电力系统自动化习题 答案

选

择题

1. 同步发电机并列时脉动电压周期为20s ，则滑差角频率允许值ωsy 为（ A ）。

A 、0.1%

B 、0.2%

C 、0.26%

D 、0.52%

2. 同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D ）。

A 、三角波

B 、正弦波

C 、方波

D 、正弦脉动波

3. 下图四个脉动电压波形，最适合并列条件的是（ A ）。

4. 同步发电机励磁系统由（ A ）组成。

A 、励磁调节器、励磁功率单元

B 、同步发电机、励磁调节器

C 、同步发电机、励磁功率单元

D 、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

5. 同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）。

A 、半自动准同期并列和手动准同期并列

B 、准同期并列和自同期并列

C 、全自动准同期并列和手动准同期并列

D 、全自动准同期并列和半自动准同期并列

6. 在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU ，RTU 接到询问后回答的方式属于（ D ）。

A 、主动式通信规约

B 、被动式通信规约

C 、循环式通信规约

D 、问答式通信规约

7. 下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。

A 、交流励磁系统

B 、直流励磁系统

C 、静止励磁系统

D 、自并励系统

8. 某同步发电机的额定有功出力为100MW ，系统频率下降0.5Hz 时，其有功功率增量为20MW ，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C ）。

