电力系统新技术专题试题.docx

1、电力系统新技术专题试题电力系统新技术专题试题1、简述电力系统中新能源发电种类，各自发电的特点及其对电力系统的影响。答：（1）风力发电：建设周期短、装机规模灵活、不消耗燃料、不污染环境、占用土地少。（2）太阳能发电：无污染、无噪声，运行维护简单，使用寿命长，规模灵活，既可一家一户的分散供电也可大规模集中供电或并网运行应用几乎不受地域条件的限制资源量又非常丰富。（3）地热能发电：能源源于地球内部，地热资源类型多有水热型地质型、干热岩型、岩浆型四大类，目前主要利用的是水热型。（4）海洋能发电：如潮汐能、波浪能。由于海洋能发电站建在沿岸和海上所以不但不占用土地资源，不需迁移人口并且多具有围垦土地水产养

2、殖和旅游观光等综合效益。但一般开发环境严酷多存在风浪流等动力破坏和海水腐蚀及海生物附着所以材料要求强度高防腐性能好。（5）生物质能发电：有益于保护环境，使废弃物得到合理的利用，变废为宝，减小污染。新能源发电的电力并入国家电网的过程中会对电力系统造成一定的冲击，这是由于部分地区的新能源发电机组容量有限，只能采用缺少相对独立励磁装置的异步发电机。故在并网时会出现比额定电流大5-6倍的并网冲击电流，特别是对于容量较小的电网，数量比较大的异步发电机同时并入电网的瞬时会将电网电压大幅拉低，瞬时降低的电压会对在同一电网上运行的其他电气设备造成一定的影响，运行到一定程度之后会威胁整个电网的运行安全和稳定，风

3、电的并入造成的电网电压的下降会对电网运行的稳定性带来一定威胁。因而新能源发电并网造成频率改变和对电网稳定性会造成很大影响。2、多类型新能源发电接入电网后，对电力电量平衡和电力系统实时调度带来了什么需要研究的新问题，请提出自己的解决思路。答：（1）由于电源结构而导致的调峰调频能力问题；（2）电网资源配置能力难以满足风电基地远距离电力外送问题；（3）新能源发电及接入技术标准与检测认证体系问题；（4）新能源发电功率预测及调度决策支撑系统问题；（5）配电网建设适应新能源发电分布式接入问题解决思路：（1）提前预测各点负荷、各区负荷、全网负荷；（2）提前安排各发电厂开机方式，实时控制发电出力;（3）校验安

4、排和实时控制各输电线潮流；（4）安排配电网供电方式；（5）负荷的轻微变化通过二次调频装置自动调节；（6）利用负荷的电压、频率特性自动平衡；（7）数值天气预报的计算模型研究及建立相应的生产基地；（8）掌握风电功率精细化预测技术和太阳能发电功率预测技术，为开发新能源调度管理支持系统提供基础数据支撑；（9）建立适应不同时间框架，不同调度区域要求的新能源调度时序仿真平台，掌握新能源接入电网的优化调度技术；（10）掌握新能源调度运行控制技术，解决大规模间歇性新能源接入带给电网的调峰调频等诸多问题。3、画出利用电力网高速载波技术组成的通信网的框图，说明各框的特性和作用，及可采用的主要技术答：电力网高速载波

5、技术组成的通信网的框图特性和作用：（1） 数电线路：三相输电线路都可以用来传递高频信号，任意一相与大地间都可以组成“相-地”回路。（2） 阻波器：使两端发送的高频载波信号只在本线路内传输而不穿越到相邻线路上去，当阻波器谐振频率等于高频载波信号的频率时，对载波电流呈现极高的阻抗，从而将高频电流限制在本线路以内；而对于工频电流，阻波器仅呈现电感线圈的阻抗，不影响工频电能量传输。（3） 耦合电容器：使工频对地泄露电流极小，它的电容量极小，对工频信号呈现非常大的阻抗，同时可以防止工频电压的侵入高频机、发信机；对高频载波电流则呈现很小的阻抗，与连接滤波器共同组成带通滤波器，只允许此通带频率内的高频电流通

