配電網(wǎng)自動化提綱.doc

配電網(wǎng)自動化復習要點第1章 概述1、 簡述配電網(wǎng)自動化的意義：【P2】（1）提高供電可靠性；（2）提高設備利用率；（3）經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)供電；（4）提高配電網(wǎng)應急能力；（5）通過對配電網(wǎng)運行情況的長期監(jiān)視和記錄，掌握負荷特性和發(fā)展趨勢，為科學發(fā)展配電網(wǎng)規(guī)劃和建設與改造提供客觀依據(jù)；（6）提高供電企業(yè)的管理現(xiàn)代化水平和客戶服務質(zhì)量。2、 在lEC 61968 (DL/T 1080)協(xié)議中，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)與那些子系統(tǒng)關聯(lián)？并作圖說明這些子系統(tǒng)之間的關系?！綪3】與地理信息系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、用電營銷系統(tǒng)、故障報修系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、配變監(jiān)測系統(tǒng)、負荷管理系統(tǒng)關聯(lián)。用電營銷系統(tǒng)故障報修系統(tǒng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)地理信息 信息交互總線負荷管理系統(tǒng)配變檢測系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)圖1.1 基于lEC 61968的配電自動化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的相互關系3、 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DAS）由那些部分組成？【P1】主要由配電自動化系統(tǒng)主站、配電終端、配電子站（可選）和通信通道等部分組成。4、 配電網(wǎng)自動化有那些發(fā)展趨勢？【P4】（1）多樣化；（2）標準化；（3）自愈；（4）經(jīng)濟高效；（5）適應分配式電源接入。第2章 配電網(wǎng)架和配電設備1、 配電網(wǎng)按電壓等級分為哪幾類？【P5】可分為高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)。2、 在我國配電網(wǎng)一般包括那些電壓等級？【P5】110kV、35kV、10kV、0.4kV。3、 簡述配電網(wǎng)在網(wǎng)架結構、線路參數(shù)、負荷、參數(shù)信息上的特點？【表2.2，P6】網(wǎng)絡結構：配電網(wǎng)絡正常運行時呈輻射狀的拓撲結構，線路功率具有單向流動的特性，分支線路較多。中性點主要采用非有效接地方式，在發(fā)生單向接地時，仍允許供電一段時間。近年來，隨著城市電纜線路的增加，一些城市配電網(wǎng)采用中性點經(jīng)小電阻接地方式。線路參數(shù)：配電網(wǎng)絡中支路的R/X比值較大，使得在輸電系統(tǒng)中以小R/X比為前提的算法不再適用。一般情況下，我國配電線路中的三相電抗值也不相等，造成配電系統(tǒng)三相參數(shù)不對稱。負荷：三相負荷不平衡，集中負荷和大量沿線分布式負荷并存，對分布式負荷需要采用適當?shù)姆椒ㄟM行等效分析計算。參數(shù)信息：配電網(wǎng)經(jīng)常發(fā)生變更，其參數(shù)信息一般保存在基于地理信息系統(tǒng)GIS的配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，需要保證配電網(wǎng)的實際情況和系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性。