A 、20

B 、-20

C 、0.05

D 、-0.05

9. 下列关于AGC 和EDC 的频率调整功能描述正确的是（ D ）。

A 、AGC 属于频率一次调整，EDC 属于频率二次调整。

B 、AG

C 属于频率一次调整，EDC 属于频率三次调整。

u s t

A

u s

t

B

u s

t

C

u s

t

D

C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整。

D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。

10.在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（ D ）。

A、有差调频法

B、主导发电机法

C、积差调频法

D、分区调频法

11.电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B ）。

A、静态稳定与动态稳定

B、静态稳定与暂态稳定

C、暂态稳定与动态稳定

D、电磁稳定与暂态稳定

12.电力系统状态估计的正确表述是（ A ）。

A、对SCADA数据库的精加工

B、运行状态估计

C、事故预测

D、负荷预测

13.发电机并列操作最终的执行机构是（ A ）。

A、断路器

B、分段器

C、隔离开关

D、重合器

14.同步发电机励磁控制系统由（ C ）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元

B、同步发电机、励磁调节器

C、同步发电机、励磁调节器、励磁功率单元

D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统

15.电机励磁系统在下列哪种情况下需要进行强行励磁（ D ）。

A、发电机内部故障时

B、升压变压器故障时

C、正常停机时

D、故障快速恢复时

16.同步发电机的励磁调节器由（ A ）三个单元组成。

A、测量比较、综合放大、移相触发

B、测量比较、整定电路、移相触发

C、整形电路、相敏电路、滤波电路

D、整形电路、相敏电路、积分电路

17.直流励磁机励磁系统的优点是（ A ）。

A、控制方便

B、是静止的

C、无接触磨损

D、电压响应速度快

18.当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是（ D ）。

A、从系统吸收有功功率，同时输出无功功率

B、从系统吸收有功功率，同时吸收无功功率

C、向系统输出有功功率，同时输出无功功率

D、向系统输出有功功率，同时吸收无功功率

19.进行预想事故分析时，应采用快速潮流法仿真计算，主要包括（ C ）。

A、直流潮流法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法

B、交流潮流法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法

C、直流潮流法、等值网络法、P-Q分解法

D、交流潮流法、等值网络法、P-Q分解法

20.电力系统发生有功功率缺额时，系统频率将（ C ）。

A、上升

B、不变

C、下降

D、不一定

21.在互联电力系统区内的频率和有功功率控制用的最普遍的调频方法是（ C ）。

A、有差调频法

B、主导发电机法

C、积差调频法

D、分区调频法

22.自动励磁调节器的强励倍数一般取（ D ）。

A、2～2.5

B、2.5～3

C、1.2～1.6

D、1.6～2.0

23.分区调频法负荷变动判断（ B ）。

A、本区域负荷：Δf与ΔPtie同号;外区域负荷：Δf与ΔPtie同号

B、本区域负荷：Δf与ΔPtie同号;外区域负荷：Δf与ΔPtie异号

C、本区域负荷：Δf与ΔPtie异号;外区域负荷：Δf与ΔPtie同号

D、本区域负荷：Δf与ΔPtie异号;外区域负荷：Δf与ΔPtie异号

24.下列关于主导发电机调频描述错误的是（ A ）。

A、属于有差调频

B、主导发电机安装无差调频器

C、其余发电机安装功率分配器

D、稳定运行点满足方程Δf=0

25.下列不属于值班主机的任务是（ A ）。

A、监听次要通道的信息

B、与系统服务器及SCADA工作站通信

C、与各RTU通信，通信规约处理

D、切换装置的动作,设置终端服务器的参数

26.EMS发电计划的功能包括（ B ）。

A、火电计划：水电计划；交换计划；扩建计划

B、火电计划；水电计划；交换计划；检修计划

C、火电计划；核电计划；交换计划；检修计划

D、火电计划；水电计划；调度计划；检修计划

27.电力系统中期负荷预测的时间范围是（ C ）。

A、1小时以内

B、1日到1周

C、1月到1年

D、数年到数十年

28.馈线远方终端FTU 的设备包括（ D ）。

A、路灯、环网柜、短路器

B、柱上、变电所、开闭所

C、路灯、环网柜、开闭所

D、柱上、环网柜、开闭所

29.重合器的特点是（ D ）。

A、比普通断路器价格便宜

B、能开断短路电流，不能单独作为主保护开关

C、不能开断短路电流，不能单独作为主保护开关

D、性能与普通断路器相似，但具有多次重合功能

30.主站与子站间通常采用的通信方案是（ A ）。

A、单模光纤

B、多模光纤

C、自愈式单环

D、自愈式双环

======================概念题======================

1.自同期并列

将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列。

2.准同期并列

将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作为准同期并列。

3.强行励磁

在某些故障情况下，使发电机转子磁场能够迅速增强，达到尽可能高的数值，以补充系统无功功率确额。

4.等微增准则

运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷称为等微增准则。

5.负荷的调节效应

负荷的有功功率随着频率而改变的特性叫作负荷的功率—频率特性，也称负荷的调节效应。

6.频率调差系数

单位发电机有功功率的变化引起的频率增量即为频率调差系数。

7.电压调整

电力系统中使供各用户的电压与额定电压的偏移不超过规定的数值。

8.励磁电压响应比

励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率为励磁电压响应比。

9.二次调频

频率的二次调整是通过调频器反应系统频率变化，调节原动力阀门开度调节转速，使调整结束时频率与额定值偏差很小或趋于零。

10.RTU

远方终端（RTU）是电网监视和控制系统中安装在发电厂或变电站的一种远动装置，检测并传输各终端（发电厂或变电站）的信息，并执行调度中心发给厂、所的命令。

11.码元：每个信号脉冲为一个码元。

12.数码率：每秒传送的码元数。

13.信息速率：系统每秒传送的信息量。

14.误码率：数据传输中错误码元数与总码元数之比。

15.循环式通信规约

由RTU循环不断地向主站传送信息的方式为循环式通信规约。

16.问答式通信规约

由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式为问答式通信规约。

17.超短期负荷预测

1小时以内的负荷预测为超短期负荷预测，适用于质量控制、安全监视、预防控制。

18.短期负荷预测

1日到1周的负荷预测为短期负荷预测，适用于火电分配及水火协调。

19.中期负荷预测

1月到1年的负荷预测为中期负荷预测，适用于机组检修。

20.长期负荷预测

数年到数十年的负荷预测为长期负荷预测，适用于电源发展及网络规划。

********************************填空题********************************

1．同步发电机并列的理想条件表达式为：f G=f X、U G=U X、δe=0。

2．若同步发电机并列的滑差角频率允许值为ωsy =1.5%，则脉动电压周期为 1.33s 。

3．某台装有调速器的同步发电机，额定有功出力为100MW，当其有功功率增量为10MW时，系统频率上升0.25Hz，那么该机组调差系数的标么值为R*= 0.05。

4．同步发电机并网方式有两种：将未加励磁电流的发电机升速至接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值时进行并网操作属于自同期并列；将发电机组加上励磁电流，在并列条件符合时进行并网操作属于准同期并列。

5．采用串联补偿电容器可以补偿输电线路末端电压，设电容器额定电压为U NC=0.6kV，容量为Q NC=20kVar的单相油浸纸制电容器，线路通过的最大电流为I M=120A，线路需补偿的容抗为X C=8.2Ω，则需要并联电容器组数为m=4，串联电容器组数为n=2。

6．系统通信信道包括电力载波通信、光纤通信、微波中继通信和卫星通信三种。

7．系统通信规约可分为两类。由主站询问各RTU，RTU接到主站询问后回答的方式属于问答式规约；由RTU循环不断地向主站传送信息的方式属于循环式规约。

8．能量管理系统中RTU的测量数据有四类，即模拟量、开关量、数字量、脉冲量。

9．常用的无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器、静止无功补偿器。

10.馈线自动化的实现方式有两类，即就地控制、远方控制。

11.同步发电机常见的励磁系统有直流励磁机、交流励磁机、静止励磁系统，现代大型机组采用的是静止励磁系统。

12.励磁系统向同步发电机提供励磁电流形式是直流。

13.电力系统的稳定性问题分为两类，即静态稳定、暂态稳定。

14.电力系统发生有功功率缺额时，必然造成系统频率小于额定值。

15.电力系统负荷增加时，按等微增率原则分配负荷是最经济的。

16.就地控制馈线自动化依靠馈线上安装的重合器和分段器来消除瞬时性故障隔离永久性故障，不需要和控制中心通信。

17.同步发电机励磁系统由励磁调节器和励磁功率单元两部分组成。

18.AGC属于频率的二次调整，EDC属于频率的三次调整。

19.发电机自并励系统无旋转元件，也称静止励磁系统。

20.直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统通常有滑环、电刷，其可靠性不高。

21.采用积差调频法的优点是能够实现负荷在调频机组间按一定比例分配，且可以实现无差调频，其缺点是动态特性不够理想、各调频机组调频不同步，不利于利用调频容量。

22.频率调整通过有功功率控制来实现，属于集中控制；电压调整通过无功功率控制来实现，属于分散控制。

23.远方终端的任务是数据采集、数据通信、执行命令、打印显示等。

24.差错控制对错误信号进行纠正，可分奇校验和偶校验两种校验方式。

25.EMS发电计划的功能包括火电计划、水电计划、交换计划、检修计划。

26.馈线远方终端FTU的设备包括柱上开关、变电所、开闭所。

27.分区调频法负荷变动判断依据是：对本区域负荷Δf与ΔPtie同号；对外区域负荷Δf 与ΔPtie异号。

28.当同步发电机进相运行时，其有功功率和无功功率的特点是向系统输出有功功率、同时吸收无功功率。

29.自动励磁调节器的强励倍数一般取1.6～2.0。

30.重合器与普通断路器的区别是普通断路器只能开断电路，重合器还具有多次重合功能。

简答题

**************************************************************************** 1.... 电力系统频率二次调整有哪几种可以实现无差调节？

电力系统频率二次调整的无差调节：①主导发电机法；②积差调频法（或增加：改进积差调频法）；③分区调频法。

2.... 自动发电控制系统的基本任务？

自动发电控制系统的基本任务：①使全系统发电机输出功率与总负荷功率匹配；②保持系统频率为额定值；③控制区域联络线的交换功率与计划值相等；④在区域网内各发电厂之间进行负荷的经济分配。