6、过。（4） 连接滤波器：连接滤波器与耦合电容器共同组成一个“四端网络”带通滤波器，使所选频带的高频电流能够顺利通过（5） 高频收、发信机：高频收发信机有继电保护部分控制发出预定频率的高频信号，通常是在电力系统发生故障、保护启动后发出信号，但也有采用长期发信发生故障保护启动后停信或改变信号频率的工作方式。（6） 接地开关：当检修连接滤波器时，接通接地开关，使耦合电容器下端靠接地技术：一是电力网络的传输特性；二是编码技术、调制解调技术（扩频通信、码分多址、正交频分复用(OFDM)调制技术）、抗干扰技术、提高频宽利用技术、高级抑制载波技术；三是信息的交换，即通信网络的组网技术。4、简述为电力系统在设

7、备制造、能源互联网方面的主要问题及发展趋势答：主要问题：（1）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）尽管新设备开始重视并使用新的传感器和智能组件，但是设备的安全可靠性仍没有得到明显的提高。（3）一次设备的核心专家诊断系统，还需要积累大量的运行数据，挖掘设备运行特性，研究诊断方法开发分析系统，从而实现设备诊断的智能化。（4）在传感器的使用寿命，尤其内置传感器对于主设备本体运行的影响，监测量的选择以及传感器布点方面仍有待研究。（5）一、二次设备融合性越来越高，界限越来越模糊，设备研发要多方参与，协调工作量大以及需要调

8、整研发工作思路。（6）智能设备（包括智能组件）的检测与试验标准尚未建立，国内缺少智能化装置的权威检测机构。（7）智能设备的可靠性、稳定性、整体技术性能还需要时间验证。电力系统在能源互联网方面的发展趋势：（1）智能化和自动化当前社会，计算机技术已经很大程度上改变了人们的生活方式，许多行业的工作模式也产生了变革，在时代潮流引导下，电力系统未来的发展趋势必然是智能化和自动化。首先可以在电力系统的开发、传送、使用等技术层面上，融入计算机通信信息手段，其次，在电力供应和分配中，也可以科学合理的进行调度，为用户提供个性化服务，最终使整个电力系统各个阶段，全面进入智能化、自动化时期，取代传统的人力，工作过程

9、更加安全可靠。在这样的趋势下，建筑行业应当注意到电力系统的变革会给本行业带来的转化，并把先进的技术引进到建筑工程项目的施工过程中去，提高工作效率和工程质量，保证施工进度，提升生产力。（2）可再生资源发电比例加大一些传统的供电厂发电是建立在消耗大量的资源基础上的，且往往都是如煤炭等不可再生的能源，同时，在使用过程中还会造成严重的环境污染，这种发电方式已经逐渐被淘汰出局，在人们环保意识加强后，已经着手改善供电方式。可再生资源，如风力、水力、海洋潮汐等等，日益引发人们的重视，并一再加大研发力度，一步步在电力系统中占据主要位置，也是未来电力系统的发展方向。比如太阳能和风能不仅是无污染的清洁能源，其可使

10、用开发范围广阔，很少地理条件制约，在未来发展中，会占据更大的份额与比例。利用可再生资源发电比例的加大也影响着建筑行业，转变传统的电力使用方式，有助于建筑行业节约生产成本，减少能源消耗。（3）大容量储能设备出现在电力系统发展到一定阶段后，对于电能储存设备也有了全新的要求，以满足供电工作效率和电力系统运作功能，储备足量电力可以应对用电高峰期，并且能够应对电力设施出现的意外故障等情况。同时，伴随着技术的进步，储能设备所需的原材料性能提升，不仅能扩大电力储存容量，也能保证其安全性，如，纳米技术、电介质材料等相关技术的革新，都推动了电力储能设备的发展。对于建筑行业而言，足够的电力能够保证工程项目顺利展开

11、与进行，保证工作质量和进度。5、分析电力市场化的意义及带来的挑战，论述英国电力市场POOL模式和NETA模式的主要特点、结构，你认为中国的新一轮电力改革重点在哪些方面，对国民经济会产生怎样的影响。答：电力市场化的意义；有利于达成我国电力体制改革的总体目标即建立全国统一、竞争开放、规范有序的电力市场。我国能源资源分布的不平衡性,决定了必须在全国范围内优化电力资源配置,加快电网建设,推进全国联网。我国正在经历大电网的互联过程,这既是世界电力发展的共同规律,更是我国能源资源和负荷中心分布的特点所决定的。同时,我国幅员辽阔,为了使电网的管理、市场的管理与电网的调度更为有效,必须实行统一调度下的分级管理

