電力系統(tǒng)自動化基礎(chǔ)知識題庫電力系統(tǒng)自動化是保障電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行的核心技術(shù)體系，涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電全環(huán)節(jié)的自動監(jiān)測、控制與優(yōu)化。本題庫圍繞其核心知識點設(shè)計，助力從業(yè)者、學習者夯實理論基礎(chǔ)，提升專業(yè)認知。第一章基礎(chǔ)概念與原理一、選擇題1.電力系統(tǒng)自動化的核心目標不包括以下哪項？A.提高供電可靠性B.降低運維成本C.增加電網(wǎng)損耗D.優(yōu)化電能質(zhì)量解析：電力系統(tǒng)自動化通過精準控制減少能量損耗，而非“增加損耗”，故選C。2.以下屬于電力系統(tǒng)自動化“四遙”功能的是？A.遙測、遙控、遙信、遙調(diào)B.遙測、遙感、遙信、遙調(diào)C.遙測、遙控、遙視、遙調(diào)D.遙測、遙控、遙信、遙測解析：“四遙”指遙測（采集電氣/非電氣量數(shù)據(jù)）、遙控（遠程操作設(shè)備）、遙信（采集開關(guān)/保護狀態(tài)）、遙調(diào)（遠程調(diào)整設(shè)備參數(shù)），對應(yīng)選項A。二、判斷題1.電力系統(tǒng)自動化僅作用于輸電環(huán)節(jié)，對發(fā)電、配電環(huán)節(jié)影響有限。（錯誤）解析：電力系統(tǒng)自動化覆蓋全環(huán)節(jié)（如發(fā)電側(cè)的AGC、配電側(cè)的饋線自動化），需全流程協(xié)同控制。2.自動重合閘屬于電力系統(tǒng)自動化的保護類功能，可提高供電可靠性。（正確）解析：故障跳閘后，自動重合閘嘗試合閘（若為瞬時故障則恢復供電），是典型的自動化保護措施。三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)自動化中“能量管理系統(tǒng)（EMS）”的主要功能。答：EMS整合電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)與分析模型，核心功能包括：數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視（SCADA）：實時采集電網(wǎng)運行參數(shù)（電壓、功率、開關(guān)狀態(tài)等）；發(fā)電調(diào)度：含發(fā)電計劃、經(jīng)濟調(diào)度、自動發(fā)電控制（AGC），優(yōu)化機組出力以維持頻率穩(wěn)定；負荷預測：結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、氣象等預測負荷，輔助調(diào)度決策；狀態(tài)估計：通過冗余數(shù)據(jù)估計電網(wǎng)實時狀態(tài)（如節(jié)點電壓、支路功率），修正量測誤差；安全分析：仿真故障場景，評估電網(wǎng)穩(wěn)定性，生成預控策略；自動電壓控制（AVC）：協(xié)調(diào)無功資源，維持電網(wǎng)電壓水平，降低網(wǎng)損。第二章系統(tǒng)組成與架構(gòu)一、選擇題1.電力系統(tǒng)自動化的硬件核心不包括？A.測控裝置B.通信網(wǎng)絡(luò)C.辦公電腦D.保護裝置解析：辦公電腦為日常辦公設(shè)備，非自動化硬件核心（測控、通信、保護裝置是核心硬件），故選C。2.以下屬于電力系統(tǒng)二次設(shè)備的是？A.變壓器B.斷路器C.繼電保護裝置D.母線解析：二次設(shè)備負責監(jiān)測、控制、保護（如繼電保護裝置）；變壓器、斷路器、母線是直接參與電能傳輸?shù)囊淮卧O(shè)備，故選C。二、判斷題1.電力系統(tǒng)自動化的通信網(wǎng)絡(luò)只需滿足“可靠性”要求，對“實時性”無嚴格限制。（錯誤）解析：電網(wǎng)故障處理、控制指令傳輸需毫秒級響應(yīng)（如保護動作、AGC調(diào)節(jié)），通信網(wǎng)絡(luò)需同時滿足高可靠性、高實時性、高安全性（如IEC____光纖以太網(wǎng)）。2.變電站自動化系統(tǒng)中，間隔層設(shè)備直接與一次設(shè)備連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制。（正確）解析：變電站自動化分“站控層-間隔層-過程層”，間隔層設(shè)備（如測控單元、保護裝置）通過過程層網(wǎng)絡(luò)與一次設(shè)備（斷路器、互感器）交互，完成數(shù)據(jù)采集、控制與保護。