3.... 电力系统常用的无功功率电源有哪些？

电力系统常用的无功功率电源：①同步发电机；②同步调相机；③并联电容器；④静止无功补偿器。

4.... 电力系统调度的主要任务。

电力系统调度的主要任务：①保证供电质量的优良；②保证系统运行的经济性；③保证较高的安全水平；④保证提供强有力的事故处理措施。

5.... 远程自动抄表系统的组成部分。

远程自动抄表系统的组成部分：①具有自动抄表功能的电能表；②抄表集中器；③抄表交换机；④中央信息处理机。

6.... 变电所综合自动化系统的基本功能有哪些？

变电所综合自动化系统的基本功能：①监控；②微机保护；③电压无功综合控制；④低频减负荷及备用电源自投控制；⑤通信。

7.... 同步发电机励磁控制系统的基本任务。

同步发电机励磁控制系统的基本任务：①稳定电压；②合理分配无功功率；③提高同发电机并联运行稳定性；改善电力系统运行条件。

8.... 能量管理系统中RTU的测量数据有几类？

能量管理系统中RTU的测量数据：①模拟量；②开关量；③数字量；④脉冲量。9.... 远程自动抄表系统的典型方案。

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；④防止窃电的远程自动抄表系统。

10..变电所综合自动化系统的结构形式有哪些？

变电所综合自动化系统的结构形式：①集中式；②分布集中式；③分散与集中式相结合；

④分散式。

11..同步发电机并列的理想条件是什么？

同步发电机并列的理想条件：f G=f X、U G=U X、δe=0。

12..常用的无功电源包括哪些？

常用的无功电源：①同步发电机；②同步调相机；③并联电容器；④静止无功补偿器。

13..同步发电机的励磁系统有哪几类？

同步发电机的励磁系统：①直流励磁机；②交流励磁机；③静止励磁系统。

14..电力系统远方终端的任务是什么？

远方终端的任务是：①数据采集；②数据通信；③执行命令；④打印显示等。

15..简述直流励磁机励磁系统的优缺点。

直流励磁机励磁系统的优缺点：优点是结构简单；缺点是靠机械整流子换向，有炭刷和整流子等转动接触部件；维护量大，造价高；励磁系统的容量受限制。

16..简述交流励磁机励磁系统的优缺点。

交流励磁机励磁系统的优缺点：优点有励磁系统的容量不受限制；不受电网干扰，可靠性高；无炭粉和铜末引起电机线圈污染，绝缘的寿命较长；缺点有无法对励磁回路进行直接测量；对整流元件等的可靠性要求高。

17..简述静止励磁机励磁系统的优缺点。

静止励磁机励磁系统：优点有结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；无励磁机，缩短机组长度，可减少电厂土建造价；直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度；缺点有保护配合较复杂。

18..简述电力系统的分区分级调度。

电力系统的分区分级调度：①国家调度机构；②跨省、自治区、直辖市调度机构；③省、自治区、直辖市级调度机构；④省辖市级调度机构；⑤县级调度机构。

19..值班前置主机的主要任务是什么？

值班前置主机的主要任务：①与系统服务器及SCADA工作站通信；②与各RTU通信，通信规约处理；③切换装置的动作；④设置终端服务器的参数

20. . 强行励磁的基本作用是什么？

强励的基本作用：①有利于电力系统的稳定运行；②有助于继电保护的正确动作；③有助于缩短短路故障切除后母线电压的恢复时间；④有助于电动机的自启动过程。

=============================计算分析题============================= 1、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''q X 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s t QF 4.0=，它的最大可能误差时间为QF t 的%20±；自动并列装置最大误差时间为s 05.0±；待并发电机允许的冲击电流值为GE h I i 2''max .=。求允许合闸相角差ey δ、允许滑差sy ω与相应的脉动电压周期。

2、同步发电机等值电路如下，试绘制其矢量图。

3、在某电力系统中，与频率无关的负荷占25%，与频率一次方成比例的负荷占40%，与频率二次方成比例的负荷占15%，与频率三次方成比例的负荷占20%。当系统频率由50Hz 下降到48Hz 时，系统KL*值为多少？

4、某电力系统用户总功率为Pfhe=2500MW ，系统最大功率缺额Pqe=800MW ，负荷调节效应系数KL*=1.8。自动减负荷装置接入后，期望恢复频率为ffh=48 Hz 。试计算：

5、AB 两电力系统由联络线相连。已知A 系统Hz MW K GA /800=，Hz MW K LA /50=，

MW P LA 100=?；B 系统Hz MW K Hz MW K LB GB /40,/700==MW P LB 50=?。求在下列情

(1) 残留的频率偏差标幺值Δf fh* (2) 接入减负荷装置的总功率P JH (3) 在图中标出P fhe 及P qe 位置和大小

X d

况下系统频率的变化量△f 和联络线功率的变化量△P ab 。 （1）两系统所有机组都参加一次调频；

（2）A 系统机组参加一次调频，而B 系统机组不参加一次调频； （3）两系统所有机组都不参加一次调频；

6、仍按第5题中已知条件，计算下列情况下的频率变化量△f 和联络线上流过的功率△P ab 。

（1）AB 两系统所有机组都参加一次、二次调频，A 、B 两系统机组都增发MW 50； （2）AB 两系统机组均参加一次调频，A 系统机组参加二次调频，增发MW 60； （3）AB 两系统机组均参加一次调频，B 系统机组参加二次调频，增发MW 60； 7、有n 台发电机组共同承担负荷，它们的耗量特性分别为：

()n k c P b P a F k

k k k k k Λ,2,12=++=

试推导耗量微增率λ与P L 的关系式()L P f =λ以及λ与P k 的关系式()k P f =λ（忽略网络损耗和各机组的功率限额）。

8、如下图所示，变压器参数及负荷功率均为已知数据。变压器高压侧最大负荷时的电压为110kV ，最小负荷时的电压为114kV 。相应负荷母线允许电压范围为6~6.6kV 。试选择变压器分接头。

9、如下图所示，变压器变比为110±2×2.5% /11 kV，励磁支路和线路对地电容均被忽略。送端电压为120 kV 且保持不变，受端电压要求保持为10.5 kV 。采用电容器进行无功功率补偿，试确定其补偿容量。

10、如下图所示的简单系统，各支路有功功率的测量值均已标在图中。忽略线路功率损耗，

求各支路有功功率的最佳估计值。

P5=42

P2=66

P1=90

P4=22

P3=26

P6=50

============================计算分析题答案============================ 1、解：

1）允许合闸相角差ey δ=2arcsin '

'm ax .h i ( '

'q X +Xx )/2x1.8q E "2

=2 arcsin 2x1x(0.128+0.22)/ 2x1.8x2x1.05 =2 arcsin0.09206=10.56（°）=0.184(rad)

2）Δt QF =0.4x0.2=0.08s

Δtc=0.05s

允许滑差sy ω=ey δ/(ΔtQF+Δtc)= 0.184/(0.08+0.05)=1.42 rad/s 3) Ts=2π/sy ω=2π/1.42=4.42s

2、解：同步发电机矢量图

3、解：

4、解：

)

4(1.66804

.08.1104

.025008.18001)

2(04.0502

*

*

***分分MW

f K f P K P P f f f fh L fh fhe L qe JH N fh =?-??-=

?-?-=

==?=?

d

P x I &Q

I

5、解：

⑴ 两系统都参加一次调频时

△f =0.09434 Hz △P ab =-19.8 MW

⑵ A 系统参加一次调频，B 系统不参加一次调频时

△f =0.16854 Hz △P ab =43.26 MW

⑶ 两系统都不参加一次调频时

△f =1.6667 Hz △P ab =-16.6667 MW

6、解：

⑴ 两系统都参加一次、二次调频，两系统都增发50MW 时

△f =0.03145 Hz △P ab =-23.27 MW

⑵ 两系统都参加一次调频，A 系统参加二次调频并增发60MW 时

△f =0.0566 Hz △P ab =8.1132 MW

⑶ 两系统都参加一次调频，B 系统参加二次调频并增发60MW 时

△f =0.0566 Hz △P ab =-51.887 MW

7、解：

由()L P f =λ得：???