4、 我國輸配電系統(tǒng)有哪些接地方式？它們各有那些特點？【特點在表2.3，P7】我國電力系統(tǒng)常用的接地方式中有中性點直接接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點經(jīng)電阻接地以及中性點不接地等，可歸結為中性點有效接地系統(tǒng)、中性點非有效接地系統(tǒng)、諧振接地系統(tǒng)。5、 配電網(wǎng)有哪些典型接線模式？【P7】配電網(wǎng)的典型網(wǎng)架結構主要有輻射狀架空網(wǎng)、“手拉手”環(huán)狀架空網(wǎng)、多分段多聯(lián)絡網(wǎng)、單射電纜網(wǎng)、雙射電纜網(wǎng)、對射電纜網(wǎng)、多供一備電纜網(wǎng)、單環(huán)電纜網(wǎng)、雙環(huán)電纜網(wǎng)等。6、 分析N分段N聯(lián)絡模式、雙環(huán)網(wǎng)和多供一備模式 的設備最大利用率。N分段N聯(lián)絡模式：對于N分段N聯(lián)絡配電網(wǎng)，每條饋線只需要留有對側線路負荷的1/N作為備用容量就可以滿足N-1準則要求，因此N分段N聯(lián)絡配電網(wǎng)最大利用率可以達到N/(N+1)%?！颈?.4，P11】雙環(huán)網(wǎng)模式：線路最大利用率只能達到50%?！綪12】多供一備模式：N條線路正常工作，與其均相聯(lián)的另外一條線路平常處于停運狀態(tài)作為總備用。每條供電電纜均可滿載運行，因此最大利用率可達(N-1)/N%。【P12】7、 按發(fā)展順序，配電開關包括哪幾類？【P13】配電開關分為斷路器、負荷開關、隔離開關、熔斷器等多種基礎配電設備。8、 簡述重合器和負荷開關的異同?！練w納自P18-P19】重合器是具有斷路器功能的智能化成套設備。它可以反復多次重合閘關合、斷開短路電流，性能上超過斷路器很多，同時可完成自身檢測和判斷電流性質(zhì)。負荷開關則是架空線上用來關合和開斷額定電流或規(guī)定過載電流的開關設備。負荷開關以電路的接通和負荷電流開斷為目的，具有短路電流關合功能、短時短路電流耐受能力和負荷電流開斷功能。9、 操動機構由那些部分組成？【P30】主要由四部分組成：操動機構、鎖扣機構、脫扣動力裝置、自由脫扣機構。10、按動力來源，操動機構分哪幾類？使用較多的是哪幾種？【P30】根據(jù)不同動力種類，可分為：電磁操動機構、彈簧操動機構、液壓操動機構、氣動操動機構、電動機操動機構、重錘操動機構、斥力操動機構、永磁操動機構。目前使用較多的是電磁操動機構、彈簧操動機構。第3章 配電自動化系統(tǒng)的組成及其功能1、 配電主站由那些部分組成？有那些主要性能指標？【表3.1，P39】配電自動化主站主要由計算機硬件、操作系統(tǒng)、支撐平臺軟件和配電網(wǎng)應用軟件組成。主要性能指標：冗余性、可用性、計算機資源負載率、系統(tǒng)節(jié)點分布、I、III 區(qū)數(shù)據(jù)同步。2、 配電主站的功能可以分為哪三大類？每大類包括那些內(nèi)容？【P45-P47】配電 SCADA：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)記錄、操作與控制、網(wǎng)絡拓撲著色、饋線故障處理；配電網(wǎng)分析應用：拓撲分析、狀態(tài)估計、潮流計算、解/合環(huán)分析、負荷預測、負荷轉供、網(wǎng)絡重構；智能化應用：分布式電源接入與控制、預警分析、配電網(wǎng)自愈、經(jīng)濟運行、互動化應用。3、 按監(jiān)控對象不同，配電自動化終端可分為哪幾類？【P48】分三大類：饋線終端 FTU、站所終端 DTU、配變終端 TTU。4、 配網(wǎng)特點給配電自動化終端提出了那些技術要求？