电网监控与调度自动化题库及答案.doc

第一章 概述1. 简述电网监控与调度自动化系统的基本结构答：电网监控与调度自动化系统按其功能可分为四个子系统：（1）信息采集和命令执行子系统；（2）信息传输子系统；（3）信息的收集、处理和控制子系统；（4）人机联系子系统。 2. 简述电力调度系统的目标及其应用的主要技术手段答：电网监控与调度自动化系统的目标：保障电力系统安全稳定、优质高效、经济环保地持续运行。对应的技术手段是在监控系统的基础上的自动发电控制AGC和经济调度控制EDC技术第二章 交流数据采集与处理1. 简述交流数据采集技术方案的基本原理答：对交流量瞬时值直接采样，通过A/D变换将模拟量变为数字量，由微机对这些数字量进行运算，获得被测电压、电流、有功、无功功率和电能量值。2. 简述微机变送器的工作过程答：变送器的输入信号经过相应的TV、TA变成05V交流电压信号，这些信号输入到多路模拟电子开关MPX，CPU经并行接口芯片，将当前需要采样的某路信号地址送到MPX，MPX立即将选定的模拟电压输出到采样保持器。采样保持器按确定的采样时序信号采集该信号，A/D转换器将采样保持器输出的模拟电压转换成数字量，并经与非门向CPU发出转换结束信号,CPU中断当前工作，经并行接口电路读得A/D转换输出数据。CPU再次发出选择下一路采样的地址信号到MPX，CPU对已采集的数据进行处理，并计算出线路上的各种电气量值。 3. 简述标度变换的意义与基本原理（求用四位十进制数显示满量程为140KV电压的标度变换系数K）答：标度变换的意义：电力系统中各种参数有不同的量纲和数值范围，如V与kV，A与kA。这些信号经过各种变换器转化为A/D转换器能接受的信号范围，经A/D转换为标幺值形态的数字量，但无法表明该测量值的大小。为了显示、打印、报警及向调度传送，必须把这些数字量转换成具有不同量纲的数值，这就是标度变换。第三章 远动终端RTU1.简述RTU的种类、功能与基本结构答：种类：TTU、RTU、FTU功能：1）远方功能：遥测、遥控、遥信、遥调、电力系统统一时钟、转发，适合多种规约的数据远传；2）当地功能：CRT显示、汉子报表打印、本机键盘、显示器、远方终端的自检与自调功能。基本结构：1）系统部分：CPU、RAM、定时器/计数器、中断控制器；2）采集信息输入电路部分：模拟量、状态量、脉冲量、数字量；3）命令输出电路；4）信息传输部分：串行接口、Modem；5）人机联系部分。2.简述交流采样过程及其修正措施答：交流采样过程：输入变换滤波多路模拟开关MPX采样保持S/HA/D转换滤波运算处理编码调制。修正措施：1）相位差修正；2）工频跟踪；3）极性转换；4）对于变化不大的量，采用模拟量越阈值传送。3.简述遥信采集输入电路结构，并比较CPU定时巡查方式的特点答：遥信采集输入电路由+24V电源、遥信触点、RC滤波网络、限流电阻、保护二极管、保护光电耦合器、+5V电源、遥信输出组成。CPU定时巡查方式的特点如下：名称方式特点定时扫查方式每5ms执行一次，全面扫查，读入比较，有变位就更新遥信数据区，插入传送遥信信息，同时记录遥信变位时间，无变位不传送。CPU始终参与，可靠性高，但CPU负担重。变位中断方式按一定周期扫描，只有检测到遥信变位时，才向CPU发出中断请求，CPU响应中断，从8279芯片读入新的遥信状态。8279芯片没有去抖动功能，易受干扰中断触发扫查方式8279高速扫描，检测到遥信变位时，才向CPU发出中断请求，CPU响应中断，起动扫查输入，读取新的遥信状态并处理。克服前两种电路缺点，该方式CPU开销小且可靠性高。4. 简述遥控命令的种类与遥控命令执行过程答：遥控命令的种类：1）主站至RTU：遥控选择命令、遥控执行命令、撤销命令；2）RTU至主站：返校命令。遥控命令执行过程如下：第四章 变电站自动化1. 简述变电站自动化的含义及其基本功能答：变电站自动化是专业性的综合技术，将监视监测、继电保护、自动控制装置和运动等所要完成的功能组合在一起的一个综合系统。变电站自动化的基本功能体现在七个子系统：1）监控子系统 ；2）微机保护子系统；3）电压、无功功率综合控制子系统；4）五防子系统；5）其它自动装置功能子系统；6）遥视及检测子系统；7）远动及数据通信子系统。2. 做变电站自动化体系结构比较表结构模式特点集中式变电站采用不同的计算机扩展自身接口电路，集中采集信息、计算处理、主机多种选择。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。分布式系统集中组屏的变电站将控制、保护两大功能作为一个整体来考虑二次回路设计大为简化、采取分层管理的模式。