?

??+???

? ??=∑∑=-=n

k k k L n k k a

b P a

11

121

λ 由()k P f =λ得：???

? ?

?+

=k

k

k k a b P a 22λ 8、解：

6.653.6)719.2114(25

.1073.6)2(0.610.6)036.6110(25.1073

.625.107)2(64.107)22.10606.109(21

)(2122.1063.66

.6719

.2114)

3(06.1093.66136

.6110719.2114

40

75.212)

3(136.611040

155.230min

2max 21min 1max 112min 2min min 1min 12max 2max max 1max 1min 1min min min max 1max max max <=-?=>=-?===+=+=

=?-=?-==?-=?-==?+?=+=?=?+?=+=?U U U U U U kV

U U U U U kV U U U U U kV

U X Q R P U kV U X Q R P U t t t t N t t N t t T t t T t t 分的分接头

取分分分

9、解：

)2(57.425.1025.1025.1015.101505.10)2(25.1011

25

.10725.107)

2(62.112115

.105.107)

2(5.107120

150

83010120)

2(25.101120150

12301512022'

max 2max 2max

212min 2'

min 21min 1min 11'

min 21max 1max 11'max 2分分的分接头，那么取分分分=??? ??-=???

? ?

?-=====?===?+?-=+-

==?+?-=+-

=k k U U X

U Q k U kV U U U U kV U X Q R P U U kV U X Q R P U U c c C t N t

10、解：

(

)()()()()()

()()()()()()()()()

()()()

(

)()()

)

2(49?42?91?23?26?65?)

1(050??222??222?2?)1(050??226?290??2?)1(022??266?290??2????)

2(50??42??22?26?66?90??50?42?22?26?66?90?)3(?????????6

514

3

2

434244

433323

422322

4

322

4

3

2

4

2

2

4

2

3

2

2

2

3

2

2

6

25242322214

36542321分，，代入数学模型得：，，解以上三式得：分分分求偏导，得：、、上式分别对分分由系统结构可以得到：

=======-++----=??=-++-+-+=??=--+-+-+=??-++--+-+-+-+-+=-+-+-+-+-+-=?????+=+=+=P P P P P P

P P P P P P J P P P P P P J P P P P P P J P P P P P P P P P P P P

P P P P P P J P P P P P P P P P

电力系统自动化实验报告

电力系统自动化报告 学院: 核技术与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 2011060505班 学号: 3201106050504 姓名: ~~~~~~ 指导老师: 顾民 完成时间: 2014年4月30日

电力系统自动化实验报告 实验一发电机组的启动与运转实验 一、实验目的: 1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。 二、原理说明: 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 THLZD-2型电力系统综合自动化实验台输电线路的具体结构如下图所示： 调速系统的原理结构图：

励磁系统的原理结构示意图 三、 实验内容与步骤： 1．发电机组起励建压

接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 ⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。 ⑶按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。 ⑷按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。 ⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm 时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。 ⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下： ①手动起励建压 1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动 调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。 2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。 3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

电力系统自动化技术专业介绍

电力系统自动化技术专业介绍 电力系统自动化是电力系统一直以来力求的发展方向，它包括：发电控制的自动化（AGC已经实现，尚需发展），电力调度的自动化（具有在线潮流监视，故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化，现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站，实现更好的无人值班，DTS即调度员培训仿真系统为调度员学习提供了方便），配电自动化(DAS已经实现，尚待发展)。 电力系统自动化automation of power systems 对电能生产、传输和管理实现自动控制、自动调度和自动化管理。电力系统是一个地域分布辽阔，由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护，网络信息的自动传输，系统生产的自动调度，以及企业的自动化经济管理等。电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量（频率和电压），保证系统运行的安全可靠，提高经济效益和管理效能。 发展过程20世纪50年代以前，电力系统容量在几百万千瓦左右，单机容量不超过10万千瓦，电力系统自动化多限于单项自动装置，且以安全保护和过程自动调节为主。例如：电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50～60年代，电力系统规模发展到上千万千瓦，单机容量超过20万千瓦，并形成区域联网，在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置，并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70～80年代，以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统(SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动起停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。

(完整版)电力系统自动化的发展趋势和前景

目前电力系统市场发展中的自动控制技术趋向于控制策略的日益优化，呈现出适应性强、协调控制完善、智能优势明显、区域分布日益平衡的发展趋势。在设计层面电力自动化系统更注重对多机模型的问题处理，且广泛借助现代控制理论及工具实现综合高效的控制。在实践控制手段的运用中合理引入了大量的计算机、电子器件及远程通信应用技术。而在研究人员的组合构建中电力企业本着精益求精、综合适用的原则强调基于多功能人才的联合作战模式。在整体电力系统中，其工作方式由原有的开环监测合理向闭环控制不断发展，且实现了由高电压等级主体向低电压丰富扩展的安全、合理性过度，例如从能量管理系统向配电管理系统合理转变等。再者电力系统自动化实现了由单个元件到部分甚至全系统区域的广泛发展，例如实现了全过程的监测控制及综合数据采集发展、区域电力系统的稳定控制发展等。相应的其单一功能也实现了向多元化、一体化综合功能的发展，例如综合变电站实现了自动化发展与提升。系统中富含的装置性功能更是向着灵活、快速及数字化的方向发展;系统继电保护技术实现了全面更新及优势发展等。依据以上创新发展趋势电力系统自动化市场的发展目标更加趋于优化、协调与智能的发展，令潮流及励磁控制成为市场新一轮的发展研究目标。因此我们只有在实践发展中不仅提升系统的安全运行性、经济合理性、高效科学性，同时还应注重向自动化服务及管理的合理转变，引入诸如管理信息系统等高效自动化服务控制体系，才能最终令电力系统自动化市场的科学发展之路走的更远。 电力系统自动化市场科学发展前景 经过了数十年的研究发展，我国先进的计算机管理技术、通信及控制技术实现了跨越式提升，而新时期电力系统则毋庸置疑的成为集计算机、通信、控制与电力设备、电力电子为一体的综合自动化控制系统，其应用内涵不断扩充、发展外延继续扩展，令电力系统自动化市场中包含的信息处理量越来越庞大、综合因素越来越复杂，可观、可测的在数据范围越来越广阔，能够合理实施闭环控制、实现良好效果的控制对象则越来越丰富。由此不难看出电力系统自动化市场已摒弃了传统的单一式、滞后式、人工式管理模式，而全面实现了变电站及保护的自动化发展市场、调度自动化市场、配电自动化市场及综合的电力市场。在变电站及保护的自动化市场发展中，我国的500千伏变电站的控制与运行已经全面实现了计算机化综合管理，而220千瓦变电站则科学实现了无人值班看守的自动化控制。当然我国众多变配电站的自动化控制程度普及还相对偏低，同时新一轮变电站自动化控制系统标准的广泛推行及应用尚处在初级阶段，因此在未来的发展中我们还应继续强化自动化控制理念的科学引入，树立中小变电站的自动化控制观念、提升大型变电站的自动化控制水平，从而继续巩固电力自动化系统在整体市场中占据的排头兵位置，令其持之以恒的实现全面自动化发展。 电力调度及配电自动化市场的前景发展 随着我国电力系统自动化市场的不断发展电力调度自动化的市场规模将继续上升，省网及地方调度的自动化普及率将提升至近一半的比例，且市场需求将不断扩充。电力调度系统

