2025年電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)原理試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與狀態(tài)估計(jì)的核心模塊是（）。A.人機(jī)交互界面B.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)C.網(wǎng)絡(luò)分析軟件D.通信前置機(jī)答案：C2.以下不屬于遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約中“四遙”功能的是（）。A.遙測(cè)B.遙調(diào)C.遙控D.遙視答案：D3.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的主要目標(biāo)是（）。A.維持系統(tǒng)頻率偏差在允許范圍內(nèi)B.提高線路輸送容量C.降低短路電流水平D.優(yōu)化變壓器分接頭檔位答案：A4.同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列時(shí)，必須滿足的條件不包括（）。A.電壓幅值差≤5%額定電壓B.頻率差≤0.2HzC.相角差≤10°D.發(fā)電機(jī)有功功率≥額定功率的10%答案：D5.饋線自動(dòng)化（FA）中，“電壓-時(shí)間型”模式的核心特征是（）。A.依賴主站集中控制B.通過(guò)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)序?qū)崿F(xiàn)故障隔離C.僅適用于輻射狀電網(wǎng)D.需配置光纖通信設(shè)備答案：B6.同步相量測(cè)量單元（PMU）的關(guān)鍵技術(shù)是（）。A.高精度授時(shí)（GPS/北斗）B.無(wú)功功率快速補(bǔ)償C.短路電流限制D.諧波抑制答案：A7.智能變電站區(qū)別于傳統(tǒng)變電站的核心特征是（）。A.采用電磁式互感器B.基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)信息建模C.僅支持硬接線通信D.保護(hù)裝置獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)答案：B8.配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要目標(biāo)不包括（）。A.縮短故障停電時(shí)間B.提高分布式電源接納能力C.降低輸電線路損耗D.實(shí)現(xiàn)220kV線路的縱聯(lián)保護(hù)答案：D9.備用電源自動(dòng)投入裝置（備自投）動(dòng)作的必要條件是（）。A.工作電源電壓正常B.備用電源無(wú)壓C.工作電源開(kāi)關(guān)已跳開(kāi)D.系統(tǒng)發(fā)生三相短路答案：C10.廣域保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)是（）。A.本地保護(hù)裝置的快速動(dòng)作B.全網(wǎng)同步相量測(cè)量信息C.超高壓線路的電容電流補(bǔ)償D.發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵(lì)能力答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的“四遙”功能中，“遙調(diào)”指的是對(duì)（）的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。答案：有載調(diào)壓變壓器分接頭或無(wú)功補(bǔ)償裝置2.遠(yuǎn)動(dòng)終端裝置的英文縮寫是（）。答案：RTU3.AGC控制中，區(qū)域控制誤差（ACE）的計(jì)算公式為（）。答案：ACE=ΔP+K·Δf（ΔP為聯(lián)絡(luò)線功率偏差，K為頻率偏差系數(shù)）4.同步發(fā)電機(jī)自同期并列的操作步驟是：先（），再（），最后合斷路器。答案：加勵(lì)磁；轉(zhuǎn)速接近額定值5.饋線自動(dòng)化的兩種主要模式是（）和（）。答案：集中型；就地型6.PMU裝置輸出的同步相量數(shù)據(jù)包含（）、（）和（）信息。答案：電壓相量；電流相量；頻率7.智能變電站的“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)中，“三層”指（）、（）和（）。答案：站控層；間隔層；過(guò)程層8.配電網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)常用的技術(shù)有（）、（）和電力線載波（PLC）。答案：光纖通信；無(wú)線公網(wǎng)（或無(wú)線專網(wǎng)）9.備自投裝置的動(dòng)作時(shí)間通常整定為（），以避免系統(tǒng)瞬時(shí)故障時(shí)誤動(dòng)。答案：0.5~1.5秒10.廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）的核心設(shè)備包括（）和（）。答案：PMU；主站分析系統(tǒng)三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述SCADA系統(tǒng)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的主要功能。答案：SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）的核心功能包括：①實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集（遙測(cè)、遙信），獲取電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；②設(shè)備監(jiān)控（遙控、遙調(diào)），實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)分合、變壓器調(diào)檔等操作；③越限報(bào)警與事件記錄，對(duì)異常數(shù)據(jù)（如過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷）觸發(fā)告警；④歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與統(tǒng)計(jì)，為運(yùn)行分析提供依據(jù)；⑤人機(jī)界面（HMI），以圖形、報(bào)表形式展示電網(wǎng)狀態(tài)。2.說(shuō)明電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的工作原理。答案：AGC通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組出力，維持系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率在計(jì)劃值附近。具體流程：①調(diào)度主站接收各區(qū)域的頻率偏差（Δf）和聯(lián)絡(luò)線功率偏差（ΔP），計(jì)算區(qū)域控制誤差（ACE=ΔP+K·Δf）；②根據(jù)ACE的符號(hào)和幅值，確定需要調(diào)整的機(jī)組（通常選擇調(diào)節(jié)性能好的調(diào)頻機(jī)組）；③向機(jī)組發(fā)送調(diào)整指令（增/減出力），直至ACE趨近于0；④考慮機(jī)組爬坡速率、容量限制等約束，確保調(diào)整過(guò)程安全。