将控制、保护两大功能作为一个整体来考虑，二次回路设计大为简化，但使用电缆仍较多。分散式与集中式相结合的变电站配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，高压线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏安装在控制室内的分散式系统结构。缩小了控制室的面积、减少施工和设备安装工程量、节省了大量电缆、组态灵活、检修方便、抗干扰能力强、可靠性高。3. 分析变电站无功电压综合控制的技术方案答:变电站无功电压综合控制是维持供电电压在规定的范围内，主要应用的是有载调压变压器分接头开关调压和投切电容器组对系统电压和无功功率的调节规律控制、把变压器低压侧电压U0分为高压区UH、低压区UL和正常区域，无功功率总量Q划分为上限区QH、下限区QL及正常区域制成九区域、只有第九区域满足运行方式，如果存在两者之一越限时，根据具体情况调节变压器或电容器，使电压、无功功率满足要求。4. 分析变电站防误操作闭锁系统的技术方案答：变电站防误操作闭锁系统是在监控系统中嵌入“五防”闭锁系统程序。运行人员按照防误主机及电脑钥匙，依次对设备进行操作，当操作不符合程序时，设备拒绝开锁，使操作无法进行，防止误操作的发生。防误程序通过跟踪现场设备的实际状态、接收电脑钥匙的回传信息，对当前操作进行确认后，进行下一步操作，直到操作任务完成。第五章 配电网自动化1.简述配电管理系统的主要内容和功能。 答：主要内容有：1）配电调度自动化系统；功能：故障诊断与停电管理。 2)变配电站自动化；功能：采集，监视，控制，保护通信。 3）馈线自动化；功能：测量监视远方控制，故障定点隔离，恢复。 4）图资系统；功能：提供实时地理信息、背景下的设备、线网、用户信息。 5）用电管理自动化；功能：储存客户信息，负荷管理，计量收费，用电管理自动化。2.分析馈线自动化的技术方案 答：就地控制方案分析 目标：针对辐射式多段线路，依靠开关设备，就地实现线路故障定位，隔离与非故障段恢复供电。 思路：利用线路首端断路器多次重合闸，配合各段开关，设置延时分、合闸与闭锁时限，根据重合后各开关闭合时间的长短来定位并闭锁距故障最近的开关，然后再次重合恢复非故障段供电。 实例：QR为重合器，第一次跳闸后15s重合，第二次跳闸后5s后重合。 QS1-QS4为分段器，延时闭合X,7s或14s；延时分闸时限Y，3s；闭锁时限Z,5s。 L1-L5为各线线路，设L4段发生永久短路故障。 工作过程：1）L4故障，QR快速跳闸，各段线路先后失压。2）各QS无压，分闸。 3）QR延时15s后自动重合闸，;1段及QS1带电。4)QS1延时7s（X时限）合闸，L2段及QS2，QS4带电。5）QS2延时7s合闸，L3段及QS3带电，QS4延时10s（与T接L3段错开）合到故障段L4段上。6）QR再次快速合闸，全线失压。7）各QS失电，延时3s（Y时限）分闸，其中，QS1，QS2带电时间超过5s（闭锁时限Z）解除闭锁；QS4带电时间小于5s，被闭锁分闸。8)QR二次跳闸后延时5s再次重合闸，L1及QS1带电。 9）QS1延时7s后合闸，L2及QS2，QS4带电。10）QS2延时7s后合闸，L3段及QS4被闭锁分闸，故障段L4被隔离。11）QS3延时14s后分闸，L5带电，至此实现FA。 应用分析：所用时间T=15+7+10+5+7+7+14=65s（较短），但经历多次重合闸后对设备和负荷有冲击，线路结构复杂，配合有困难。3.简述需方用电管理DSM的含义并分析其技术方案答：DSM是通过一系列经济政策和先进技术结合，直接影响用户的电力需求，以提高用电效率，节能的系统工程，其关键在于调动用户和第三方的积极、有效参与。DSM实施方案有：1）设置分时、分质电价，拉大价差，以改善负荷曲线；2）鼓励多方参与可再生电源发电，就近利用，减少传输损耗与发电污染；3）推广节电器具与方法，如价格补贴、能耗标志体系、能源服务公司；4）推广需方储能技术，如建筑隔热、蓄冷、蓄热技术，以减少高峰电力需求；5）对用户大功率长时间运行的设备直接控制、节能运行；6）实现用电监测计量自动化，促进用户参与、自我管理用电。5. 简述AM/FM/GIS的含义与目标。答：AM是自动绘图，FM是设备管理，GIS是地理信息系统，AM/FM/GIS总称配电网图资系统。 AM/FM/GIS的目标是满足公用设施企业的行业规范、生产流程和管理机制。第六章 数据通信系统1.做通信信道比较表，会根据实际情况分析并选择适当信道。 通信信道适用情况电力线载波通信用于电力传输继电保护，SCADA和语言通道所需要的信息。脉动控制技术用于单向通信所需要的信息场合。