电力系统自动化作业非常详细

电力系统自动化期末作业 题目：带励磁系统的自动发电控制（AGC）学号： P091812925 姓名：谢海波 同组人：马宁、马超、李维、谢海波、杨天曾专业班级： 09级电气工程及其自动化3班 学院：电气工程学院 指导教师：杨晶显老师

目录 目录 (1) 1 概述 (2) 1.1课题背景 (3) 1.2带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制示意图 (3) 2 发动机调速系统 (4) 2.1发电机模型 (4) 2.2负荷模型 (5) 2.3原动机模型 (6) 2.4调速器模型 (6) 3 发电机励磁系统 (7) 3.1励磁调节器的工作原理 (7) 3.2励磁方式 (7) 3.3励磁机的作用 (8) 4 励磁系统的自动发电控制（AGC） (8) 5 仿真结果分析 (12) 6 总结 (13) 参考文献 (13)

带励磁系统的自动发电控制（AGC） 摘要：随着电力系统自动化的高度发展，现代电网已发展成为在电力市场机制的基础上多控制区域的互联系统，自动发电控制(AGC)作为互联电网实现功率和频率控制的主要手段，其控制效果直接影响着电网品质。因此，跨大区互联电网通过什么样的标准对其控制质量进行评价，电网AGC采用什么样的控制方法是近年来调度自动化关注的一个热点问题。本论文紧紧围绕这一具有重要现实意义的课题展开了研究和讨论，介绍了带励磁系统的自动发电控制电网AGC技术的实现与发展，带励磁系统的同步发电机LFC和AVR控制方案，发电机的调速系统模型的基本组成及其设计和控制策略。最后通过一个孤立发电站的组合仿真框图及其技术参数，搭建混合SIMULINK仿真框图进行仿真，当励磁系统参数变化时求出其频率偏差和机端电压响应，通过仿真结果来分析频率控制和电压控制的关系。 关键词：励磁系统，自动发电控制，电力系统，频率，电压 1 概述 自动发电控制(Automatic Generation Control)简称AGC，作为现代电网控制的一项基本功能，它是通过控制发电机有功出力来跟踪电力系统的负荷变化，从而维持频率等于额定值，同时满足互联电力系统间按计划要求交换功率的一种控制技术。它的投入将提高电网频率质量，提高经济效益和管理水平。自动发电控制技术在“当今世界已是普遍应用的成熟技术，是一项综合技术”。自动发电控制在我国的研究和开发虽然起步较早，但真正在电网运行中发挥效能，还是在最近几年。原来我国几个主要电力系统都曾试验过自动频率调整(AFC)，而直到改革开放以后，自动发电控制却还未能全部正常运行。近些年来，随着我国经济的高速发展，对安全、可靠、优质和经济运行，各大区电网都对频率的调整非常重视，并实行了严格的考核。为实现这一目标，全国各大电网均不同程度地采用了AGC技术。随着计算机技术、自动控制理论、网络通讯等技术的发展，电厂、电网自动化运行水平的不断提高，自动发电控制逐步得到广泛的应用。现代的AGC是一个闭环反馈控制系统，主要由两大部分构成，如图1-1所示：（1）负荷分配器：根据测得的发电机实际出力、频率偏差和其它有关信号，按一定的调节准则分配各机组应承担的机组有功出力设定值。该部分为传统的电网调度功能实现。 （2）机组控制器：根据负荷分配器设定的有功出力，使机组在额定频率下的实发功率与设定有功出力相一致。电厂具备AGC功能时该部分由机组协调控制系统CCS自动实现。

浅谈电力系统自动化

浅谈电力系统自动化 “安全、可靠、经济、优质”的电能供应是现代社会对电力事业的要求,自动化的电力系统成为现代社会的发展趋势,而且电力系统自动化技术也不断地从低级到高级,从局部到整体。本文试对电力系统自动化发展趋势及新技术的应用作简要阐述。 标签：电力系统自动化探讨 1 电力系统自动化总的发展趋势 1.1 当今电力系统的自动控制技术正趋向于: ①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 1.2 整个电力系统自动化的发展则趋向于: ①由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。②由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。③由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 2 具有变革性重要影响的三项新技术 2.1 电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:

