電力系統(tǒng)新技術(shù)專題試題1、簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電種類，各自發(fā)電的特點(diǎn)及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響。答：（1）風(fēng)力發(fā)電：建設(shè)周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活、不消耗燃料、不污染環(huán)境、占用土地少。 （2）太陽能發(fā)電：無污染、無噪聲，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，規(guī)模靈活，既可一家一戶的分散供電也可大規(guī)模集中供電或并網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用幾乎不受地域條件的限制資源量又非常豐富。 （3）地?zé)崮馨l(fā)電：能源源于地球內(nèi)部，地?zé)豳Y源類型多有水熱型地質(zhì)型、干熱巖型、巖漿型四大類，目前主要利用的是水熱型。 （4）海洋能發(fā)電：如潮汐能、波浪能。由于海洋能發(fā)電站建在沿岸和海上所以不但不占用土地資源，不需遷移人口并且多具有圍墾土地水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游觀光等綜合效益。但一般開發(fā)環(huán)境嚴(yán)酷多存在風(fēng)浪流等動(dòng)力破壞和海水腐蝕及海生物附著所以材料要求強(qiáng)度高防腐性能好。（5）生物質(zhì)能發(fā)電：有益于保護(hù)環(huán)境，使廢棄物得到合理的利用，變廢為寶，減小污染。 新能源發(fā)電的電力并入國家電網(wǎng)的過程中會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的沖擊，這是由于部分地區(qū)的新能源發(fā)電機(jī)組容量有限，只能采用缺少相對(duì)獨(dú)立勵(lì)磁裝置的異步發(fā)電機(jī)。故在并網(wǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)比額定電流大5-6倍的并網(wǎng)沖擊電流，特別是對(duì)于容量較小的電網(wǎng)，數(shù)量比較大的異步發(fā)電機(jī)同時(shí)并入電網(wǎng)的瞬時(shí)會(huì)將電網(wǎng)電壓大幅拉低，瞬時(shí)降低的電壓會(huì)對(duì)在同一電網(wǎng)上運(yùn)行的其他電氣設(shè)備造成一定的影響，運(yùn)行到一定程度之后會(huì)威脅整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，風(fēng)電的并入造成的電網(wǎng)電壓的下降會(huì)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來一定威脅。因而新能源發(fā)電并網(wǎng)造成頻率改變和對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性會(huì)造成很大影響。2、多類型新能源發(fā)電接入電網(wǎng)后，對(duì)電力電量平衡和電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)度帶來了什么需要研究的新問題，請(qǐng)?zhí)岢鲎约旱慕鉀Q思路。答：（1）由于電源結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的調(diào)峰調(diào)頻能力問題； （2）電網(wǎng)資源配置能力難以滿足風(fēng)電基地遠(yuǎn)距離電力外送問題； （3）新能源發(fā)電及接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)認(rèn)證體系問題； （4）新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)及調(diào)度決策支撐系統(tǒng)問題；（5）配電網(wǎng)建設(shè)適應(yīng)新能源發(fā)電分布式接入問題 解決思路： （1）提前預(yù)測(cè)各點(diǎn)負(fù)荷、各區(qū)負(fù)荷、全網(wǎng)負(fù)荷； （2）提前安排各發(fā)電廠開機(jī)方式，實(shí)時(shí)控制發(fā)電出力; （3）校驗(yàn)安排和實(shí)時(shí)控制各輸電線潮流；（4）安排配電網(wǎng)供電方式； （5）負(fù)荷的輕微變化通過二次調(diào)頻裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)； （6）利用負(fù)荷的電壓、頻率特性自動(dòng)平衡； （7）數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算模型研究及建立相應(yīng)的生產(chǎn)基地； （8）掌握風(fēng)電功率精細(xì)化預(yù)測(cè)技術(shù)和太陽能發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)，為開發(fā)新能源調(diào)度管理支持系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐； （9）建立適應(yīng)不同時(shí)間框架，不同調(diào)度區(qū)域要求的新能源調(diào)度時(shí)序仿真平臺(tái)，掌握新能源接入電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度技術(shù)； （10）掌握新能源調(diào)度運(yùn)行控制技術(shù)，解決大規(guī)模間歇性新能源接入帶給電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻等諸多問題。