12、,各负其责。既有整体的统一性,又有管理上的分层性,形成我国发电、电网调度和电力市场的管理格局。电力市场化的挑战：（1）高效可靠的电能质量保证体系；（2）多样化的交易主体；（3）全面信息化的智能交易平台；（4）安全稳定的电力交易和电网运行工况。英国电力市场POOL模式：特点：（1）对电力工业从根本上进行了结构改组，实现了发输配完全分开。（2）属于一家输电公司与多家发电公司、零售公司的管理模式。（3）从发电到输配电，全部实现了私营化。（4）广泛引入竞争：发电商以投标竞价的方式进行竞争，鼓励新的发电商进入市场，允许引入购电侧的竞争。（5）改革使电力生产的成本和电价都大幅降低，电力市场充满活力。缺点：

13、（1）电力库的管理过于集中，成员资格是强制性的，不利于公平、公开、公正的原则；（2）少数发电商可以操纵电价，造成价格走势不尽合理；（3）投标和定价过于复杂；（4）容量费用不能正确反映短期和长期容量需求等。结构：NETA模式特点：（1）细化市场，引入新的市场体系。NETA模式主要以双边交易为基础，由发电商自行调度所属机组，而不再由NGC进行集中调度，拥有远期、期货和期权市场、短期双边市场和平衡市场三级交易系统，外加一个结算中心。（2）削减NGC的功能。新的机制下，NGC只负责平衡市场。（3）开放各类市场，扩大用户参与。结构：由双边合同形式主导的市场,合约双方包括发电商,配售电商,电力用户以及输电

14、系统运营商;配售电商和发电商可就未来任何时候买卖电力签订合同,允许电力合同的时间跨度从当天到几年以后;输电系统运营商由国家电网公司负责,接受电力投标竞价,无论是远期期货市场还是短期双边市场,其参与主体发电商、售电商、贸易商和用户之间均以双边协议贸易为基础,可以任意签订电力买卖合同。中国新一轮电力改革重点应为：（1）建立市场化交易体系，区分竞争性和垄断性环节，在发电侧和售电侧形成有效竞争，充分发挥市场配置资源的决定性作用。（2）理顺电价形成机制，逐步放开上网电价和销售电价，把输配电价与发售电价在形成机制上分开。（3）推进发用电计划改革，完善政府公益性调节性服务，提升需求侧管理水平。（4）促进新能

15、源和可再生能源开发利用，积极发展分布式能源。（5）优化电源和电网布局，加强电网统筹规划，完善电力监管措施和手段，改进监管方法。对国民经济的影响：有利于进一步优化资源配置，通过形成合理的电价机制及进行供给侧结构性改革，有利于减小损耗，获得更大收益，从而使得输配电企业去产能去库存，用户也能减小不必要的成本，实现国民经济的高效发展。6、论述电力系统优化规划和优化运行所涉及的范围、方法，以某一种优化问题为例列出优化模型，包括目标函数、约束条件等。答：电力系统规划就是确定在何时、何地增装何种类型的电力设备，以达到规划周期内所需要的电力供给能力，在满足各项技术指标的前提下使电力系统的费用最小。任务有：（1）负荷预测（2）电源规划：包括短期、长期电源规划（3）电网规划：包括输电网、配电网的规划（4）技术经济评价电力系统优化运行就是在满足安全、可靠等技术指标（如备用、稳定性、可靠性、电压、频率）的要求下，尽可能提高运行的经济型，即合理利用现有的资源和设备，以最小燃料费用或燃料耗量或运行成本或功率损耗等，对用户进行可靠且满意地供电。如机组负荷经济分配、机组最优启停、水火点调度、最优潮流、无功优化，配电网重构等。主要算法有：线性与非线性规划、动态规划、多目标规划、整数规划。以费用最小的优化问题为例（单一目标函数优化模型）目标函数为：约束条件：s.t.