电力系统自动化 第三版(王葵、孙莹编)的复习资料汇总

电力系统自动化复习题 一判断： 1所谓互操作是指，同一厂家或者不同厂家的两个或多个智能电子设备具有交换信息并使用这些信息进行正确协同操作的能力。（） 2在IEC 61850标准中规定，只有逻辑节点不能交换数据。（） 3间隔层设备包括电子式电流、电压互感器、开关设备的智能单元。（） 4 变压器分接头调压本质上是不改变无功功率分布，以全系统无功功率电源充足为基本条件。（） 5运行规程要求电力系统的频率不能长时期的运行在49.5～49Hz以下；事故情 况下不能较长时间的停留在47Hz以下，瞬时值则不能低于45Hz。（） 6按各发电设备耗量微增率不相等的原则分配负荷最经济，即等耗量微增率原则。 （） 7对于由发电机直接供电的小系统，供电线路不长，可采用发电机直接控制电 压方式。 （） 8配电远方终端很少安装在电线杆上、马路边的环网柜内等环境非常恶劣的户外。（） 9主导发电机法调频，调频过程较快，最终不存在频率偏差。（） 10 正调差系数，有利于维持稳定运行。 11传统变电所中，采用强电电缆在一次设备和二次设备之间传输控制和模拟量信号，电缆利用率高。（） 12分段器可开断负荷电流、关合短路电流，不能开断短路电流，因此可以单独作为主保护开关使用。（） 13配电管理系统主要针对配电和用电系统，用于10KV以上的电网；（） 14 大量传输无功会导致小的功率损耗和电压损耗。（） 15 正调差系数，（有利）于维持稳定运行。（）答案： 1答：正确 2答：错，改为能 3答：错，改为过程层 4 答：错，改为改变 5答：正确 6答：错改为相等 7答：正确 8答：错改为大多

9答：错改为慢 10 答：正确 11 答：错改为低 12 答：错改为不能 13 答：错改为以下 14 答：错改为大 15 答：正确 二填空 1 由于并列操作为正常运行操作，冲击电流最大瞬时值限制在（）倍额定电流以下为宜。 2 准同期并列并列装置分为合闸控制单元和（）控制单元及压差控制单元。 3当系统发生故障时，迅速增大励磁电流，可以改善电网的电压水平及（）性。 4发电机空载电势决定于励磁电流，改变（）电流就可影响同步发电机在电 力系统中的运行特性。 5对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器（）失灵区。 6 提高励磁系统的强励能力，即提高电压（）倍数和电压上升速度，被认为是提供电力系统暂态稳定性最经济、最有效的手段之一。 7直流励磁机大多与发电机同轴，它是靠（）来建立电压的；按励磁机励磁绕组供电方式的不同，又可分为（）式和他励式两种。 8由于要求励磁系统响应速度很快，所以现在用作大型机组的交流励磁机系统一般都采用他励的方式；有交流主励磁机也有交流（）励磁机，其频率都大于 50Hz，一般主励磁机为100Hz或更高。 9在有滑差的情况下，将机组投入电网，需要经过一段加速的过程，才能使机组与系统在频率上（）。加速或减速力矩会对机组造成冲击。显然，滑差（），并列时的冲击就越大，因而应该严格限制并列时的允许滑差。 10 准同期并列并列装置分为合闸控制单元和频差控制单元及（）控制单元。 11 励磁系统是与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路，励磁系统一般由（）单元和励磁调节器两个部分组成。 12电力系统在正常运行时，可以通过控制励磁电流来控制电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的（）。 13励磁自动控制系统可以通过调节发电机励磁以（）短路电流，使继电保护正确工作。 14励磁顶值电压是励磁功率单元在强行励磁时，可能提供的最高输出电压值，该值与额定工况下励磁电压之比称为（）倍数。

电力系统自动化习题及答案..

第一章发电机的自动并列习题 1、同步发电机并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网 效果上有何特点？ 分类:准同期,自同期 程序：准：在待并发电机加励磁，调节其参数使之参数符合并网 条件，并入电网。 自：不在待并电机加励磁，当转速接近同步转速，并列断 路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。 特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影 响最小 自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收 无功，导致系统电压短时下降。 2、同步发电机准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是 多少？ 理想条件：实际条件（待并发电机与系统）幅值相等：电压差不能超过额定电压的510% 频率相等：ωωX 频率差不超过额定的0.20.5% 相角相等：δ0（δδX）相位差接近，误差不大于5° 3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发电机分别 有何影响？ 幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发电机定子绕组产

生作用力。 频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2之间。这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变 化的电压成为拍振电压。它产生的拍振电流也时大时小 变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小 变化，使发电机振动。频率差大时，无法拉入同步。 4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？ 5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？ 6、线性整步电压形成电路由几部分组成？各部分的作用是什么？根据电网电压和发电机端电压波形绘制出各部分对应的波形图。 书上第13页，图1-12 组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成 作用：整形电路：是将和的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列 方波，其幅值与和无关。 相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。 滤波电路：有低通滤波器和射极跟随器组成，为获得线性整步电 压和的线性相关，采用滤波器使波形平滑 7、简述合闸条件的计算过程。 1：计算，如果≤转 2；否则调整G来改变

电力系统自动化-实验一 自动准同期并网实验

实验一自动准同期并网实验 1.本次实验的目的和要求 1）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小的数值，更有利于平稳地进行并列。 图1 自动准同期并列装置的原理框图 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。

“自动合闸”：投入。 3）在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项（导前时间整定、允许频差、允许压差）分别按表1，2，3修改。 注：QF0合闸时间整定继电器设置为t d-（40～60ms）。t d为微机准同期装置的导前时间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四（微机准同期装置使用说明）、实验三（压差、频差和相差闭锁与整定）等实验内容。 ⑵操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V，n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 4）发电机组的解列和停机。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生解决实际问题的能力。 6.考核要求

电力系统自动化

计算题。（1题2分 2-8每题3分，9-10每题6分，共35分） 1.某地区2007年被调度部门确认的事故遥信年动作总次数为120次，拒动1次，误动1次，求地区2007年事故遥信年动作正确率为多少？（答案小数点后保留两位） 解：2007年事故遥信年动作正确次数：120－（1＋1）＝118 Ayx＝118/120=98.33% 2.一条10KV配电线路的二次电压为100V，二次电流为3A，功率因数为0.8，三相电压对称，三相负荷平衡，其中电压变比为10000/100，电流变比为300/5，试计算测得的二次功率，并计算其折算到一次侧的功率。 解:二次功率P2= 1.732UICOSφ=1.732×100×3×0.8≈415.68(W) 一次功率P1=415.68×(10000÷100)×(300÷5)=2494080(W)≈ 2.49(MW) 3.一台UPS主机为10kVA，问要达到10kVA4h的配置要求，约需要配置多少节12V100Ah的蓄电池？ 解:1)UPS主机要求配置的总VAh数为：10kV A×4h=40kV Ah=40000V Ah；2)每节电池的V Ah数为：12V×100Ah=1200V Ah； 3）需要的电池节数：40000÷1200=33.33节，约需34节。 4.某一线路的TA变比为300/5，当功率源中的电流源输入变送器的电流为4A时，调度端监控系统显示数值为多少这一路遥测才为合格（综合误差＜1.5％） 由综合误差＜1.5％知300A×1.5%＝4.5A 所以，在标准值为±4.5A之内均为合格。又因输入4A，工程量标准值为 300/5 ×4＝240（A） 240＋4.5＝244.5（A) 240－4.5＝235.5（A）监控系统显示电流值大于235.5A，小于244.5A均为合格。 5.某调度自动化系统包括10个厂站，9月12日发生3站远动通道故障各3小时，9月20日发生1站RTU故障4小时，现求出该系统本月远动系统月运行率、远动装置月可用率和调度日报月合格率。（小数后保留2位） 远动系统月运行率：（10×30×24－3×3－4）/10×30×24×100%=99.82%；远动装置月可用率：（10×30×24－4）/10×30×24×100%=99.94%；调度日报月合格率（10×30－4）/10

