西华大学电力系统自动化复习题
西华大学电力系统自动化复习题
并列运行:在一个电力系统中，如果各发电机转子都以相同的电角速度运转，或各发电机转子间的相对电角度不超过允许值的运行方式。并列操作分为准同期并列和自同期并列两种。自同期并列将一台未加励磁电流的发电机升速到接近于系统频率，在滑差角频率不超过允许值、且加速度小于给定值的条件下，首先合上并列断路器，接着再立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电流，在发电机电势逐渐增大的过程中由系统将发电机拉入同步运行。自同期并列适用的情况:在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，将备用机组投入电网运行。
准同期并列: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，称为准同期并列。准同期并列适用情况:在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行。进行自动准同期并列应该满足的条件:(1)待并发电机频率与母线频率相等，即滑差为零。(2)断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与母线电压间的瞬时相角差为零，即角差为零。(3)待并发电机电压与母线电压的幅值相等，即压差为零。
自动准同期装置的功能:1、压差和滑差满足，提前(恒定越前时间)发合闸命令2、当滑差、压差不合格时，能自动对待并发电机均频、均压
，Ut恒定越前时间: 装置中所取提前量是某一恒定时间信号，即在脉动电压
到达=0之前的发,xYJ
tt出合闸信号。一般等于断路器的合闸时间 . QFYJ
数值角差: 在有滑差的情况下，母线电压与发电机电压之间的相角差不为常数，而是时间t的函,
,(t),,t，,数，即 s0
线性整步电压:其幅值在一个周期内与角差分段按比例变化的电压。其物理意义:线性整步电压一般称三角形波形，与角差之间是分段的线性反比关系，而与同期电压的幅值无关。
(模拟式装置)线性整步电压对滑差检查:两个施密特触发器翻转时间的比较，即相角电
T,T,T,,,t,ts1s2s3d,m2d2平检测器先于时间检测器翻转，表示滑差合格。
,2 (微机装置)滑差检测原理图:S3合格，允许并列运行，最大允许误差并列角。
3,,,(微分预报)或,,,(积分预报)T,T,T,,,i2i2s1s2s3d,m22 ，则滑差合格。
压差检测:(微机)用整流滤波方
法，将Us~和Ug~转换成直流电压，
用模-数转换芯片变成数值，送入微
机比较程序。(模拟同期装置)电
压差检查(电压测量回路和比较器
组成)。
【3】微机自动准同期装置的合闸原理,(第1章PPT 31页)模拟式自动准同期装置的合闸原理,(第1章PPT 34页)了解框图。
【4】发电机同期操作实验的注意事项,解列的步骤,数据分析。
答:一、同期并列操作应注意:
(1) 并列操作是一项十分重要的操作，操作时应熟练操作方法，了解同期回路接线情况。在操作中注意力应高度集中，头脑冷静，不可操之过急，但有必须善于抓住每一个可能的机会，使操作顺利进行。(2) 同步表投入时间不应超过15min。
(3)当同步表转动过快、跳动或停在“12”点钟不动以及其它无规律地转动时，均禁止合闸操作。(4) 采用ZZQ-3A自动准同期装置进行并列操作，必须先将装置切换开关切至“试验”位置，观察装置信号灯与同期表S指示一致，装置正常后，方可投入ZZQ-3A自动准同期装置。(5)若调速系统很不稳定，不能采用自动准同期进行并列。二、一般发电机解列步骤如下:1、发电机有功降至零;2、发电机无功降至最小;3、发电机主变压器中性点刀闸必须投入
【5】什么是同步发电机的励磁电流,同步发电机励磁控制系统的任务有哪些,对励磁系统的基本要求有哪些,
同步发电机的励磁电流:产生直流磁场的直流电流，又称转子电流。
同步发电机:在一个直流磁场中将旋转的机械功率转换成三相交流电功率的机械设备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可靠性;4、改善电力系统的运行条件;a改善异步电机的自启动条件b为发电机异步运行创造条件c提高继电保护装置工作的正确性5、水轮发电机组要求强行减磁。对励磁系统的基本要求有1有足够的调整容量2有很快的响应速度;3有很高的运行可靠性。【6】同步发电机励磁系统的分类，及各类的结构和运行特点,
分类:为三大类，第一大类是直流励磁机系统1自励直流励磁机系统2他励直流励磁机系统特点:直流励磁机一般斗鱼发电机处在同一根机械传动主轴上，由同一原动机带动。比起无励磁机系统来，直流励磁机系统耗费的厂用电大大减少。但是直流励磁机由于存在整流环，功率过大时制造有一定困难。
第二大类是交流励磁机系统，(一)他励交流励磁机系统:1、他励静止硅整流励磁系统，其特点:(1)交流励磁机系统和副励磁机与发电机同轴，是独立的励磁电源，不受电网干扰，可靠性高;(2)交流励磁机时间常数大;(3)同轴交流励磁机、副励磁机，加长了发电机的主轴长度，使厂房长度加长，造价较高;(4)仍有转动部分;(5)一但副励磁机或自励恒压调节器发生故障，均可导致发电机组失磁。采用永磁发电机作为副励磁机;2、他励旋转硅整流励磁系统(无刷励磁)，其特点:(1)无炭刷和滑环，维护工作量小。(2)供电可靠性高。(3)励磁响应速度慢，叠片结构，增加顶值电压，引入转子电压深度负反馈。(4)转子回路中不能接入灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测。