8、对同步发电机励磁控制系统的基本要求有哪些？

9、简述交、直流励磁机励磁系统的基本构成、特点及使用范围。

10、何谓同步发电机励磁控制系统静态工作特性？何谓发电机端电压调差率？

11、何谓滑差、滑差周期？与ug 和us 的相角差δ有什么关系？

12、某电力系统总有功负荷为6000 MW(包括电网的有功损耗)，系统的频率为50 Hz，若KL ∗ =1.8，求负荷频率调节效应系数KL的值。

13、某电力系统中，有40%的机组容量已被充分利用，其余40%为火电机组，有10%的备用容量，单位调节功率为20；20%为水电机组，有15%的备用容量，单位调节功率为30；系统的有功负荷的频率调节效应系数为1.5。试求：

(1)系统的单位调节功率；

(2)当负荷功率增加5%时系统的稳态频率；

(3)当系统频率降低到48 Hz 时，系统承担的负荷增量是多少？

14、某电力系统有两台额定功率为200 MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数为0.04，额定频率为50 Hz，系统总负荷为320 MW，负荷的频率调节效应系数KL=20 MW/Hz，在额定频率运行时，若系统增加负荷60 MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。

(1)两台机组原来平均承担负荷；

(2)原来一台机组满载，另一台带120 MW 的负荷。说明两种情况下频率变化的不同原因。