电力系统自动化完整版

1. 同步发电机组并列时遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不宜超过 1~2 倍的额定电流（ 2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 9. 同步发电机的并列方法：准同期并列，自同期并列。设待并发电机组 G 已经加上了 励磁电流，其端电压为 UG,调节待并发电机组 UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，成为准同期并列。 10. 发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。 11. 自同期并列：未加励磁电流的发电机组 12. 脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息，即电压幅值差、频率差和合闸相角差。但 是，在实际装置中却不能利用它检测并列条件，原因是它的幅值与发电机电压及系统电压有关。 13. 励磁自动控制系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。 14. 同步发电机励磁控制系统的任务：（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。 15. 为了便于研究，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。静态稳定是指电力 系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来运行状态的能力。 16. 对励磁系统的基本要求：（一）对励磁调节器的要求：O 1具有较小的时间常数，能 迅速响应输入信息的变化；② 系统正常运行时，励磁调节器应能反应 发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平；O 3励磁调节器应能合理分 配机组的无功功率；④ 对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运 行，要求励磁调节器没有失灵区；◎励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。（二）对励磁功率单元要求： ①要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量；② 具有足够的励磁顶值 电压和电压上升速度。 17. 同步发电机励磁系统分类：直流励磁机励磁系统：①自励②他励；交流励磁机励磁 系统①他励交流励磁机励磁系统②无刷励磁系统；静止励磁系统 18. 励磁调节器的主要功能有二：①保持发电机的端电压不变；②保持并联机组间无功电 流的合理分配。 19. 励磁调节器的型式很多，但自动控制系统核心部分相似。基本控制由测量比较、综 合放大、移相触发单元组成。测量比较单元的作用是测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号。综合放大单元是沟通测量比较单元及调差单元与移相触发单元的一个中间单元，来自测量比较单元及调差单元的电压信号在综合放大单元与励磁限制、稳定控制及反馈补偿等其他辅助调节信号加以综合放大，用来得到满足移相触发单元相位控制所需的控制电压。移相触发单元是励磁调节器的输出单元，根 据综合放大单元送来的综合控制信号U SM的变化，产生触发脉冲，用以触发

电力系统自动化第一次作业

1、分析自动调节励磁系统对发电机静态稳定的提高 答： 1. 无旋转部件，结构简单，轴系短，稳定性好； 2. 励磁变压器的二次电压和容量可以根据电力系统稳定的要求而单独设计。 3. 响应速度快，调节性能好，有利于提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性。 自并励静止励磁系统的主要缺点是： 它的电压调节通道容易产生负阻尼作用，导致电力系统低频振荡的发生，降低了电力系统的动态稳定性。 通过引入附加励磁控制（即采用电力系统稳定器--PSS）, 完全可以克服这一缺点。电力系统稳定器的正阻尼作用完全可以超过电压调节通道的负阻尼作用，从而提高电力系统的动态稳定性。这点，已经为国内外电力系统的实践所证明。 2、分析自动调节励磁系统对发电机暂态稳定的提高。 答1、提高励磁系统强励倍数可以提高电力系统暂态稳定。 2、励磁系统顶值电压响应比越大，励磁系统输出电压达到顶值的时间越短，对提高暂态稳定越有利。 3、充分利用励磁系统强励倍数，也是发挥励磁系统改善暂态稳定作用的一个重要因素。 分析证明，励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系

统机电振荡阻尼变弱（甚至变负）的最重要的原因之一。在一定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用，在维持发电机电压恒定的同时，将产生负的阻尼作用。 许多研究表明，在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强。因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定的要求是不兼容的。 解决这个不兼容性的办法有： 1、放弃调压精度要求，减少励磁控制系统的开环增益。这对静态稳定性和暂态稳定性均有不利的影响，是不可取的。 2、电压调节通道中，增加一个动态增益衰减环节。这种方法可以达到既保持电压调节精度，又可减少电压调压通道的负阻尼作用的两个目的。但是，这个环节使励磁电压响应比减少，不利于暂态稳定，也是不可取的。 3、在励磁控制系统中，增加附加励磁控制通道，即电力系统稳定器PSS。 电力系统稳定器即PSS是使用最广、最简单而有效的附加励磁控制。

电力系统自动化-实验一自动准同期并网实验

1.本次实验的目的和要求 1 ）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小 的数值，更有利于平稳地进行并列。 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置; 将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。 微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm ；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2 ）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则 进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。 实验自动准同期并网实验 图1自动准同期并列装置的原理框图

“自动合闸”：投入。 3)在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项(导前时间整定、允许频差、允许压差)分别按表1，2，3修改。 注：QFO合闸时间整定继电器设置为t d- (40?60ms )。t d为微机准同期装置的导前时 间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四(微机准同期装置使用说明) 、实验三(压差、频差和相差闭锁与整定)等实验内容。 ⑵ 操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V , n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转 灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应 点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注 意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生 解决实际问题的能力。 6.考核要求学生根据实验要求和步骤完成实验任务，按照实验报告的要求和格式按成实验报

电力系统自动化发展趋势及新技术的应用

[摘要]现代社会对电能供应的“安全、可靠、经济、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体发展,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化发展应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如MIS(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(Computer)、控制(Control)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(Power System Equiqments and Power Electronics)的统一体,简称为“CCCP”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的ASVG(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.FACTS和DFACTS (1)FACTS概念的提出

