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第一章 概述1. 簡述電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)答:電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)按其功能可分為四個子系統(tǒng):(1)信息采集和命令執(zhí)行子系統(tǒng);(2)信息傳輸子系統(tǒng);(3)信息的收集、處理和控制子系統(tǒng);(4)人機聯(lián)系子系統(tǒng)。 2. 簡述電力調(diào)度系統(tǒng)的目標及其應用的主要技術(shù)手段答:電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動化系統(tǒng)的目標:保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟環(huán)保地持續(xù)運行。對應的技術(shù)手段是在監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的自動發(fā)電控制AGC和經(jīng)濟調(diào)度控制EDC技術(shù)第二章 交流數(shù)據(jù)采集與處理1. 簡述交流數(shù)據(jù)采集技術(shù)方案的基本原理答:對交流量瞬時值直接采樣,通過A/D變換將模擬量變?yōu)閿?shù)字量,由微機對這些數(shù)字量進行運算,獲得被測電壓、電流、有功、無功功率和電能量值。2. 簡述微機變送器的工作過程答:變送器的輸入信號經(jīng)過相應的TV、TA變成05V交流電壓信號,這些信號輸入到多路模擬電子開關(guān)MPX,CPU經(jīng)并行接口芯片,將當前需要采樣的某路信號地址送到MPX,MPX立即將選定的模擬電壓輸出到采樣保持器。采樣保持器按確定的采樣時序信號采集該信號,A/D轉(zhuǎn)換器將采樣保持器輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,并經(jīng)與非門向CPU發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號,CPU中斷當前工作,經(jīng)并行接口電路讀得A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)。CPU再次發(fā)出選擇下一路采樣的地址信號到MPX,CPU對已采集的數(shù)據(jù)進行處理,并計算出線路上的各種電氣量值。 3. 簡述標度變換的意義與基本原理(求用四位十進制數(shù)顯示滿量程為140KV電壓的標度變換系數(shù)K)答:標度變換的意義:電力系統(tǒng)中各種參數(shù)有不同的量綱和數(shù)值范圍,如V與kV,A與kA。這些信號經(jīng)過各種變換器轉(zhuǎn)化為A/D轉(zhuǎn)換器能接受的信號范圍,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為標幺值形態(tài)的數(shù)字量,但無法表明該測量值的大小。為了顯示、打印、報警及向調(diào)度傳送,必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成具有不同量綱的數(shù)值,這就是標度變換。第三章 遠動終端RTU1.簡述RTU的種類、功能與基本結(jié)構(gòu)答:種類:TTU、RTU、FTU功能:1)遠方功能:遙測、遙控、遙信、遙調(diào)、電力系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘、轉(zhuǎn)發(fā),適合多種規(guī)約的數(shù)據(jù)遠傳;2)當?shù)毓δ埽篊RT顯示、漢子報表打印、本機鍵盤、顯示器、遠方終端的自檢與自調(diào)功能。基本結(jié)構(gòu):1)系統(tǒng)部分:CPU、RAM、定時器/計數(shù)器、中斷控制器;2)采集信息輸入電路部分:模擬量、狀態(tài)量、脈沖量、數(shù)字量;3)命令輸出電路;4)信息傳輸部分:串行接口、Modem;5)人機聯(lián)系部分。2.簡述交流采樣過程及其修正措施答:交流采樣過程:輸入變換濾波多路模擬開關(guān)MPX采樣保持S/HA/D轉(zhuǎn)換濾波運算處理編碼調(diào)制。修正措施:1)相位差修正;2)工頻跟蹤;3)極性轉(zhuǎn)換;4)對于變化不大的量,采用模擬量越閾值傳送。3.