【P48-P52】（1）滿足智能化應用要求；（2）解決后備電源問題；（3）滿足戶外工作環(huán)境要求；（4）滿足抗干擾要求；（5）滿足輸入輸出回路安全防護要求；（6）滿足通信功能；（7）與一次設備接口良好配合；（8）易于安裝和維護。5、 配電自動化終端包括那些單元？【P53】測控單元、操作控制回路、人機接口、通信終端、電源等。6、 饋線終端有那些必備功能和選配功能？【P57-P59】必備功能：短路故障檢測功能、當?shù)?遠方/閉鎖控制功能、雙位置遙信處理功能。選配功能：單相接地故障檢測功能、保護功能、就地控制功能、分布式智能控制、相量測量功能、故障電流方向檢測功能、波形記錄功能、電能質(zhì)量檢測功能、數(shù)據(jù)處理與轉發(fā)功能、WEB功能。第4章 配電自動化通信系統(tǒng)1、 什么是光纖接入網(wǎng)(OAN：Optical Access Network )？從系統(tǒng)配置上，它分為哪幾類？【P73】光纖接入網(wǎng)是指采用光纖作為主要傳輸媒質(zhì)來實現(xiàn)信息傳送功能的網(wǎng)絡形式。從系統(tǒng)配置上可將其分為無源光網(wǎng)絡和有源光網(wǎng)絡。2、 什么是無源光網(wǎng)絡(PON)？其結構有哪些形式？根據(jù)傳送信號數(shù)據(jù)格式的不同，PON可以分為哪幾類？【P73-P74】無源光網(wǎng)絡是指在OLT和ONU之間沒有任何有源的設備，而只使用光纖和無源光分路器等無源器件構成的光接入網(wǎng)。其結構有星形、總線形和環(huán)形等。根據(jù)傳送信號數(shù)據(jù)格式的不同，PON可進一步地分為基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON和千兆比特兼容的GPON等。3、 工業(yè)以太網(wǎng)存在哪些主要問題？【P74】（1）傳輸?shù)牟淮_定性問題；（2）可靠性問題；（3）互操作問題；（4）安全性問題；（5）遠距離傳輸問題；（6）共享帶寬問題。4、 電力系統(tǒng)使用的合法通訊頻段是多少？【P75】對于電力線載波通信，載波頻率一般為40500kHz；對于配電線載波通信，載波頻率一般為3500kHz；對于低壓配電線載波通信，載波頻率一般為50150kHz。5、 依通信線的不同，載波通信可分為哪幾類？【P75】可分為輸電線載波通信（TLC）、配電線載波通信（DLC）和低壓配電線載波通信等3類。6、 載波通信有哪些耦合方式？有哪些調(diào)制方式？【P75】耦合方式：相地傳輸方式、兩相對地耦合方式和相相耦合方式等。調(diào)制方式：幅度調(diào)制（AM）、單邊帶調(diào)制（SSB）、頻率調(diào)制（FM）或移頻鍵控（FSK）。7、 配電自動化對通信系統(tǒng)有哪些主要基本要求？【P76-P78】（1）應有高度的可靠性，設備抗電磁干擾能力強；（2）通信系統(tǒng)的費用應考慮經(jīng)濟性；（3）對通信速率有要求；（4）具有雙向通信能力及可擴展性；（5）主干通信網(wǎng)應建立備用通信通道；（6）電網(wǎng)停電或故障時，不影響通信；（7）通信設備標準化，容易操作與維修；（8）通信系統(tǒng)應具有防過電壓和防雷能力；（9）業(yè)務對通信系統(tǒng)有要求；（10）對信息安全有要求。第5章 饋線自動化1. 按照故障處理方式不同，饋線自動化系統(tǒng)可以分為那兩大類？【P91】自動化開關相互配合的饋線自動化和集中智能饋線自動化2. 自動化開關相互配合的饋線自動化包括可以分為哪些類型？【P91】重合器與電壓-時間型分段器配合的饋線自動化系統(tǒng)、重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合的饋線自動化系統(tǒng)、合閘速斷方式饋線自動化系統(tǒng)、重合器與電壓-電流型分段器配合的饋線自動化系統(tǒng)、重合器與重合器配合的饋線自動化系統(tǒng)、分布智能快速自愈饋線自動化系統(tǒng)等。