3.智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別有哪些？答案：①通信方式：傳統(tǒng)變電站采用硬接線（4~20mA模擬量、空接點(diǎn)），智能變電站基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)SV（采樣值）、GOOSE（面向通用對(duì)象的變電站事件）報(bào)文實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信；②設(shè)備形態(tài)：傳統(tǒng)變電站使用電磁式互感器（CT/PT），智能變電站采用電子式互感器（ECT/EVT）或合并單元；③系統(tǒng)集成：傳統(tǒng)變電站保護(hù)、測(cè)控、監(jiān)控功能獨(dú)立，智能變電站通過(guò)統(tǒng)一信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能集成；④運(yùn)維方式：智能變電站支持設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、狀態(tài)檢修，傳統(tǒng)變電站依賴定期檢修。4.饋線自動(dòng)化（FA）實(shí)現(xiàn)故障處理的主要步驟是什么？答案：①故障檢測(cè)：通過(guò)饋線終端（FTU）或開(kāi)關(guān)本體傳感器采集電流、電壓數(shù)據(jù)，判斷故障（如過(guò)流、失壓）；②故障隔離：若為集中型FA，主站根據(jù)FTU上報(bào)的故障信息（如故障電流方向）定位故障區(qū)段，下發(fā)指令跳開(kāi)相關(guān)開(kāi)關(guān)；若為就地型FA（如電壓-時(shí)間型），通過(guò)開(kāi)關(guān)的延時(shí)動(dòng)作邏輯（先分后合）隔離故障；③非故障區(qū)段恢復(fù)供電：隔離后，主站或就地裝置合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，將非故障負(fù)荷轉(zhuǎn)由備用電源供電；④故障信息記錄：存儲(chǔ)故障時(shí)間、類型、開(kāi)關(guān)動(dòng)作序列，供事后分析。5.廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）在電力系統(tǒng)中有哪些典型應(yīng)用場(chǎng)景？答案：①系統(tǒng)穩(wěn)定分析：利用同步相量數(shù)據(jù)（如功角、頻率）監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)低頻振蕩，識(shí)別振蕩模式（如區(qū)域間振蕩）；②緊急控制：當(dāng)檢測(cè)到功角失穩(wěn)時(shí)，觸發(fā)切機(jī)、切負(fù)荷等控制措施；③狀態(tài)估計(jì)：結(jié)合PMU的高精度相量數(shù)據(jù)，提高電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性；④保護(hù)優(yōu)化：為廣域后備保護(hù)提供全網(wǎng)信息，解決傳統(tǒng)后備保護(hù)的配合問(wèn)題；⑤新能源并網(wǎng)支持：監(jiān)測(cè)新能源電站的功角、電壓波動(dòng)，輔助制定并網(wǎng)控制策略。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某地區(qū)電網(wǎng)新能源（風(fēng)電、光伏）裝機(jī)占比達(dá)40%，分析其對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的影響及應(yīng)對(duì)措施。答案：影響：①數(shù)據(jù)采集復(fù)雜度增加：新能源出力具有間歇性、隨機(jī)性，需新增對(duì)氣象數(shù)據(jù)（風(fēng)速、光照）、電站功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的采集；②控制難度提升：傳統(tǒng)AGC依賴可控機(jī)組，新能源機(jī)組的調(diào)節(jié)能力有限（如光伏夜間無(wú)出力），可能導(dǎo)致頻率偏差增大；③狀態(tài)估計(jì)誤差：新能源電站的逆變器輸出特性與同步發(fā)電機(jī)不同，傳統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)模型需修正；④通信壓力：新能源電站分布廣（如分散式光伏），需增加通信節(jié)點(diǎn)，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲或丟包。應(yīng)對(duì)措施：①優(yōu)化數(shù)據(jù)采集模塊：集成氣象預(yù)測(cè)系統(tǒng)（如WRF模式）、新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)（基于AI的短期預(yù)測(cè)），提升出力預(yù)測(cè)精度；②改進(jìn)AGC策略：引入“常規(guī)機(jī)組+儲(chǔ)能+可調(diào)節(jié)負(fù)荷”的聯(lián)合調(diào)節(jié)模式，利用儲(chǔ)能快速響應(yīng)特性平抑新能源波動(dòng)；③升級(jí)狀態(tài)估計(jì)算法：采用適應(yīng)電力電子設(shè)備的混合狀態(tài)估計(jì)模型（同步發(fā)電機(jī)+逆變器模型）；④強(qiáng)化通信保障：推廣5G/工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）技術(shù)，提高新能源電站與主站的通信可靠性，降低延遲。2.某10kV配電網(wǎng)采用集中型饋線自動(dòng)化（FA），接線方式為單電源輻射狀，包含開(kāi)關(guān)S1（電源側(cè)）、S2、S3（負(fù)荷側(cè)），其中S2與S3之間發(fā)生永久性短路故障。試分析FA系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程及需要注意的關(guān)鍵問(wèn)題。答案：動(dòng)作過(guò)程：①故障發(fā)生后，S1保護(hù)（過(guò)流保護(hù)）動(dòng)作跳閘，S1開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，故障點(diǎn)所在饋線失壓；②各FTU（S1、S2、S3）檢測(cè)到電流突變，S2FTU上報(bào)“故障電流正向”（由電源側(cè)流向負(fù)荷側(cè)），S3FTU上報(bào)“無(wú)故障電流”（因故障點(diǎn)在S2-S3之間，S3下游無(wú)電流）；③主站FA模塊根據(jù)FTU信息定位故障區(qū)段為S2-S3之間；④主站下發(fā)指令，跳開(kāi)S2、S3開(kāi)關(guān)（隔離故障區(qū)段）；⑤主站檢查備用電源（如相鄰饋線的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)S4）是否可用，若備用電源電壓正常，下發(fā)指令合上S4開(kāi)關(guān)，恢復(fù)S3下游非故障負(fù)荷的供電；⑥S1開(kāi)關(guān)重合（若配置重合閘），因故障為永久性，重合失敗，保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。關(guān)鍵問(wèn)題：①通信可靠性：FTU與主站的通信延遲需≤2