簡述遙信采集輸入電路結(jié)構(gòu),并比較CPU定時巡查方式的特點答:遙信采集輸入電路由+24V電源、遙信觸點、RC濾波網(wǎng)絡、限流電阻、保護二極管、保護光電耦合器、+5V電源、遙信輸出組成。CPU定時巡查方式的特點如下:名稱方式特點定時掃查方式每5ms執(zhí)行一次,全面掃查,讀入比較,有變位就更新遙信數(shù)據(jù)區(qū),插入傳送遙信信息,同時記錄遙信變位時間,無變位不傳送。CPU始終參與,可靠性高,但CPU負擔重。變位中斷方式按一定周期掃描,只有檢測到遙信變位時,才向CPU發(fā)出中斷請求,CPU響應中斷,從8279芯片讀入新的遙信狀態(tài)。8279芯片沒有去抖動功能,易受干擾中斷觸發(fā)掃查方式8279高速掃描,檢測到遙信變位時,才向CPU發(fā)出中斷請求,CPU響應中斷,起動掃查輸入,讀取新的遙信狀態(tài)并處理。克服前兩種電路缺點,該方式CPU開銷小且可靠性高。4. 簡述遙控命令的種類與遙控命令執(zhí)行過程答:遙控命令的種類:1)主站至RTU:遙控選擇命令、遙控執(zhí)行命令、撤銷命令;2)RTU至主站:返校命令。遙控命令執(zhí)行過程如下:第四章 變電站自動化1. 簡述變電站自動化的含義及其基本功能答:變電站自動化是專業(yè)性的綜合技術(shù),將監(jiān)視監(jiān)測、繼電保護、自動控制裝置和運動等所要完成的功能組合在一起的一個綜合系統(tǒng)。變電站自動化的基本功能體現(xiàn)在七個子系統(tǒng):1)監(jiān)控子系統(tǒng) ;2)微機保護子系統(tǒng);3)電壓、無功功率綜合控制子系統(tǒng);4)五防子系統(tǒng);5)其它自動裝置功能子系統(tǒng);6)遙視及檢測子系統(tǒng);7)遠動及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)。2. 做變電站自動化體系結(jié)構(gòu)比較表結(jié)構(gòu)模式特點集中式變電站采用不同的計算機擴展自身接口電路,集中采集信息、計算處理、主機多種選擇。必須采用雙機并聯(lián)運行的結(jié)構(gòu)才能提高可靠性、軟件復雜、系統(tǒng)調(diào)試麻煩、組態(tài)不靈活。分布式系統(tǒng)集中組屏的變電站將控制、保護兩大功能作為一個整體來考慮二次回路設計大為簡化、采取分層管理的模式。將控制、保護兩大功能作為一個整體來考慮,二次回路設計大為簡化,但使用電纜仍較多。分散式與集中式相結(jié)合的變電站配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關(guān)柜內(nèi),高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏安裝在控制室內(nèi)的分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。縮小了控制室的面積、減少施工和設備安裝工程量、節(jié)省了大量電纜、組態(tài)靈活、檢修方便、抗干擾能力強、可靠性高。3. 分析變電站無功電壓綜合控制的技術(shù)方案答:變電站無功電壓綜合控制是維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi),主要應用的是有載調(diào)壓變壓器分接頭開關(guān)調(diào)壓和投切電容器組對系統(tǒng)電壓和無功功率的調(diào)節(jié)規(guī)律控制、把變壓器低壓側(cè)電壓U0分為高壓區(qū)UH、低壓區(qū)UL和正常區(qū)域,無功功率總量Q劃分為上限區(qū)QH、下限區(qū)QL及正常區(qū)域制成九區(qū)域、只有第九區(qū)域滿足運行方式,如果存在兩者之一越限時,根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)變壓器或電容器,使電壓、無功功率滿足要求。4. 分析變電站防誤操作閉鎖系統(tǒng)的技術(shù)方案答:變電站防誤操作閉鎖系統(tǒng)是在監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入“五防”閉鎖系統(tǒng)程序。運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙,依次對設備進行操作,當操作不符合程序時,設備拒絕開鎖,使操作無法進行,防止誤操作的發(fā)生。防誤程序通過跟蹤現(xiàn)場設備的實際狀態(tài)、接收電腦鑰匙的回傳信息,對當前操作進行確認后,進行下一步操作,直到操作任務完成。第五章 配電網(wǎng)自動化1.簡述配電管理系統(tǒng)的主要內(nèi)容和功能。 答:主要內(nèi)容有:1)配電調(diào)度自動化系統(tǒng);功能:故障診斷與停電管理。 