(5)要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。(6)因为没有接触部件的磨损，也就没有炭粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故电机的绝缘寿命较长;(二)自励交流励磁机系统:特点1、自励交流励磁机静止可控硅整流器励磁系统，时间常数很小，励磁机的容量较大2、自励交流励磁机静止硅整流器励磁系统，响应速度较慢; 第三类是静止励磁系统。优点:1、励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高;2、不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，减小基建投资;3、直接用晶闸管控制转子电压，可获得很快的励磁电压响应速度，可近似认为具有阶跃函数那样的响应速度;4、由发电机端取得励磁能量。静止励磁系统输出的励磁电压与机组转速成正比，而同轴励磁机励磁系统输出的励磁电压与转速的平方成正比。这样，当机组甩负荷时静止励磁机组的过电压低。主要缺
点:是在发电机近端短路而切除时间又较长的情况，缺乏足够的强行励磁能力，对电力系统稳定的影响不如其他励磁方式有利。
【7】在事故情况下，励磁系统中转子磁场的建立有哪两个重要指标,强励作用的定义,转子回路的灭磁原理，理想灭磁的原理和快速灭磁开关的原理,交流系统的灭磁原理, 转子磁场的建立两个重要指标:强励顶值和电压响应比。强励顶值(Ceiling voltage):转子励磁电压的最大值。电压响应比(voltage response time):磁场建立的速度。
强励作用:当系统发生短路故障时，有关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发电机的转子回路送出远较正常额定值多的励磁电流，即向系统输送尽可能多的无功功率，以利系统的安全运行，励磁系统的这种功能就称为强励作用。强励作用有助于继电保护的正确动作，特别有益于故障消除后用户电动机的自启动过程，缩短电力系统恢复到正常运行的时间。继电强行励磁:用闭合有关继电器触电的方法，使励磁机的端电压以最快的速度升到其顶值，称为继电强行励磁
转子回路的灭磁原理:在转子回路内加装灭磁开关SD。灭磁时，先给转子绕组rL并联一灭磁电阻R然后再断励磁回路。有了R后，转子绕组rL的电流就按照指数曲线衰减，并将转子绕组内的磁场能量几乎全部转变成热能，消耗在R上，因而使SD断开触头的负担大大减轻。理想灭磁的原理:理想灭磁的灭磁过程，就是在灭磁的整个过程中始终保持端电压为最大允许值不变，直至励磁回路断开为止。在灭磁过程中，转子回路的电流应始终以等速度减小，直至为零(而不再按指数曲线减小了)。快速灭磁开关的原理:适当的选择n与eY,满足灭磁过程按直线进行。在理想的情况下，在
ttrlrl(0.167—0.2) 的时刻电弧熄灭，而实际的灭磁时间约为0.18 或稍长些，与理想灭磁过程的时间相当接近，故称为快速灭磁开关;SD型快速灭磁开关带
有灭弧栅，利用串联短弧的端电压不变的特点控制灭弧过程，使它接近于理想灭弧情况。缺点是当转子电流过小时，反而不能很快地断弧。
交流系统的灭磁原理:在交流系统中，如果采用了全可控整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑应用全可控整流桥的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。由两部分组成:一部分全可控整流桥;另一部分是转子过电压保护回路。当全空桥处于逆变状态时，转子回路储存的磁场能量就反过来向交流电源释放，这就是灭磁状态。
【8】自动调压器的特性与功能,微机型自动调压器的组成部分及各部分功能,可控硅自动调压器中测量单元的工作原理,什么是同步发电机的调差系数，其物理意义是什么, 自动调压器的特性与功能:自动调压器的最基本部分是一个闭环比例调节器。它的输入量是发电机
UIUI电压或线路送、受端电压、。输出量是励磁机的励磁电流或线路电流，称为或。运UscrLg
I用的是闭环比例调节的工作原理，当下降时，就大大增加，发电机的感应电动势Eg随机加Ucg
大，使得重新回到基准值附近;反之，当升高时，Ie就大为减少，又使Ug重新回到基准值附近。主要功能有二:一是保持发电机的端电压或线路端电压基本不变;其次是保持并联机组间或并行线路间无功电流的稳定分配。
微机型自动调压器的组成部分及各部分功能:基本的控制有测量比较、综合比较、移相触发单元组成。(一.)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。测量比较单元由电压测量、比较整定环节组成。(二)综合放大单元，有信号运算限制控制功能，由正竞比电路，负竞比电路，信号综合放大电路和互补输出电路组成。(三)移相触发单元，是励磁调节器的输出单元，它根据综合放大单元送来的综合控制信号Usm变化，产
生触发脉冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整流框的输出，达到调节发电机励磁的目的。主要有同步变压器、同步移相器、脉冲发生器和脉冲给定基准器组成。可控硅自动调压器中测量单元的工作原理:触发角整流输出最大，
晶闸管处于全开放状,,0:
,,180态，当晶闸管元件处于全关闭状态，输出为零。改变可以改变整流输出
电压的大小，以,
满足励磁调节对晶闸管元件实行控制的要求。
U1,U2,,同步发电机的调差系数:用表示，其定义为=，式中Ugn——发电机额定
电压;U1、Ugn
U2——空载、负荷电流的无功分量为额定值时的发电机电压，一般取U2=Ugn.