3、畫出利用電力網(wǎng)高速載波技術(shù)組成的通信網(wǎng)的框圖，說明各框的特性和作用，及可采用的主要技術(shù)答：電力網(wǎng)高速載波技術(shù)組成的通信網(wǎng)的框圖特性和作用：（1） 數(shù)電線路：三相輸電線路都可以用來傳遞高頻信號(hào)，任意一相與大地間都可以組成“相-地”回路。（2） 阻波器：使兩端發(fā)送的高頻載波信號(hào)只在本線路內(nèi)傳輸而不穿越到相鄰線路上去，當(dāng)阻波器諧振頻率等于高頻載波信號(hào)的頻率時(shí)，對(duì)載波電流呈現(xiàn)極高的阻抗，從而將高頻電流限制在本線路以內(nèi)；而對(duì)于工頻電流，阻波器僅呈現(xiàn)電感線圈的阻抗，不影響工頻電能量傳輸。（3） 耦合電容器：使工頻對(duì)地泄露電流極小，它的電容量極小，對(duì)工頻信號(hào)呈現(xiàn)非常大的阻抗，同時(shí)可以防止工頻電壓的侵入高頻機(jī)、發(fā)信機(jī)；對(duì)高頻載波電流則呈現(xiàn)很小的阻抗，與連接濾波器共同組成帶通濾波器，只允許此通帶頻率內(nèi)的高頻電流通過。（4） 連接濾波器：連接濾波器與耦合電容器共同組成一個(gè)“四端網(wǎng)絡(luò)”帶通濾波器，使所選頻帶的高頻電流能夠順利通過（5） 高頻收、發(fā)信機(jī)：高頻收發(fā)信機(jī)有繼電保護(hù)部分控制發(fā)出預(yù)定頻率的高頻信號(hào)，通常是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障、保護(hù)啟動(dòng)后發(fā)出信號(hào)，但也有采用長(zhǎng)期發(fā)信發(fā)生故障保護(hù)啟動(dòng)后停信或改變信號(hào)頻率的工作方式。（6） 接地開關(guān)：當(dāng)檢修連接濾波器時(shí)，接通接地開關(guān)，使耦合電容器下端靠接地技術(shù)：一是電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性；二是編碼技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)（擴(kuò)頻通信、碼分多址、正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制技術(shù)）、抗干擾技術(shù)、提高頻寬利用技術(shù)、高級(jí)抑制載波技術(shù)；三是信息的交換，即通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)。4、簡(jiǎn)述為電力系統(tǒng)在設(shè)備制造、能源互聯(lián)網(wǎng)方面的主要問題及發(fā)展趨勢(shì)答：主要問題：（1）電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理的信息量越來越大,考慮的因素越來越多,直接可觀可測(cè)的范圍越來越廣,能夠閉環(huán)控制的對(duì)象越來越豐富。 （2）盡管新設(shè)備開始重視并使用新的傳感器和智能組件 ，但是設(shè)備的安全可靠性仍沒有得到明顯的提高。 （3）一次設(shè)備的核心專家診斷系統(tǒng)，還需要積累大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，挖掘設(shè)備運(yùn)行特性，研究診斷方法開發(fā)分析系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備診斷的智能化。 （4）在傳感器的使用壽命，尤其內(nèi)置傳感器對(duì)于主設(shè)備本體運(yùn)行的影響，監(jiān)測(cè)量的選擇以及傳感器布點(diǎn)方面仍有待研究。 （5）一、二次設(shè)備融合性越來越高，界限越來越模糊，設(shè)備研發(fā)要多方參與，協(xié)調(diào)工作量大以及需要調(diào)整研發(fā)工作思路。 （6）智能設(shè)備（包括智能組件）的檢測(cè)與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，國內(nèi)缺少智能化裝置的權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)。 （7）智能設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性、整體技術(shù)性能還需要時(shí)間驗(yàn)證。電力系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)方面的發(fā)展趨勢(shì)：（1）智能化和自動(dòng)化當(dāng)前社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)很大程度上改變了人們的生活方式，許多行業(yè)的工作模式也產(chǎn)生了變革，在時(shí)代潮流引導(dǎo)下，電力系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì)必然是智能化和自動(dòng)化。首先可以在電力系統(tǒng)的開發(fā)、傳送、使用等技術(shù)層面上，融入計(jì)算機(jī)通信信息手段，其次，在電力供應(yīng)和分配中，也可以科學(xué)合理的進(jìn)行調(diào)度，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)，最終使整個(gè)電力系統(tǒng)各個(gè)階段，全面進(jìn)入智能化、自動(dòng)化時(shí)期，取代傳統(tǒng)的人力，工作過程更加安全可靠。