2)變配電站自動化;功能:采集,監(jiān)視,控制,保護通信。 3)饋線自動化;功能:測量監(jiān)視遠方控制,故障定點隔離,恢復。 4)圖資系統(tǒng);功能:提供實時地理信息、背景下的設備、線網(wǎng)、用戶信息。 5)用電管理自動化;功能:儲存客戶信息,負荷管理,計量收費,用電管理自動化。2.分析饋線自動化的技術(shù)方案 答:就地控制方案分析 目標:針對輻射式多段線路,依靠開關(guān)設備,就地實現(xiàn)線路故障定位,隔離與非故障段恢復供電。 思路:利用線路首端斷路器多次重合閘,配合各段開關(guān),設置延時分、合閘與閉鎖時限,根據(jù)重合后各開關(guān)閉合時間的長短來定位并閉鎖距故障最近的開關(guān),然后再次重合恢復非故障段供電。 實例:QR為重合器,第一次跳閘后15s重合,第二次跳閘后5s后重合。 QS1-QS4為分段器,延時閉合X,7s或14s;延時分閘時限Y,3s;閉鎖時限Z,5s。 L1-L5為各線線路,設L4段發(fā)生永久短路故障。 工作過程:1)L4故障,QR快速跳閘,各段線路先后失壓。2)各QS無壓,分閘。 3)QR延時15s后自動重合閘,;1段及QS1帶電。4)QS1延時7s(X時限)合閘,L2段及QS2,QS4帶電。5)QS2延時7s合閘,L3段及QS3帶電,QS4延時10s(與T接L3段錯開)合到故障段L4段上。6)QR再次快速合閘,全線失壓。7)各QS失電,延時3s(Y時限)分閘,其中,QS1,QS2帶電時間超過5s(閉鎖時限Z)解除閉鎖;QS4帶電時間小于5s,被閉鎖分閘。8)QR二次跳閘后延時5s再次重合閘,L1及QS1帶電。 9)QS1延時7s后合閘,L2及QS2,QS4帶電。10)QS2延時7s后合閘,L3段及QS4被閉鎖分閘,故障段L4被隔離。11)QS3延時14s后分閘,L5帶電,至此實現(xiàn)FA。 應用分析:所用時間T=15+7+10+5+7+7+14=65s(較短),但經(jīng)歷多次重合閘后對設備和負荷有沖擊,線路結(jié)構(gòu)復雜,配合有困難。3.簡述需方用電管理DSM的含義并分析其技術(shù)方案答:DSM是通過一系列經(jīng)濟政策和先進技術(shù)結(jié)合,直接影響用戶的電力需求,以提高用電效率,節(jié)能的系統(tǒng)工程,其關(guān)鍵在于調(diào)動用戶和第三方的積極、有效參與。DSM實施方案有:1)設置分時、分質(zhì)電價,拉大價差,以改善負荷曲線;2)鼓勵多方參與可再生電源發(fā)電,就近利用,減少傳輸損耗與發(fā)電污染;3)推廣節(jié)電器具與方法,如價格補貼、能耗標志體系、能源服務公司;4)推廣需方儲能技術(shù),如建筑隔熱、蓄冷、蓄熱技術(shù),以減少高峰電力需求;5)對用戶大功率長時間運行的設備直接控制、節(jié)能運行;6)實現(xiàn)用電監(jiān)測計量自動化,促進用戶參與、自我管理用電。5. 簡述AM/FM/GIS的含義與目標。答:AM是自動繪圖,F(xiàn)M是設備管理,GIS是地理信息系統(tǒng),AM/FM/GIS總稱配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)。 AM/FM/GIS的目標是滿足公用設施企業(yè)的行業(yè)規(guī)范、生產(chǎn)流程和管理機制。第六章 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1.做通信信道比較表,會根據(jù)實際情況分析并選擇適當信道。 通信信道適用情況電力線載波通信用于電力傳輸繼電保護,SCADA和語言通道所需要的信息。脈動控制技術(shù)用于單向通信所需要的信息場合。工頻控制技術(shù)用于遠方自動抄表和零散控制等領(lǐng)域。電纜通信用于計算機設備之間的連接和直接的數(shù)字通信。電纜金屬屏蔽層通信用于信息通道。光纖通信用于電力系統(tǒng)?,F(xiàn)場總線和RS-485接口用于滿足RTU和附近區(qū)域工作站間的通信,以及發(fā)電站、變電站內(nèi)自動化中智能模塊之間的通信。無線電通信系統(tǒng)用于城鎮(zhèn)配電網(wǎng)范圍較小的監(jiān)控系統(tǒng)。無線擴頻通信用于構(gòu)成10KV開閉所、小區(qū)變電站或用于集結(jié)分散測控對象的區(qū)域工作站對配電自動化DSCADA控制中心間的數(shù)據(jù)通信。混合通信系統(tǒng)用于比較經(jīng)濟的方式全面滿足配電自動化要求。電話線廣泛用于SCADA和繼電保護中。微波中繼通信在我國主要用于通信主干線。衛(wèi)星通信適用于長距離干線或幅員廣大的地區(qū)。2.