,调差系数的物理意义:调差系数表示了负荷无功电流从零增加到额定值时，发
电机电压的相对变
,化。调差系数越小，无功电流变化时发电机电压变化越小。所以，调差系数
表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力，决定并联机组间无功电流的分配关系。
,当调差系数大于0即为正调差系数时，发电机外特性下倾，即发电机无功电
流增加，其端电压降
,,低。调差系数小小于0为负调差系数，调差系数=0为无差调节。一般采用正
调差系数。【9】励磁实验中的注意事项,恒α和恒U、恒I起励的方式有何不同, FL
答:一、(1)微机自动励磁调节器上的增、减磁按钮键只持续5s内有效。过了
5s后，如还需要调节，则松开按钮，重新按下;(2)、在改换励磁方式时，必须首
先按下灭磁按钮并断开励磁开关～否则，将可能引起转子过电压，危急励磁系统安全;(3)、微机励磁调节器的四种控制方式相互切换时，切换前后运行工作点应重合;
二、三种起励方式中，除了恒α方式起励只能在他励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在他励和自并励两种励磁方式下进行。
【10】电力系统的运行状态分为几种,每种状态的特点如何,
电力系统运行的基本要求:(1)保证安全可靠地发供电;(2)要有合格的电能质量;(3)要有良好的经济性。
电力系统的运行状态分为五种:(1)正常运行状态，特点:满足负荷的要求，有一定的安全储备，为安全状态。(2)警戒状态，特点:预防性控制，系统的安全储备系数大大减少了,对于外界扰动的抵抗能力削弱了，不安全状态。(3)紧急状态，特点:紧急控制，系统的电压或频率超过或低于允许值，危险状态。(4)系统崩溃状态，特点:切机，切负荷，断开线路，使已崩溃的电网逐步的恢复起来。(5)恢复状态，特点:重新并列，恢复对用户供电，使电力系统恢复到正常状态或警戒状态。
【11】调度自动化系统的主要任务有哪些,其结构如何,我国电网调度的基本原则, 调度自动化系统的主要任务: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——选用足够的承受事故冲击能力的运行方式4、保证提供强有力的事故处理措施。调度自动化系统的结构:1、人机联系子系统2、信息采集处理和控制子系统3、信息传输子系统4、信息采集和命令执行子系统。
我国电网调度的基本原则:1、统一调度;2、分级管理;3、分层控制。
(1)电力系统调度组织结构一般都是分层的;(2)系统可靠性提高;(3)系统响应改善。【12】调度自动化系统从物理结构上说是由哪几个子系统构成的，每个子系统完成的任务, 答:构成:信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息，此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调下或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统和调
度控制中心提供了信息交换的桥梁。信息处理子系统是完成对采集到的信息的各种处理及分析计算，乃至实现对电力设备的自动控制与操作。
【13】电力系统状态估计的作用和意义,状态估计的步骤,不良数据的检测和辨识的定义,不良数据辨识的各种方法的区别。
答:电力系统状态估计是利用实时测量系统的冗余度来提高数据精度,自动排除随机干扰和噪声所引起的错误信息,估计或预报系统的运行状态。步骤:1，假定数学模型 2，状态估计计算 3，检测 4，识别。不良数据的检测:对SCADA原始量测数据的状态估计结果进行检查，判断是否存在不良数据并指出具体可疑量测数据的过程。不良数据的辨别:对检测出的不良数据验证真正不良数据的过程。不良数据辨识方法的区别:对可疑数据是逐个辨识还是总体辨识;排除可疑数据的方式可以是变权重、变残差或直接删除;删除可疑数据后，对量测残差和状态量的计算是迭代或线性修正。【14】电力系统安全性分析的含义,预想事故分析的内容包括哪几部分,各部分功能是什么, 答:含义:分为静态安全分析和动态安全分析。静态安全分析: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。动态安全分析:判断系统发生预想事故后是否失去稳定的分析。预想事故包括:(1)单一线路开断;(2)两条以上线路同时开断;(3)变电站回路开断;(4)发电机回路开断;(5)负荷出线开断;(6)上述各种情况的组合。功能:(1)按调度员的需要方便地设定预想故障;(2)快速区分各种故障对电力系统安全运行的危害程度;(3)准确分析严重故障后的系统状态，并能方便而直观展示结果。
【15】在线安全性分析的方法有哪些,Ward等值法和REI等值法分别如何对电网进行简化, 答:方法:1.直流潮流法 2. P-Q分解法 3.等值网络法.