3. 解釋電壓時間型分段器的兩套功能?！綪91】一套是面向處于常閉狀態(tài)的分段開關，另一套是應用于處于常開狀態(tài)的聯(lián)絡開關。4. 重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合的饋線自動化系統(tǒng)有什么缺點？【P95】離電源最近的過流脈沖計數(shù)型分段器分閘所需的脈沖數(shù)會隨著饋線上分段開關數(shù)的數(shù)目的增加而增多，對系統(tǒng)和設備造成短路沖擊的次數(shù)也增多，嚴重影響沖計數(shù)型分段器配合的饋線自動化系統(tǒng)的應用。5. 合閘速斷方式的饋線自動化 有什么優(yōu)點和缺點？【P96】優(yōu)點：僅需一次重合即可隔離故障區(qū)域；不需要建設通信網(wǎng)絡和主站，也不需要蓄電池，因此開關的控制器可以做地很緊湊，甚至可直接與開關的本體安裝在一起。缺點：沿線斷路器和合閘保護功能成本較高。6. 集中智能饋線自動化的主站需要哪些類型的信息？它有什么缺點？【P98-P99】信息：兩相（有的是三相）故障電流信息、故障功率方向或故障功率信息、開關狀態(tài)（合閘或分閘）信息、變電站開關狀態(tài)、保護動作信息、重合閘動作信息以及母線零序電壓信息。缺點：要求全面準確故障信息，而現(xiàn)實往往是非健全信息。7. 為什么饋線自動化系統(tǒng)要與上級保護配合？【P99】如果不進行配合，我們將斷路器作為饋線開關的方案有可能出現(xiàn)越級跳閘和多級跳閘，同時永久性故障和瞬時性故障判別也帶來困難；若使用將負荷開關作為饋線開關的方案，可導致用戶停電頻率高。隨著主干線電纜化和絕緣化比例的提高，主干線發(fā)生故障的機會顯著減少，故障大多發(fā)生在用戶支線。中壓配電網(wǎng)各個開關之間的繼電保護與配電自動化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合是實現(xiàn)故障的選擇性切除、減少故障切除過程中對用戶造成的影響的關鍵。8. 說明小電流接地故障定位中，注入信號法的基本原理?！綪106】信號注入法在變電所利用故障相TV或消弧線圈二次繞組，向一次系統(tǒng)反向耦合一特定電流信號，其電流幅值一般在數(shù)百毫安培到數(shù)毫安培之間。注入信號沿母線和故障線路的接地相流動，經(jīng)故障點和大地返回，根據(jù)信號尋跡原理即可確定故障區(qū)段。 第6章 配電自動化高級應用1. 配電網(wǎng)潮流計算有哪些方法？試從雙電源處理能力、收斂階數(shù)、穩(wěn)定性比較三方面對它們進行比較?！綪115表6.1】算法雙電源處理能力收斂階數(shù)穩(wěn)定性母線類算法作為PV節(jié)點無需改變計算模型一階方法穩(wěn)定支路類算法不能直接處理，需迭代聯(lián)絡線潮流一階方法穩(wěn)定牛拉法作為PV節(jié)點無需改變計算模型二階方法對初值敏感快速分解法作為PV節(jié)點無需改變計算模型一階方法穩(wěn)定 2. 配電網(wǎng)為什么有時要計算三相潮流？【P115】配電網(wǎng)一般具有三相不平衡的特點，為了更好地表達配電網(wǎng)三相功率和電壓的分布情況需要進行三相潮流計算。3. 熟悉大規(guī)模配電網(wǎng)潮流的降規(guī)模計算方法和步驟?！綪117-P120】 降規(guī)模方法：雙方向等效電壓降落模型。主要公式： 步驟：（1）首先采用雙方向等效電壓降落模型將復雜配電網(wǎng)簡化成若干以電源點、T 接點和末梢點為端點的饋線段（比如對于圖6.4(a)所示的配電網(wǎng)就可簡化為如圖6.4(b)所示的AG、GB 和GC 3 條饋線段，其中A 是電源點，G 是T 接點，B 和C 是末梢點，S1、S2 和S3 分別為3 個等效負荷）。（2）根據(jù)簡化模型，采用嚴格法進行潮流計算，較精確地得出除發(fā)電機節(jié)點以外的節(jié)點電壓。