三、簡答題1.對比電力系統(tǒng)一次設(shè)備與二次設(shè)備的功能差異。答：一次設(shè)備：直接參與電能生產(chǎn)、傳輸、分配的設(shè)備（如發(fā)電機、變壓器、斷路器、母線），承擔電能轉(zhuǎn)換、通斷、傳輸任務(wù)；二次設(shè)備：為一次設(shè)備服務(wù)的輔助設(shè)備，負責監(jiān)測（遙測、遙信）、控制（遙控、遙調(diào)）、保護（繼電保護）、計量（如電度表），通過采集一次設(shè)備數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對一次設(shè)備的監(jiān)控與保護，保障電網(wǎng)安全運行（如測控裝置、保護裝置、自動化終端）。第三章核心技術(shù)與算法一、選擇題1.自動發(fā)電控制（AGC）的主要控制目標是？A.維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定B.控制母線電壓C.監(jiān)測設(shè)備溫度D.統(tǒng)計電能質(zhì)量解析：AGC通過調(diào)整發(fā)電機組出力，維持電網(wǎng)頻率（及聯(lián)絡(luò)線功率）在額定范圍，故選A。2.以下屬于電力系統(tǒng)狀態(tài)估計算法的是？A.最小二乘法B.快速傅里葉變換C.遺傳算法D.小波變換解析：狀態(tài)估計以SCADA冗余數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過最小二乘法（或其改進算法）估計電網(wǎng)實時狀態(tài)（電壓、功率等），故選A。二、判斷題1.電力系統(tǒng)自動化中，“負荷預測”僅需考慮歷史用電數(shù)據(jù)，無需結(jié)合氣象、政策因素。（錯誤）解析：負荷預測需綜合歷史數(shù)據(jù)、氣象（如氣溫影響空調(diào)負荷）、政策（如工業(yè)限電）、節(jié)假日等多維度因素，采用時間序列、機器學習等算法提高精度。2.配電網(wǎng)自動化中的“饋線自動化”可實現(xiàn)故障區(qū)段自動隔離與非故障區(qū)段快速供電。（正確）解析：饋線自動化通過智能開關(guān)、FTU（饋線終端單元）與通信網(wǎng)絡(luò)，在故障時快速定位、隔離故障區(qū)段，恢復非故障區(qū)段供電，縮短停電時間。三、簡答題1.簡述電力系統(tǒng)“自動電壓控制（AVC）”的分層控制架構(gòu)及各層功能。答：AVC采用分層控制架構(gòu)（電廠層、區(qū)域電網(wǎng)層、省級電網(wǎng)層），協(xié)同優(yōu)化無功資源：電廠層：協(xié)調(diào)機組勵磁系統(tǒng)、調(diào)相機等，實現(xiàn)廠內(nèi)無功優(yōu)化，維持機端電壓穩(wěn)定；區(qū)域電網(wǎng)層：基于區(qū)域無功平衡，優(yōu)化調(diào)整無功補償裝置（電容器、電抗器）、有載調(diào)壓變壓器分接頭，維持區(qū)域電壓水平；省級電網(wǎng)層：從全網(wǎng)角度優(yōu)化無功潮流，協(xié)調(diào)各區(qū)域無功資源，實現(xiàn)全網(wǎng)電壓最優(yōu)，降低網(wǎng)損。各層通過通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，實現(xiàn)無功資源的分層、分區(qū)、分級控制。第四章典型應(yīng)用場景一、選擇題1.以下屬于配電自動化應(yīng)用的是？A.風電場功率預測B.變電站視頻監(jiān)控C.臺區(qū)線損分析D.發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)解析：臺區(qū)線損分析是配電側(cè)自動化應(yīng)用（監(jiān)測低壓臺區(qū)線損，定位異常）；風電場預測、勵磁調(diào)節(jié)屬發(fā)電側(cè)，變電站監(jiān)控屬變電側(cè)，故選C。2.智能變電站與傳統(tǒng)變電站的核心差異在于？A.一次設(shè)備全部更換B.采用數(shù)字化通信（如IEC____）C.占地面積更大D.運維人員更多解析：智能變電站通過IEC____標準實現(xiàn)二次設(shè)備數(shù)字化通信、信息共享（一次設(shè)備可智能化改造，無需全部更換），故選B。二、判斷題1.電力系統(tǒng)自動化在“需求側(cè)響應(yīng)”中，可通過引導用戶調(diào)整用電時段，實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷。（正確）解析：需求側(cè)響應(yīng)通過電價激勵、負荷控制等手段，引導用戶“高峰少用、低谷多用”，優(yōu)化電網(wǎng)負荷曲線，降低峰谷差。2.特高壓輸電線路的自動化監(jiān)測僅需關(guān)注線路電流、電壓，無需考慮氣象條件。（錯誤）解析：特高壓線路需監(jiān)測覆冰、舞動、微風振動等氣象-力學耦合現(xiàn)象（通過覆冰傳感器、視頻監(jiān)測結(jié)合氣象數(shù)據(jù)），預防斷線、倒塔事故。三、簡答題1.結(jié)合實例說明電力系統(tǒng)自動化在“新能源并網(wǎng)”中的作用。答：新能源（風電、光伏）具有間歇性、隨機性，并網(wǎng)依賴自動化技術(shù)支撐：功率預測：通過氣象模型、歷史數(shù)據(jù)預測出力，提前優(yōu)化調(diào)度（如調(diào)整火電機組備用、安排儲能充放電）；并網(wǎng)控制：采用虛擬同步機、慣量控制，使新能源機組具備調(diào)頻、調(diào)壓能力，模擬傳統(tǒng)機組特性；消納優(yōu)化：通過AGC、AVC協(xié)調(diào)跨區(qū)域電網(wǎng)，優(yōu)化輸電通道潮流，結(jié)合儲能、需求側(cè)響應(yīng)提高消納（如甘肅風電基地通過特高壓+儲能實現(xiàn)大規(guī)模外送）；故障穿越：自動化保護系統(tǒng)確保故障時（如電壓跌落）機組保持并網(wǎng)，故障恢復后快速重啟。實例：某風電場通過SCADA實時監(jiān)測風速、機組狀態(tài)，結(jié)合區(qū)域EMS的功率預測與調(diào)度指令，自動調(diào)整風機出力——既保障風電利用，又維持電網(wǎng)頻率、電壓穩(wěn)定。第五章發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)一、選擇題1.電力系統(tǒng)自動化的未來發(fā)展方向不包括？A.數(shù)字化（數(shù)字孿生電網(wǎng)）B.去中心化（分布式控制）C.封閉化（減少外部交互）D.智能化（AI+大數(shù)據(jù)）解析：未來電網(wǎng)需開放互聯(lián)（如能源互聯(lián)網(wǎng)），“封閉化”不符合趨勢，故選C。2.數(shù)字孿生電網(wǎng)的核心價值是？A.構(gòu)建電網(wǎng)虛擬模型，實現(xiàn)“虛實映射、雙向交互”B.替代實體電網(wǎng)運行C.降低電網(wǎng)建設(shè)成本D.僅用于展示電網(wǎng)結(jié)構(gòu)解析：數(shù)字孿生通過實時數(shù)據(jù)驅(qū)動虛擬模型，實現(xiàn)物理電網(wǎng)與虛擬模型的同步、交互，支持仿真、預警、優(yōu)化決策，故選A。二、判斷題1.人工智能在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用，可完全替代人類專家的決策。（錯誤）解析：AI可輔助數(shù)據(jù)分析、故障診斷，但電網(wǎng)運行涉及安全、政策等復雜因素，需人類專家結(jié)合經(jīng)驗與AI建議做出最終決策（二者協(xié)同而非替代）。2.電力系統(tǒng)自動化的“源網(wǎng)荷儲一體化”模式，強調(diào)發(fā)電、電網(wǎng)、負荷、儲能的協(xié)同優(yōu)化。（正確）解析：源網(wǎng)荷儲一體化通過自動化系統(tǒng)整合分布式電源、電網(wǎng)、柔性負荷、儲能，實現(xiàn)能量雙向流動、供需實時匹配（如工業(yè)園區(qū)微電網(wǎng)協(xié)調(diào)光伏、儲能、充電樁與工業(yè)負荷）。三、簡答題1.分析電力系統(tǒng)自動化面臨的“網(wǎng)絡(luò)安全”挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略。答：挑戰(zhàn)：①攻擊面擴大：自動化系統(tǒng)依賴通信網(wǎng)絡(luò)（如SCADA、IEC____），易受黑客攻擊（如APT攻擊、虛假數(shù)據(jù)注入）；②設(shè)備異構(gòu)性：不同廠商、老舊設(shè)備（如RTU）安全防護不足，存在漏洞；③攻擊隱蔽性：攻擊易偽裝為正常操作（如篡改狀態(tài)估計數(shù)據(jù)），難以及時發(fā)現(xiàn)。應(yīng)對策略：①安全架構(gòu)：采用“縱深防御”（物理層：電磁屏蔽；網(wǎng)絡(luò)層：防火墻、IDS/IPS；應(yīng)用層：安全認證、數(shù)據(jù)加密）；②設(shè)備安全：固件升級、漏洞掃描，采用“白名單”限制設(shè)備通信；③監(jiān)測與響應(yīng)：部署