WARD等值法通过改进在等值后能有很好的有功和无功响应，REI等值法把PV
和PQ节点分别总起来由一个独立的等值电源代替。
【16】电力系统稳定性在线分析的方法有哪些,各种方法如何实现对系统稳定性的分析, 答:1模式识别法(a确定样本集b特征抽取c建立分类器d试验) 2李亚普诺夫方法 3机组的同调和分群.
【17】电力系统负荷的静态频率特性如何,发电机组的频率特性如何,什么是发电机的频率调差系数,调频失灵区的定义,
答:负荷端电压维持额定值不变时，负荷功率与频率的关系称为负荷的频率静态特性。由于频率变化而引起的发电机输出功率变化的关系称为发电机组的频率特性。调差系数可定量表明某台机组负荷改变时相应的转速偏移。失灵敏区是速度持续变化的总范围，在这个范围内，没有可测量的由调速系统控制的阀门位置的变化。
【18】电力系统调频的特点和任务,正常运行条件下几种调频方式的方程式和特点的比较,分区调频的概念,
答:特点:a准确度要求高,b系统各节点频率统一。任务:满足电力系统中有功功率和无功功率的平衡。调频方式:1有差调频法，特点:a各调频机组同时参加调频，没有先后之分 b计划外调频负荷在机组间是按一定的比例分配的 c频率稳定值的偏差较大。2积差调频法
，特点;a系统频率维持在额定值;b系统频率维持在额定值;c频率积差信号滞后于频率瞬时值的变化，因此调节过程缓慢. 分区调频;在电力市场的框架下，大区网络公司之间联络线上输送的功率，按协议规定的计划数值进行，尽量避免非协议内的功率在联络线上流通，造成电力市场的计价困难，这种方式称为分区调频。
【19】电力系统负荷经济分配的原则如何,利用等微增率法则计算负荷的经济分配, 答:经济分配原则;在一定运行方式下，把系统负荷在各电站及各机组间进行分配，使所需的运行总费用为最小。微增率:输入微增量与输出微增量的比值。
【20】AGC的功能,一、二、三次调频的作用分别是什么,AGC的构成环节及各环节的作用, 答:AGC功能:?使发电自动跟踪电力系统负荷变化?响应负荷和发电的随机变化，维持系统频率为规定值;?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;?对周期性的负荷变化按发电计划调整发电功率，对偏离预计的负荷实现在线经济负荷分配?监视和调整备用容量，满足电力系统安全要求。一次调频作用:使机组均自动根据自身的静态特性承担一定负荷的变化以减少电网频率的改变。二次调频作用:通过同步器平移静态特性曲线，将电网频率调回到预定的质量范围内。三次调频:使各发电厂按照最优的原则进行分配。构成环节:1区域调节控制(作用:完成AGC的??两项任务)2区域跟踪控制(作用:完成AGC的??两项任务)3调速器(作用:调频)。
【21】 UFLS的工作原理,最大功率缺额的计算,各轮动作频率的选择和最佳断开功率的选择,特殊轮的存在原因及时限配合。
答:原理:“轮” :计算点f1、f2,…fn
点1:系统发生了大量的有功功率缺额
点2:频率下降到f1，第一轮继电器起动，经一定时间Δ
t1 点3:断开一部分用户，这就是第一次对功率缺额进
行的计算。点3-4:如果功率缺额比较大，第一次计算不
能求到系统有功功率缺额的数值，那么频率还会继续下
降，很显然由于切除了一部分负荷，功率缺额已经减小，
所有频率将按3-4的曲线而不是3-3'曲线继续下降。点4:
当频率下降到f2时，ZPJH的第二轮频率继电器启动，经
一定时间Δt2后点5:又断开了接于第二轮频率继电器上的用户。点5-6:系统有功功率缺额得到补偿。频率开始沿5,6曲线回升，最后稳定在f?(2) 。逐次逼近:进行一次次的计算，直到找到系统功率缺额的数值(同时也断开了相应的用户)。即系统频率重新稳定下来或出现回升时，这个过程才会结束。最大功率缺额的
计算:
频率的选择:?第一轮动作频率的选择:低于49.5Hz;?最
后一轮动作频率的选择:大于等于48Hz。?频率选择性级差
的确定:极差一般取0.5Hz。
断开功率的选择:1) 系统频率的最后稳定值在最大恢复频率
fhfmaxi与最小恢复频率fhfmini之间 2) (fhfmaxi,fhfmini)
是正比于ZPJH第i次的计算误差的 3) 当ZPJH动作后，可
能出现的最大误差为最小时，ZPJH就具有最高的选择性 4) fhfmin事实上等于特殊轮的动作频率fdzts。存在原因:因为系统频率长期低于47Hz是不允许的，为了使系统恢复到fhfmin(一般为47H z)以上，采用特殊轮。时限配合:1)当最后第二轮即n,1轮动作后，系统频率不回升反而降到最后一轮2)当系统频率在第i 轮动作后稳定在稍低于特殊轮的动作频率fdzts，特殊轮动作断开其用户后，系统频率不应高于fhf0。
【22】电力系统远动的定义,远动信息包括哪些信息,远动信息的传输模式有哪些，含义, 答:电力系统远动是利用远程通信技术进行信息传输，实现对远方运行设备的监视和控制。远动信息包括:遥测信息，遥信信息，遥控信息，遥调信息。传输模式及含义:a循环数字传输模式(信息按帧周而复始地循环传送，对信道质量要求低)b问答传输模式 (若调度端要得到厂站端的监视信息，必须由调度端主动向厂站端发送查询命令报文。厂站端按调度端的查询要求发送回答报文)