對于含有末梢節(jié)點的饋線段，流過末梢點的功率是0，因此可以認為是已知的，將這些末梢節(jié)點放入隊列QK 中。（3）對于含有隊列QK 中的節(jié)點（末梢節(jié)點）的饋線段，采用從末梢點向上游遞推的方法可以較精確地得出各個負荷點處的電壓和該饋線段的線損。（4）（得到已知T 型接點）對于下游相鄰饋線段全部為已知饋線段的T 接點，可以計算流過該T 接點的功率ST,A（5）計算配網(wǎng)的總線損的功率SL,AB4. 配電網(wǎng)有哪些種類的分布式電源？在潮流計算時分別當作什么類型的節(jié)點處理?！綪120-P122】分布式電源有：微型燃氣輪機、光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池、小水電、垃圾電站、風力發(fā)電系統(tǒng)、儲能裝置。對于同步發(fā)電機類型的電源，如微型燃氣輪機、小水電等，采用電壓控制的發(fā)電機在潮流計算中作為PV 節(jié)點處理；采用功率因數(shù)控制的發(fā)電機作為PQ 節(jié)點處理。對于異步發(fā)電機類型的電源，如風電機，發(fā)電機的無功是節(jié)點電壓的函數(shù)可將異步電動機視為計電壓靜特性的PQ(V)節(jié)點處理，由異步發(fā)電機給定的有功功率確定初始的節(jié)點P、Q 值，在潮流計算中用每次迭代計算出的電壓值來修正P、Q 值。對于逆變型電源，如光伏發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池、儲能裝置等，電壓控制型視作PV 節(jié)點處理；電流控制型視作PI 節(jié)點處理。5. 配電網(wǎng)的變結構耗散網(wǎng)絡模型包括哪些數(shù)據(jù)結構？【P124-P125】母線數(shù)據(jù)結構B 和區(qū)域數(shù)據(jù)結構，此外還有網(wǎng)基鄰接表D、節(jié)點與邊的關聯(lián)矩陣E、節(jié)點類型向量T、連接系。6. 解釋連接系分解、最小配電區(qū)域分解、基形變換、點區(qū)變換、區(qū)點變換的作用?！綪128】（1）連接系的分解：對于一個給定的配電網(wǎng)絡，從其網(wǎng)基結構鄰接表D中搜索出它的各個連接系，并得出相應的節(jié)點數(shù)組的過程；（2）最小配電區(qū)域分解：找出所有最小配電區(qū)域；（3）基形變換：根據(jù)D和開關的當前狀態(tài)向量M求出反映配電網(wǎng)運行方式的網(wǎng)形鄰接表C的過程。（4）點區(qū)變換：已知配電網(wǎng)中各節(jié)點的負荷，根據(jù)網(wǎng)形鄰接表C，計算出各個最小配電區(qū)域的負荷。（5）區(qū)點變換：根據(jù)已知各最小配電區(qū)域的負荷和網(wǎng)形鄰接表C 計算出各節(jié)點的負荷。7. 掌握故障定位判據(jù)的電流判據(jù)和方向判據(jù)?！綪132】（1）故障電流判據(jù)：對于一個最小配電區(qū)域，若其始點經(jīng)歷故障電流，且所有末點都未經(jīng)歷故障電流，則故障電流發(fā)生在該最小配電區(qū)域。（2）故障方向判據(jù)：對于一個最小配電區(qū)域，若其所有經(jīng)歷故障電流的端點的故障功率方向都指向區(qū)域內(nèi)，則故障發(fā)生在該最小配電區(qū)域。8. 配電網(wǎng)準開環(huán)運行是什么含義？【P126】準開環(huán)運行是指饋線的運行只有一個來自主變電站的主供電源，但是饋線上所連接的分布式電源（如光伏等）則往往是工作在并網(wǎng)方式下。9. 配電網(wǎng)絡重構有哪些可能的目標函數(shù)？有哪些必要的約束？【P147-P148】1.目標函數(shù)：最優(yōu)路徑供電費用最??；降低線損、負荷均衡化，提高供電質(zhì)量及最佳恢復受故障影響的健全區(qū)域供電；提高供電可靠性、供電電壓質(zhì)量、電壓穩(wěn)定性為目標或綜合上述多個指標等。