做通信規(guī)約類型比較表種類循環(huán)式規(guī)約應答式規(guī)約對等式規(guī)約特征RTU主動循環(huán)上傳主站查詢,產(chǎn)生事件時RTU觸發(fā)啟動傳輸優(yōu)點對通道要求不高;大大提高了傳輸數(shù)據(jù)利用率;遙信變位優(yōu)先插入傳送的方式,重要數(shù)據(jù)發(fā)送周期短,實時性強;循環(huán)式規(guī)約的容量較應答式規(guī)約大得多;允許多臺RTU以共線的方式共用一個通道,節(jié)省通道,提高通道占用率;可采用變化信息傳送策略,大大壓縮了數(shù)據(jù)塊的長度,提高了數(shù)據(jù)傳送速度;通道適應性強;缺點一般數(shù)據(jù)發(fā)送周期長,實時性較差;獨占通道;必須采用全雙工通道;只能采用點對點的方式連接;不能傳遞繼電保護的相應信息;主站采集數(shù)據(jù)速度慢;對信道要求較高,在通道質(zhì)量較差時,會發(fā)生重要信息丟失的現(xiàn)象;采用整幀校驗的方式,出錯概率較大,實時性低;容量較循環(huán)式規(guī)約小得多。適用網(wǎng)絡一般適用于多個從站和一個主站間進行數(shù)據(jù)傳輸。3.做電力調(diào)度系統(tǒng)通信規(guī)約體系表層次廠站內(nèi)系統(tǒng)主站與廠站之間主站側(cè)系統(tǒng)通信規(guī)約廠站內(nèi)的站級通信總線和間隔級通信總線采用基于以太網(wǎng)的IEC 61850系列標準;主站與廠站之間的數(shù)據(jù)通信可采用IEC 60870-6TASE.2或擴展的IEC 61850系列標準;主站側(cè)各應用系統(tǒng)應遵從IEC 61970系列標準(CIMCIS) ;第七章 EMS能量管理系統(tǒng)1. 做電力調(diào)度系統(tǒng)主站體系結(jié)構(gòu)比較表分類集中式分布式開放式單機系統(tǒng)雙機系統(tǒng)主機前置機系統(tǒng)特征無冗余;采用通信控制計算機和人機連接計算機構(gòu)成系統(tǒng),以提高主計算機的工作能力;雙機系統(tǒng)通常由一臺計算機承擔在線功能,另一臺處于熱備用狀態(tài)。前置機承擔處理周期快計算簡單的實時任務,減少計算機的負載使主機做更多復雜的任務;采用標準的接口和介質(zhì),把整個系統(tǒng)按功能解列分布在網(wǎng)絡的各個節(jié)點上,數(shù)據(jù)實現(xiàn)冗余分布,提高了系統(tǒng)的整體性能,降低了對單機的性能要求,提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性,系統(tǒng)的可擴充性增強 采用標準的接口對外互連,逐步實現(xiàn)軟件上的獨立,便于不斷擴展結(jié)構(gòu)和功能;結(jié)構(gòu)的開放性主要體現(xiàn)在分布性、可移植性和互操作性三方面。 不足可靠性低,任何一個關(guān)鍵性的系統(tǒng)元件損壞,都會導致整個主站控制系統(tǒng)停止工作硬件相對復雜硬件和監(jiān)視軟件相對復雜所需要的服務器或工作站數(shù)量取決于如何分配軟件模塊,軟件沒有完全獨立應用通常運用于小系統(tǒng)普遍用于電力系統(tǒng)普遍用于電力系統(tǒng)調(diào)度適合大型軟件系統(tǒng)2. 分析解決電力系統(tǒng)狀態(tài)估計SE問題的技術(shù)方案答:電力系統(tǒng)狀態(tài)、估計是為其他高級功能提供可靠數(shù)據(jù)集,狀態(tài)估計是利用實時測量系統(tǒng)的冗余度來提高精度,估計出系統(tǒng)運行狀態(tài)、冗余度越大、估計值和實際值越接近,盡可能使狀態(tài)變量的估計值和測量值的誤差平方最小,使用加權(quán)最小二乘法列出所需算術(shù)式,對其求導,并使其導數(shù)為零,求的估計值可近似看。3. 分析解決電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析SA問題的技術(shù)方案答:靜態(tài)安全分析是判斷系統(tǒng)發(fā)生預想事故后電壓是否越限和線路是否過負荷的分析,當系統(tǒng)發(fā)生故障后可能會出現(xiàn)系統(tǒng)電壓越限,線路過負荷,系統(tǒng)失去穩(wěn)定等為了便于及時了解所需狀態(tài)量將網(wǎng)絡進行導納短上的化簡進行潮流計算根據(jù)計算所得的結(jié)構(gòu)進行預想事故分析,處理措施,校核越限的實際情況,做出相對應的措施選擇漸而是系統(tǒng)不安全狀態(tài)得到預防控制。4. 簡述電力系統(tǒng)負荷預測的類型
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