在這樣的趨勢(shì)下，建筑行業(yè)應(yīng)當(dāng)注意到電力系統(tǒng)的變革會(huì)給本行業(yè)帶來的轉(zhuǎn)化，并把先進(jìn)的技術(shù)引進(jìn)到建筑工程項(xiàng)目的施工過程中去，提高工作效率和工程質(zhì)量，保證施工進(jìn)度，提升生產(chǎn)力。（2）可再生資源發(fā)電比例加大一些傳統(tǒng)的供電廠發(fā)電是建立在消耗大量的資源基礎(chǔ)上的，且往往都是如煤炭等不可再生的能源，同時(shí)，在使用過程中還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，這種發(fā)電方式已經(jīng)逐漸被淘汰出局，在人們環(huán)保意識(shí)加強(qiáng)后，已經(jīng)著手改善供電方式?？稍偕Y源，如風(fēng)力、水力、海洋潮汐等等，日益引發(fā)人們的重視，并一再加大研發(fā)力度，一步步在電力系統(tǒng)中占據(jù)主要位置，也是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。比如太陽能和風(fēng)能不僅是無污染的清潔能源，其可使用開發(fā)范圍廣闊，很少地理?xiàng)l件制約，在未來發(fā)展中，會(huì)占據(jù)更大的份額與比例。利用可再生資源發(fā)電比例的加大也影響著建筑行業(yè)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的電力使用方式，有助于建筑行業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，減少能源消耗。（3）大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備出現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展到一定階段后，對(duì)于電能儲(chǔ)存設(shè)備也有了全新的要求，以滿足供電工作效率和電力系統(tǒng)運(yùn)作功能，儲(chǔ)備足量電力可以應(yīng)對(duì)用電高峰期，并且能夠應(yīng)對(duì)電力設(shè)施出現(xiàn)的意外故障等情況。同時(shí)，伴隨著技術(shù)的進(jìn)步，儲(chǔ)能設(shè)備所需的原材料性能提升，不僅能擴(kuò)大電力儲(chǔ)存容量，也能保證其安全性，如，納米技術(shù)、電介質(zhì)材料等相關(guān)技術(shù)的革新，都推動(dòng)了電力儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展。對(duì)于建筑行業(yè)而言，足夠的電力能夠保證工程項(xiàng)目順利展開與進(jìn)行，保證工作質(zhì)量和進(jìn)度。5、分析電力市場(chǎng)化的意義及帶來的挑戰(zhàn)，論述英國電力市場(chǎng)POOL模式和NETA模式的主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)，你認(rèn)為中國的新一輪電力改革重點(diǎn)在哪些方面，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。答：電力市場(chǎng)化的意義；有利于達(dá)成我國電力體制改革的總體目標(biāo)即建立全國統(tǒng)一、競(jìng)爭(zhēng)開放、規(guī)范有序的電力市場(chǎng)。我國能源資源分布的不平衡性,決定了必須在全國范圍內(nèi)優(yōu)化電力資源配置,加快電網(wǎng)建設(shè),推進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)。我國正在經(jīng)歷大電網(wǎng)的互聯(lián)過程,這既是世界電力發(fā)展的共同規(guī)律,更是我國能源資源和負(fù)荷中心分布的特點(diǎn)所決定的。同時(shí),我國幅員遼闊,為了使電網(wǎng)的管理、市場(chǎng)的管理與電網(wǎng)的調(diào)度更為有效,必須實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度下的分級(jí)管理,各負(fù)其責(zé)。既有整體的統(tǒng)一性,又有管理上的分層性,形成我國發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)度和電力市場(chǎng)的管理格局。電力市場(chǎng)化的挑戰(zhàn)：（1）高效可靠的電能質(zhì)量保證體系；（2）多樣化的交易主體；（3）全面信息化的智能交易平臺(tái)；（4）安全穩(wěn)定的電力交易和電網(wǎng)運(yùn)行工況。英國電力市場(chǎng)POOL模式：特點(diǎn)：（1）對(duì)電力工業(yè)從根本上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改組，實(shí)現(xiàn)了發(fā)輸配完全分開。 （2）屬于一家輸電公司與多家發(fā)電公司、零售公司的管理模式。（3）從發(fā)電到輸配電，全部實(shí)現(xiàn)了私營(yíng)化。（4）廣泛引入競(jìng)爭(zhēng)：發(fā)電商以投標(biāo)競(jìng)價(jià)的方式進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，鼓勵(lì)新的發(fā)電商進(jìn)入市場(chǎng)，允許引入購電側(cè)的競(jìng)爭(zhēng)。