2.約束條件：（1）配電網(wǎng)的潮流約束；（2）支路電流及節(jié)點電壓約束；（3）供電約束；（4）網(wǎng)絡拓撲約束；（5）開關操作次數(shù)限制；（6）與繼電保護及可靠性指標的協(xié)調(diào)。10. 簡述非參數(shù)概率密度短期負荷預測法的步驟?！綪137-P140】（1）歷史數(shù)據(jù)準備；（2）負荷的歸一化；（3）負荷預測結果的數(shù)字特征；（4）超溫度范圍負荷預測的最小二乘擬合。11. 簡述采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡對日平均負荷中溫度敏感分量預測的步驟?！綪141】構造一個4 層BP 網(wǎng)絡，輸出節(jié)點為1個。輸入層有14個輸入節(jié)點，分別為：預測日前兩天的實際溫度敏感分量、預測日前3 天的氣象因素（每日包括最高溫度、最低溫度和平均溫度）、預測日當天的氣象因素（包括最高溫度、最低溫度和平均溫度）。輸入層與隱含層以及兩個隱含層直接采用Sigmoid 傳遞函數(shù)。輸出層采用純線性傳遞函數(shù)。12. 配電網(wǎng)進行分區(qū)負荷預測 有什么作用？【P145】配電網(wǎng)具有運行方式靈活多變的特點，這個特點可能會造成歷史數(shù)據(jù)規(guī)律性的減弱。而配網(wǎng)的運行方式調(diào)整過是由于分段或聯(lián)絡開關圍城的配電區(qū)域為單元的，因此采用配網(wǎng)分區(qū)負荷預測，可以避免因網(wǎng)絡拓撲變化對配電網(wǎng)短期負荷預測結果產(chǎn)生不利影響。13. 配電網(wǎng)絡重構為什么要考慮負荷變化？【P149】實際運行中，負荷是不斷變化的，一天中的負荷變化非常明顯而且有規(guī)律。如果僅根據(jù)當前時刻的負荷情況進行網(wǎng)絡運行方式調(diào)整，可能剛調(diào)整完不久該方式就會因為負荷的變化而需要再次的調(diào)整，導致一段時期內(nèi)過于頻繁地改變運行方式，不僅增大了操作成本和操作風險，而且對用戶的正常用電也會造成影響。14. 配電網(wǎng)負荷均衡度與線損率有什么關系？【P151】研究表明，負荷最均衡分布的運行方式對應的線損率也很低（大多數(shù)情況下線損率也接近最低），線損率最低的運行方式對應的負荷分布也很均衡（大多數(shù)情況下負荷分布也接近最均衡）。這表明負荷均衡指標與線損率指標高度相關，進一步研究表明，在非極端配電網(wǎng)參數(shù)（如極細導線、極長線路、負荷布局極不均勻）情況下，負荷均衡指標與線損率指標的相關系數(shù)一般都在0.85以上。第7章 配電自動化系統(tǒng)測試技術1. 配電自動化系統(tǒng)實施中為什么需要測試技術？【P159】配電自動化系統(tǒng)測試對于確保配電自動化系統(tǒng)可靠運行具有重要意義，它的各種重要功能的實現(xiàn)必須采用系統(tǒng)的測試技術來保證。2. 目前配電自動化系統(tǒng)有哪些測試技術？各有何優(yōu)缺點？【P164表7.1】測試方法優(yōu)點缺點主站注入測試法可設置復雜的故障現(xiàn)象，對系統(tǒng)沒有沖擊；可模擬復雜的場景；可以模擬海量終端接入和多處故障并發(fā)以進行壓力測試，不需要停電測試只能用來測試配電自動化主站系統(tǒng)，而未涵蓋子站、終端、保護配合、備用電源、通信和饋線開關；不能測試基于自動化開關配合的簡易型配電自動化系統(tǒng)二次同步注入測試法可設置各種故障現(xiàn)象，對系統(tǒng)沒有沖擊；可以對主站、子站、終端、保護配合、備用電源、通信和饋線開關的故障處理過程進行系統(tǒng)測試；既適用于架空饋線又適用于電纜線路測試測試中需要短暫停電可控10kV短路試驗測試法故障現(xiàn)象更真實；可以對主站、子站、終端、保護配合、備用電源、通信和饋線開關的故障處理過程進行系