工频控制技术用于远方自动抄表和零散控制等领域。电缆通信用于计算机设备之间的连接和直接的数字通信。电缆金属屏蔽层通信用于信息通道。光纤通信用于电力系统。现场总线和RS-485接口用于满足RTU和附近区域工作站间的通信，以及发电站、变电站内自动化中智能模块之间的通信。无线电通信系统用于城镇配电网范围较小的监控系统。无线扩频通信用于构成10KV开闭所、小区变电站或用于集结分散测控对象的区域工作站对配电自动化DSCADA控制中心间的数据通信。混合通信系统用于比较经济的方式全面满足配电自动化要求。电话线广泛用于SCADA和继电保护中。微波中继通信在我国主要用于通信主干线。卫星通信适用于长距离干线或幅员广大的地区。2.做通信规约类型比较表种类循环式规约应答式规约对等式规约特征RTU主动循环上传主站查询，产生事件时RTU触发启动传输优点对通道要求不高；大大提高了传输数据利用率；遥信变位优先插入传送的方式，重要数据发送周期短，实时性强；循环式规约的容量较应答式规约大得多；允许多台RTU以共线的方式共用一个通道，节省通道，提高通道占用率；可采用变化信息传送策略，大大压缩了数据块的长度，提高了数据传送速度；通道适应性强；缺点一般数据发送周期长，实时性较差；独占通道；必须采用全双工通道；只能采用点对点的方式连接；不能传递继电保护的相应信息；主站采集数据速度慢；对信道要求较高，在通道质量较差时，会发生重要信息丢失的现象；采用整帧校验的方式，出错概率较大，实时性低；容量较循环式规约小得多。适用网络一般适用于多个从站和一个主站间进行数据传输。3.做电力调度系统通信规约体系表层次厂站内系统主站与厂站之间主站侧系统通信规约厂站内的站级通信总线和间隔级通信总线采用基于以太网的IEC 61850系列标准；主站与厂站之间的数据通信可采用IEC 60870-6TASE.2或扩展的IEC 61850系列标准；主站侧各应用系统应遵从IEC 61970系列标准(CIMCIS) ；第七章 EMS能量管理系统1. 做电力调度系统主站体系结构比较表分类集中式分布式开放式单机系统双机系统主机前置机系统特征无冗余；采用通信控制计算机和人机连接计算机构成系统，以提高主计算机的工作能力；双机系统通常由一台计算机承担在线功能，另一台处于热备用状态。前置机承担处理周期快计算简单的实时任务，减少计算机的负载使主机做更多复杂的任务；采用标准的接口和介质，把整个系统按功能解列分布在网络的各个节点上，数据实现冗余分布，提高了系统的整体性能，降低了对单机的性能要求，提高了系统的安全性和可靠性，系统的可扩充性增强 采用标准的接口对外互连，逐步实现软件上的独立，便于不断扩展结构和功能；结构的开放性主要体现在分布性、可移植性和互操作性三方面。 不足可靠性低，任何一个关键性的系统元件损坏，都会导致整个主站控制系统停止工作硬件相对复杂硬件和监视软件相对复杂所需要的服务器或工作站数量取决于如何分配软件模块，软件没有完全独立应用通常运用于小系统普遍用于电力系统普遍用于电力系统调度适合大型软件系统2. 分析解决电力系统状态估计SE问题的技术方案答：电力系统状态、估计是为其他高级功能提供可靠数据集，状态估计是利用实时测量系统的冗余度来提高精度，估计出系统运行状态、冗余度越大、估计值和实际值越接近，尽可能使状态变量的估计值和测量值的误差平方最小，使用加权最小二乘法列出所需算术式，对其求导，并使其导数为零，求的估计值可近似看。3. 分析解决电力系统静态安全分析SA问题的技术方案答：静态安全分析是判断系统发生预想事故后电压是否越限和线路是否过负荷的分析，当系统发生故障后可能会出现系统电压越限，线路过负荷，系统失去稳定等为了便于及时了解所需状态量将网络进行导纳短上的化简进行潮流计算根据计算所得的结构进行预想事故分析，处理措施，校核越限的实际情况，做出相对应的措施选择渐而是系统不安全状态得到预防控制。4. 简述电力系统负荷预测的类型、预测模型及主要预测方法答：电力系统负荷预测按内容分为系统负荷预测和母线负荷预测；按时间期限可分为超短期、短期、中期和长期负荷预测；按行业分可分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷。影响负荷变化的因素有：典型负荷分量、天气敏感负荷分量、异常或特殊事件负荷分量以及随机符合分量，符合假设为以上四种成分的组合，在预测模型中分别考虑各种成分如何处理。主要预测方法：时间序列法、卡尔曼滤波分析法、回归分析法、指数平滑预报法、模糊预测法、人工神经网法。共24道题，其中分析题7道，简述题17道。考试每章选一道，共7道题，其中分析题2道，占40分；简述题5道，占60分。