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1.同步发电机组并列时遵循的原则：（1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可 能的小，其瞬时最大值一般不宜超过1~2倍的额定电流（2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。 2.同步发电机的并列方法：准同期并列，自同期并列。设待并发电机组G已经 加上了励磁电流，其端电压为UG，调节待并发电机组UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作，成为准同期并列。 3.发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。 4.自同期并列：未加励磁电流的发电机组 5.脉动电压含有同期合闸所需要的所有信息，即电压幅值差、频率差和合闸相 角差。但是，在实际装置中却不能利用它检测并列条件，原因是它的幅值与发电机电压及系统电压有关。 6.励磁自动控制系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈 控制系统。 7.同步发电机励磁控制系统的任务：（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。 8.为了便于研究，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。静态稳定是 指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。 暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来运行状态的能力。 9.对励磁系统的基本要求：（一）对励磁调节器的要求：○1具有较小的时间常 数，能迅速响应输入信息的变化；○2系统正常运行时，励磁调节器应能反应发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平；○3励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；○4对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区；○5励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。（二）对励磁功率单元要求：○1要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量；○2 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。 10.同步发电机励磁系统分类：直流励磁机励磁系统：①自励②他励；交流励磁 机励磁系统①他励交流励磁机励磁系统②无刷励磁系统；静止励磁系统11.励磁调节器的主要功能有二：①保持发电机的端电压不变；②保持并联机组 间无功电流的合理分配。 12.励磁调节器的型式很多，但自动控制系统核心部分相似。基本控制由测量比 较、综合放大、移相触发单元组成。测量比较单元的作用是测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号。综合放大单元是沟通测量比较单元及调差单元与移相触发单元的一个中间单元，来自测量比较单元及调差单元的电压信号在综合放大单元与励磁限制、稳定控制及反馈补偿等其他辅助调节信号加以综合放大，用来得到满足移相触发

《电力系统自动化》3参考答案

电力系统自动化（c 参考答案 一．填空 1．发电机准同期并列的实际条件为（1） 相角差在5o 以内，（2）压差在5％～10％（3） 频差在0.2～0.5％内 。如果发电机并列时满足理想准同期条件，即合闸瞬间，发电机电压和系统电压 幅值相等 、 频率相等 、 相角差为零 ，则不会产生冲击电流。 2．自动准同期装置主要由 合闸单元 、 调频单元 、 调压单元 和电源组成。 3．并联运行机组间无功负荷的合理分配取决于 发电机外特性 。可以利用自动调压器的 调 差 接线达到这一目的。 4．理想灭磁过程要求发电机转子电压 保持最大值不变 ，放电电流 直线下降 。 5．自励式励磁机比他励式励磁机时间常数 大 。 二、同步发电机并列操作可以采用哪两种方法？并简述其特点和适用场合。 答：同步发电机并列操作方法：准同期并列操作、自同期并列操作。 自动准同期并列特点：并列时冲击电流小，不会引起系统电压大幅降低；并列过程中需要对发电机电压、频率进行调整，并列时间较长且操作复杂。适用场合：适用于正常情况下发电机并列。 特点:自同期并列过程中不存在调整发电机电压、频率问题，并列时间短且操作简单，在系统频率和电压降低的情况下，仍有可能实现发电机并列；容易实现自动化；冲击电流大。适用于在电力系统故障情况下的某些发电机的紧急并列。 三、画出自动准同期并列装置组成框图。 四、画出他励交流励磁机励磁系统原理接线图。 增速减速降压合闸 升压

五、综述电力系统电压控制的意义。 答：（1）维持一定电压，是电力系统功率传输的必要条件； （2）维持电压在一定范围内，是电能质量的重要指标； （3）设备只有在额定电压下运行才能取得最佳的工作效率； （4）当电压偏离额定值较大时，会对威胁到用电设备正常运行，影响产品的质量和产量；甚至引起电力系统电压崩溃，造成大面积停电。 六、基于公式分析无功不能远距离大容量传输的原因。 (cos sin )?s r r r r r U j U S U I U jX δδ--=?=?- 受端接收到的无功功率为： (cos ) r s r r U U U Q X δ-= 上式表明，如果给受端传输无功功率，必须cos 0s r U U δ->。在电力系统运行中，远距离大容量传输功率会导致线路两侧相角差变大，相角差大到一定程度会导致cos 0s r U U δ-<，也即无法传输无 功。例如在最有利于无功传输时： 1.05,0.95s r U U ==（正常运行时通常要求母线电压在0.95~1.05p.u.之间），此时如果受端能够接收到无功，要求1.05cos 0.950δ?->，也即 U ∠s U δ∠r

电力系统自动化习题及答案word版本

1、电力系统自动化的发展经过了那几个阶段？ （一）单一功能自动化阶段 （二）综合自动化阶段：特点是用一套自动化系统或装置来完成以往两套或多套分离的自动化系统或装置所完成的工作。 1．电能的生产有哪些主要特点？对电力系统运行的总体要求要求是什么？ （1）1，结构复杂而庞大，2，电能不能储存，3，暂态过程非常迅速，4，特别重要 （2）安全，可靠，优质，经济，环保 2．电力系统有哪些运行状态？它们的主要特征是什么？ 正常状态：满足等式和不等式约束，主要进行经济调度。 警戒状态：满足等式和不等式约束，但接近不等式约束上下限，主要进行预防性控制。 紧急状态：满足等式约束，不满足不等式约束，进行紧急控制。 系统崩溃：等式不等式约束均不满足，切机、切负荷、解列等控制，尽量挽救已经解列的各个子系统。 恢复状态：满足等式和不等式约束，采取预恢复控制措施，如并列、带负荷等控制，恢复对用户的供电。 3．电力系统自动化包括哪些主要内容？ 第二章习题、思考题 1、电力系统调度自动化是如何实现的？ 1，采集电力系统信息并将其传送到调度所；2，对远动装置传送的信息进行实时处理；3，做出调度决策；4，将调度决策送到电力系统区执行；5，人机联系 2、电力系统采用什么调度方式？ 集中调度控制和分层调度控制 2．电网调度自动化系统的基本构成包括哪些主要的子系统？试给出其示意图。 （1）电力系统，远动系统，调度计算机和人机联系设备 （2） 3．电网调度自动化系统主要有哪些信息传输通道（信道）？ 1，远动与载波通道复用电力载波通道，2，无线信道，3，光纤通信，4，架空明线或电缆传输远动通信4．电力系统常采用什么调度方式？分层调度有何主要优点？我国电网调度目前分为哪些层次？ （1）分层调度控制：就是把全电力系统的监视控制任务分配给属于不同层次的调度中心，下一层调度完成本层次的调度控制任务外，还接受上一级调度组织的调度命令并向上层调度传递所需信息。 （2）优点：便于协调调度控制，提高系统可靠性，改善系统响应 （3）分为国家级，大区级，省级，地区级，县级