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。
电力系统自动化的应用及发展趋势
电力系统自动化的应用及发展趋势 摘要：在电力事业不断发展的形势下，作为一项重要且不容忽视的现代科学技术，电力系统自动化能够在推进电力系统的发展方面发挥积极的作用。随着科学 水平的提升和社会的进步，电力系统自动化技术引起了社会各界的密切关注并且 有了更加广泛的应用，对于深入研究电力系统有着非同一般的意义。基于此，本 文就电力系统自动化的相关应用及其发展趋势做了一定深度的研究，希望为有关 的研究者提供一定意义上的理论参考。 关键词：电力系统自动化；应用；发展趋势 电力行业是一个国家国民经济的重大命脉，它对国家的商业、军事、生产、交通等各个 行业的发展都有着极大的影响，只有拥有一套“安全、稳定、优质”的电力系统，才能保证国 民经济快速健康稳步发展。电力系统自动化的发展和不断壮大，是国民经济和社会稳步发展 的必要条件，也是一个国家现代化程度的体现。 一、电力系统自动化概述 电力系统主要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成，其原理是通过发电设备把 风能、水能、光能等转化为电能，并经变电系统、输电系统和配电系统将电能传送给用电设备，以实现电能向热能、光能的转化，从而满足群众的生活、工作和生产需要。电力系统自 动化是利用计算机操作系统，按照预先设计好的程序远程控制电力系统的设备，使其在没有 人直接参与的情况下自动完成各项任务，并自动修复电力设备在运行过程中出现的各种故障。电力系统自动化的目的是更加安全、高效、快捷地利用电能，对发电、送电和配电过程进行 自动控制、自动调度，从而实现对电力系统的自动化管理。我国电力系统自动化主要包括变 电站自动化及智能保护、电力系统管理自动化、电力系统自动化技术的应用、人工智能在电 力系统中的应用、电气设备自动检测及故障诊断和修复等。电力系统自动化按照电能的生产 和分配可分为发电系统自动化、供电系统自动化、电网调度自动化、电力信息传送自动化、 电力事故处理自动化、电力管理自动化等。 二、电力系统自动化的相关应用 1、变电站自动化 在电力系统中，变电站是联系发电厂与电力用户的主要环节。和传统变电站工作相比， 变电站自动化对人工监视和人工操作在很大程度上实现了自动化，并且对于变电站的监控范 围也有了很大程度的扩大，大大地提高了变电站的的运行以及工作效率。在自动化应用中常 见的是采用计算机技术来代替电力信号电缆，不断的实现计算机操作的自动化和屏幕化，从 运行管理和记录的统计方面全面实现自动化。 2、发电厂自动化 应用自动化技术，不仅能够使发电厂的发电量受到严格的控制，还能维护相关电力设备 的高效、稳定以及安全运行，促进电力设备以及系统的自动化。除此以外，变电站在电力系 统中还能与相关的网络技术共同实现电能的配备以及输送，紧密的连接用户以及电厂，更好 的了解以及满足用户的多元化需求。因此要实现发电厂人机的一体化，进一步的改善生产模式，提高自动化水平以及电力生产的效率，就必须有机的融合网络技术以及电力自动化技术，如此才能大大的提高电厂的效率，赋予电能更高的质量，使发电厂更好的监控电力设备，维 护设备的正常运行。 3、电网调度自动化 电力系统自动化的重要部分之一就是电网调度的自动化，在我国电网调度自动化中，可 按级别分为国家、地区、省级、和县级的电网调度。电网调度自动化实现了电力生产过程中 的数据实时采集，能够科学地估计和分析电力系统状态，从而使电力负荷预测、自动发电控制、经济调度等都得到了充分的实现，并且逐渐适应了电力市场中的运营需求。 4、配电自动化 配电系统是连接用户和供电部门的纽带，配电系统的管理直接关系着电力系统的安全、 经济和高效运行。目前我国配电网覆盖区域大，在空间和布局上有不同的要求，其中配电设
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。
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
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 陈祖耀