（5）改革使電力生產(chǎn)的成本和電價(jià)都大幅降低，電力市場(chǎng)充滿活力。 缺點(diǎn)：（1）電力庫的管理過于集中，成員資格是強(qiáng)制性的，不利于 公平、公開、公正的原則；（2）少數(shù)發(fā)電商可以操縱電價(jià)，造成價(jià)格走勢(shì)不盡合理；（3）投標(biāo)和定價(jià)過于復(fù)雜；（4）容量費(fèi)用不能正確反映短期和長(zhǎng)期容量需求等。結(jié)構(gòu)：NETA模式 特點(diǎn)：（1）細(xì)化市場(chǎng)，引入新的市場(chǎng)體系。NETA模式主要以雙邊交易為基礎(chǔ)，由發(fā)電商自行調(diào)度所屬機(jī)組，而不再由NGC進(jìn)行集中調(diào)度，擁有遠(yuǎn)期、期貨和期權(quán)市場(chǎng)、短期雙邊市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)三級(jí)交易系統(tǒng)，外加一個(gè)結(jié)算中心。 （2）削減NGC的功能。新的機(jī)制下，NGC只負(fù)責(zé)平衡市場(chǎng)。（3）開放各類市場(chǎng)，擴(kuò)大用戶參與。 結(jié)構(gòu)：由雙邊合同形式主導(dǎo)的市場(chǎng), 合約雙方包括發(fā)電商, 配售電商, 電力用戶以及輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商; 配售電商和發(fā)電商可就未來任何時(shí)候買賣電力簽訂合同, 允許電力合同的時(shí)間跨度從當(dāng)天 到幾年以后; 輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商由國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé), 接受電力投標(biāo)競(jìng)價(jià), 無論是遠(yuǎn)期期貨市場(chǎng)還是短期雙邊市場(chǎng), 其參與主體發(fā)電商、售電商、貿(mào)易商和用戶之間均以雙邊協(xié)議貿(mào)易為基礎(chǔ), 可以任意簽訂電力買賣合同。中國新一輪電力改革重點(diǎn)應(yīng)為：（1）建立市場(chǎng)化交易體系，區(qū)分競(jìng)爭(zhēng)性和壟斷性環(huán)節(jié)，在發(fā)電側(cè)和售電側(cè)形成有效競(jìng)爭(zhēng)，充分發(fā)揮市場(chǎng)配置資源的決定性作用。（2）理順電價(jià)形成機(jī)制，逐步放開上網(wǎng)電價(jià)和銷售電價(jià)，把輸配電價(jià)與發(fā)售電價(jià)在形成機(jī)制上分開。（3）推進(jìn)發(fā)用電計(jì)劃改革，完善政府公益性調(diào)節(jié)性服務(wù)，提升需求側(cè)管理水平。（4）促進(jìn)新能源和可再生能源開發(fā)利用，積極發(fā)展分布式能源。（5）優(yōu)化電源和電網(wǎng)布局，加強(qiáng)電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，完善電力監(jiān)管措施和手段，改進(jìn)監(jiān)管方法。對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響：有利于進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，通過形成合理的電價(jià)機(jī)制及進(jìn)行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，有利于減小損耗，獲得更大收益，從而使得輸配電企業(yè)去產(chǎn)能去庫存，用戶也能減小不必要的成本，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展。6、論述電力系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃和優(yōu)化運(yùn)行所涉及的范圍、方法，以某一種優(yōu)化問題為例列出優(yōu)化模型，包括目標(biāo)函數(shù)、約束條件等。答：電力系統(tǒng)規(guī)劃就是確定在何時(shí)、何地增裝何種類型的電力設(shè)備，以達(dá)到規(guī)劃周期內(nèi)所需要的電力供給能力，在滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的前提下使電力系統(tǒng)的費(fèi)用最小。任務(wù)有：（1）負(fù)荷預(yù)測(cè)（2）電源規(guī)劃：包括短期、長(zhǎng)期電源規(guī)劃（3）電網(wǎng)規(guī)劃：包括輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)的規(guī)劃（4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行就是在滿足安全、可靠等技術(shù)指標(biāo)（如備用、穩(wěn)定性、可靠性、電壓、頻率）的要求下，盡可能提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型，即合理利用現(xiàn)有的資源和設(shè)備，以最小燃料費(fèi)用或燃料耗量或運(yùn)行成本或功率損耗等，對(duì)用戶進(jìn)行可靠且滿意地供電。如機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配、機(jī)組最優(yōu)啟停、水火點(diǎn)調(diào)度、最優(yōu)潮