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势陈祖耀 发表时间：2018-07-31T10:35:09.733Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：陈祖耀[导读] 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。 国网福鼎市供电公司福建宁德 355200 摘要：随着科学技术和经济的快速发展，电力系统自动化技术的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一项新兴技术实现了电力技术与电子信息技术的融合，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用，对电力传输系统的发展产生了深远的影响。目前，电力系统自动化技术已渗透到电力系统的各个方面，取得了显着成效。本文介绍了电力系统自动化技术的现状，并展望了其发展趋势。 关键词：电力系统自动化；技术现状；发展趋势引言 中国目前电力严重短缺。如何采用先进的管理方法和模式实现电力系统的全行业遥控，遥测，遥调，遥信和遥控，已成为保证电力系统高效，安全，可持续运行的重要课题。就目前的发展趋势而言，电网的不断发展，电网运行管理的需求在不断变化。为确保电力生产安全有序发展，有必要进一步将电力系统的自动化控制技术应用于中国电力系统，以促进中国电力系统的健康发展。 1电力系统自动化内涵 电力系统一般由发电，输电，变电站，供电等几个环节联结起来，各控制系统有自己的联系。电力系统自动化不仅对电力供应的稳定性，安全性和可持续性起着决定性的作用，而且可以减少电力系统工人的数量，减少劳动强度，降低事故率，延长设备使用寿命，提高设备性能，电网管理和维护快捷方便。最重要的是电力系统自动化能够有效防止电力系统事故，如大面积停电等严重连锁事故，确保电力支持经济运行稳定可靠，意义长远而深远。电力系统自动化的主要特点是：电力系统是一个动态系统，具有模型不确定性和强非线性；电力系统需要高度的适应性；电力系统自动化难以控制的不确定因素多因素。电力系统自动化的困难包括：电力系统自动化中的多目标优化和多工作模式下故障条件下的稳健性；单个链路上更多的电力系统链路和控制需要该链路和其他链路的协调和配合。电力系统自动化技术应用于电力调度系统，配电网系统和变电站系统。电力调度系统自动化技术的主要应用是电荷预测，发电规划，网络拓扑分析，电力系统状态评估，暂态静态安全分析和自控发电等功能。配电系统中的有线通信促进了内部信息的交换，并提高了实时控制的性能，稳定性，效率和可靠性。变电站系统自动化技术可以收集来自电源线的实时参数，如电流，电压和电抗。通过对主控终端的分析，可以对远端供电设备进行调整，以满足客户的用电需求，保证供电质量。同时，我们可以分析电力需求的趋势，预测趋势并更好地调配电力。 2电力自动化技术的探讨分析 2.1无线技术 无线技术可以实现远程控制和管理，具有高度的信息共享，还可以减少线路的铺设。目前有很多无线技术，但由于无线信号在空间传输过程中所携带的带宽，无线信号的物理障碍，抗干扰，可扩展性和投资成本的易感性随着无线网络技术的不同而不同，因此适合的电力只有几种自动化。用户根据无线技术的环境选择适当的无线技术。目前的无线技术主要是GPRS/GSM，ZIEBB，WIMAX，WIFI和AdHoc 网络，但现在发展最快的网络是WIMAX和WIFI，因为它们在带宽和安全性方面更好，灵活性高，成本更低。 2.2信息化技术 电力信息化是电力自动化的核心，包括发电，调度自动化和管理信息自动化。配备电脑监控系统的发电厂和变电站，实现少数值班人员甚至无人值班，可以改善电厂自动化生产过程中的自动化监控系统。 2.3信息安全技术 现代人的生活离不开电力。电力是社会和经济发展的生命线。电力系统运行的安全和稳定对社会经济发展至关重要。电力系统的安全性是一个世界性的问题，目前尚未解决。尽管电力系统不太可能发生故障，但如果发生故障，将会造成巨大的经济损失和社会影响。在我国，电力系统发生重大事故。现在我们局已经试点建设智能电网，智能电网可以最大限度地减少电力系统故障的发生，减少停电造成的损失。中国经济高速发展，电力系统也迎来了前所未有的速度和发展规模，三峡电站，西电东送等一系列重大电网项目已建成并投入运行，电网安全，设备安全，电力工作者被提出更高的更新要求。 2.4传动技术 动力传动技术主要是实现变频调速，主变频器实现变频调速。变频器是节能减排的首选，已被广泛应用于电力设备和技术上也相当成熟。由于其在节能降耗方面的作用，变频器已成为电力行业改革技术的首要目标。ABB目前是该行业最大的电力自动化领导者，建立了世界上最大的变压器制造基地和绝缘子制造中心。该公司的变频器，PLC，仪器仪表等行业得到了很好的应用。 3电力系统自动化技术发展的现状 3.1自动化技术在电网调度中的应用 现代电网调度自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测，采集和分析，完成系统的高效运行。电网调度自动化操作通过自动控制技术的应用，实现对电网运行状态的实时监控，保证电网运行的质量和可靠性，实现电能的充足供应，使人们需求得到满足。在自动化技术应用的同时，能源损失最小化，保证了电源的经济和环保，实现了节能。 3.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网自动化控制中发挥着重要作用。随着电网技术的不断发展，现代化程度和配电网络化程度越来越高，实现了配电网主站，变电站和轻轨终端三层结构，配电网发展，通信传输速度有保证，自动化系统的性能得到提高。加强系统继电保护控制，减少大面积停电现象，保证供电，提高电力系统可靠性和安全性，优化电网事故快速消除机制，科学事故应急响应机制建立，停电时间明显缩短；电力公司要加强对电力系统的控制，使电力系统的运行状况更加方便了解；正常值班模式被打破，无人值班的电厂出现，工作人员的工作效率大大提高。 3.3自动化技术在变电系统中的应用 通过计算机技术，通信技术和网络技术的应用，变电站系统实现了对二次系统的监控。通过功能设计的优化和科学综合系统的协调，可以方便地收集设备的运行信息。 4电力系统自动化技术发展的展望
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
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势
浅谈电力系统自动化技术的现状及发展趋势 【摘要】随着科学技术和经济的迅速发展，电力系统自动化技术发挥的作用越来越重要。电力系统自动化技术作为一种新技术实现了电力技术和电子信息技术的融合，对国民经济的发展发挥了巨大的促进作用，为输变电系统的发展产生了深远的影响。目前电力系统自动化技术已经深入到电力系统的各个方面，并取得了显著的效果。本文对电力系统自动化技术的发展现状进行了介绍，并对其发展趋势进行了展望。 【关键词】电力系统自动化技术现状发展趋势 一、概述 电力系统的智能化控制是我国电力系统发展的重要方向，电力系统智能控制的实现是电力系统完整控制的重要标志。电力系统的发展壮大离不开自动化技术的支持，电力系统自动化技术在电力系统运行控制中发挥着不可替代的作用。 二、电力系统自动化技术发展的现状 我国的电力系统自动化技术在建国之初就有了初步的发展，并保持了快速的发展趋势，互联网技术和计算机计技术的迅猛发展为电力系统自动化技术的发展提供了巨大的
技术支持。 2.1自动化技术在电网调度中的应用 电网调度的现代化自动控制系统以计算机技术为核心，计算机技术对电力系统的实时运行信息进行监测、收集和分析，并完成系统操作的高效进行。电网的调度自动化操作，通过自动控制技术的应用，实现电网运行状态的实时监测，确保了电网运行的质量和可靠性，实现了电能的充分供应，使人们的需求得到满足。[1]自动化技术应用的同时，将能源损耗达到最低，确保了供电的经济性和环保性，实现了电能的节约。 2.2自动化技术在配电网络中的应用 计算机技术在配电网络的自动化控制中发挥着重要作用，随着电网技术的不断发展，配电系统的现代化和网络化程度越来越高，实现了配电网主站、子站和光线终端组成的三层结构，配电系统网络化的发展，使通信传输的速度得到保障，自动化系统的性能得到提高。系统的继电保护控制得到加强，大面积停电现象减少，电力供应得到保障，电力系统的可靠性和安全性得到提高，电网事故快速排除机制得到优化，科学的事故紧急应对机制得以建立，故障停电时间明显缩短；电力企业对电力系统的掌控能力加强，对电力系统运行状态的了解更加便利；常规的值班方式被打破，无人职守电站得以出现，工作人员的效率大大提高。[2]
电力系统自动化未来发展方向
一、电力系统自动化技术 1.电网调度自动化。电网调度自动化主要组成部分由电网调度控制中心的汁算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备、通过电力系统专用广域网连结的下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备等构成。电网调度自动化的主要功能是电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷予测、自动发电控制、自动经济调度并适应电力市场运营的需求等。 2.变电站自动化。电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化;运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 3.发电厂分散测控系统(DCS)。 过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能l/O模件组成。MCU模件通过冗余的l/O总线与智能l/O模件通讯。PCU直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(OS)和工程师工作站(ES)提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段。工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 二、电力系统自动化总的发展趋势 （一）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。 （二）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。 4、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。 5、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。 2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）；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）；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；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；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；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；由以提高运行的安全、经济、效率为目标向管理、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。 三、具有变革性重要影响的三项新技术 （一）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
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
电力系统自动化技术
学习中心/函授站_ 姓名学号 西安电子科技大学网络与继续教育学院 2017学年下学期 《电力系统自动化技术》期末考试试题 （综合大作业） 考试说明： 1、大作业于2017年10月19日下发，2017年11月4日交回； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计； 3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．当导前时间脉冲后于导前相角脉冲到来时，可判定（）。 A．频差过大B．频差满足条件 C．发电机频率高于系统频率D．发电机频率低于系统频率 2．线性整步电压的周期与发电机和系统之间的频率差（）。 A.无关 B.有时无关 C.成正比关系 D.成反比关系 3．机端直接并列运行的发电机的外特性一定不是（）。 A.负调差特性 B.正调差特性 C.无差特性 D.正调差特性和无差特性 4.可控硅励磁装置，当控制电压越大时，可控硅的控制角 ( )，输出励磁电流（）。 A.越大越大 B.越大越小 C.越小越大 D.越小越小 5. 构成调差单元不需要的元器件是（）。 A．测量变压器B．电流互感器 C．电阻器D．电容器 6．通常要求调差单元能灵敏反应（）。 A．发电机电压B．励磁电流 C．有功电流D．无功电流 7．电力系统有功负荷的静态频率特性曲线是（）。
A．单调上升的B．单调下降的 C．没有单调性的D．水平直线 8．自动低频减负荷装置的动作延时一般为（）。 A．0.1~0.2秒B．0.2~0.3秒 C．0.5~1.0秒D．1.0~1.5秒 9．并联运行的机组，欲保持稳定运行状态，各机组的频率需要（）。 A．相同B．各不相同 C．一部分相同，一部分不同D．稳定 10．造成系统频率下降的原因是（）。 A．无功功率过剩B．无功功率不足 C．有功功率过剩D．有功功率不足 二、名词解释（每小题5分，共25分） 1.远方终端 2.低频减负荷装置 3.整步电压 4.准同期 5.AGC 三、填空题（每空1分，共15分） 1.低频减负荷装置的___________应由系统所允许的最低频率下限确定。 2. 在励磁调节器中，设置____________进行发电机外特性的调差系数的调整，实际中发电机一般采用____________。 3.滑差周期的大小反映发电机与系统之间的大小，滑差周期大表示。 4.线性整步电压与时间具有关系，自动准同步装置中采用的线性整步电压通常为。 5.微机应用于发电机自动准同步并列，可以通过直接比较鉴别频差方向。 6.与同步发电机励磁回路电压建立、及必要时是其电压的有关设备和电路总称为励磁系统。 7.直流励磁机共电的励磁方式可分为和两种励磁方式。 8.可能造成AFL误动作的原因有“系统短路故障时造成频率下降，突然切成机组或、供电电源中断时。 9.积差法实现电力系统有功功率调节时，由于，造成调频过程缓慢。 四、简答题（每小题5分，共15分） 1.断路器合闸脉冲的导前时间应怎么考虑？为什么是恒定导前时间？ 2.电压时间型分段器有哪两种功能？ 3. 自动按频率减负荷装置为什么要分级动作？ 五、综合分析题（每小题10分，共10分） 用向量图分析发电机并列不满足理想准同步条件时冲击电流的性质和产生的后果？六、计算题（共15分） 某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1#机组的额定功率为30MW，2#机组的额定功率为60MW。两台机组的额定功率因数都是0.8，调差系数均为0.04。若系统无功负荷波动，使得电厂的无功增量是总无功容量的20%，试问母线上的电压波动是多少？各机组承担的无功负荷增量是多少？