电力系统远动及调度自动化.docx
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电力系统远动及调度自动化
第一章绪论
1、电力系统调度自动化的基本任务：
1控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；
2在缺电状态下做好负荷管理；
3在事故状态下迅速消除故障的影响和恢复正常供电。
电网调度自动化应有的功能：
SCADA功能（数据采集和监控功能）、AGC功能（自动发电控制功能）、EDC功能（经济调度控制功能）、EMS功能（能量管理功能）
电力系统运行的基本要求：
1、保证安全可靠地供电；
2、要有合格的电能质量；
3、要有良好的经济性。
第二章电力系统数据检测基本技术
霍尔模块的特点：
1、一二次完全绝缘，绝缘电压一般在2-12KV，特殊情况能达到20—50KV；
2、响应速度非常快，一般小于1卩s,相差几乎为零；
3、由于它是磁势平衡反馈式，故不管一二次电流，一二次电压为任何波形均可测量，
0—50KHz精度达0.5%,50—100KHz精度达1%
4、过载能力强,过载达20倍,不损坏,一二次之间电容很弱,共模影响可以忽略；
5、既可以测量电流,也可测电压、功率。
RTU的远方功能：
1、遥测：
即远程测量。
将采集到的被监控发电厂或变电所的主要参数按规约传送给调度中心。
这些参数包括发电机组、变压器、调相机组、变压器、输电线、配电线等通过的有功和无功。
重要支路和重要母线的电压等。
2、遥信：
即远程信号。
将采集到的被监控发电厂或变电站的设备状态信号,按照规约传送给调度中心。
3、遥控：
远程命令。
它是从调度中心发出改变运行设备状况的命令。
4、遥调：
即远程调节。
它是从调度中心发出命令,实现远方调整发电厂或变电所的运行参数。
另外还有数字值、计数脉冲、事件顺序记录、电力系统同统一时钟、转发、适合多种规约的数据远传等功能
2-1何谓四遥功能？
RTU在四遥中的作用是什么？
所谓四遥功能是指遥测、遥信、遥控和遥调。
RTU在遥测方面的主要作用是采集并传送电力系统运行的实时参数；在遥信方面的主要作用是采集并传送电力系统中继电保护和自动装置的动作信息、断路器和隔离开关的状态信息等；在遥控方面的主要作用是接收并执行调度员从主站发送的命令,并完成对断路器的分闸或合闸操作；在遥调方面的主要功能是接收并执行调度员或主站计算机发送的遥调命令,调整发电机的有功出力或无功出力等。
2-2简述电网监控系统中的模拟量和数字量采集的原理及各自应用场合。
电网监控系统中模拟量采集是把电网现场的模拟量信号（如电压、电流、有功功率、无功功率等）转换成计算机可以接收的数字量信号。
其采集过程是将传感器送来的模拟信号经过信号调理，有的要经放大、滤波、保持、多路开关分时采样后，经模/数转换进入计算机。
模
拟量采集用于处理电网中的模拟量信号。
电网监控系统中数字量采集是把电网现场的数字信号转换成计算机能够接受的数字信号形式。
其采集通道把现场数字信号通过适当的信号调节电路调整后，再将信号通过接口电路进入计算机。
数字量采集用于处理电网中的数字信号，如数字式传感器信号、开关信号、状态开闭、限值的高低或脉冲信号等。
2-3在采用多路开关进行顺序采样，利用傅立叶算法计算有功无功功率时，为什么会产生误差，如何校正？
利用傅立叶算法计算有功无功功率时，常常需要输入三相电压、三相或两相电流。
当采用多路转换开关进行顺序采样时，前后两路之间存在时间差Dt，该时间差对于电流、电压有效值的计算无多大影响，因为对于全波傅立叶算法它们只需一个周期内的规定采样值即可计算，但该时间差会影响前后两路量的相位关系，造成相位偏差。
假定Dt时间内的角度为Dj=2pfDt，若采样的电压电流分别为Uab,Ubc,Uac,Ia,Ic，那么当按顺序依次采样时，其相位偏差分别为Dj、2Dj、3Dj、4Dj。
相
位偏差将引起有功无功功率计算误差。
这种误差可以采用移相法进行校正。
2-4为什么要设置模拟量阀值？
以简图说明。
在远动通信中，厂站端的模拟量通常需经远动装置收集后传送到调度中心。
但厂站端有一些模拟量平时变化不大，且对其采集精度要求也不太高。
如果这些量变化不太大，甚至无变化，也向调度中心传送，一是不必要，二是增加了远动装置处理数据的负担，降低信道的传输效率。
为了提高装置效率和信道利用率，在处理这类模拟量时，可设置相应的“阀值”，只有变化量超过这个“阀值”时才传送，小于或等于“阀值”就不传送。
可以大大减少信息传送量，提高传输效率。
到H点处，发生一个事件。
2-5RTU的基本功能是什么？
RTU的功能可分为远方功能和当地功能，其基本功能
有：
（1）远方功能
1）遥测，即远程测量。
它是将采集到的被监控发电厂或变电所的主要参数按规约传送给调度中心。
2）遥信，即远程信号。
它是将采集到的被监控发电厂或变电所的设备状态信号，按规约传送给调度中心。
3）遥控，即远程命令。
它是从调度中心发出命令以改变远方运行设备状态。
4）遥调，即远程调节。
它是从调度中心发出命令实现远方调整发电厂或变电所的运行参数。
5）事件顺序记录。
当发生遥信状态变位时，记录发生遥信变位的时刻、变位开关或变位设备序号，组成事件记录信息向调度中心传送。
6）电力系统统一时钟。
实现整个电力系统时钟的统一。
7）转发功能。
接受别的RTU送来的远动信息，根据上级调度的需要，按规约编辑组装后转发给指定的调度中心。
8）适合多种规约的数据远传。
为了适应与几个调度中心的通信，RTU必须能运行相应的CDT和POLLING通信规约。
（2）当地功能
RTU的当地功能是指RTU通过自身或连接的显示、记录设备，就地实现对电网的监视和控制的能力，它主要包括：
CRT显示、汉字报表打印、本机键盘/显示器以及RTU的自检与自调功能等。
第三章远动装置的功能模块及微机远动装置
1、设置模拟量阈值的意义：
（读预）
1在RTU采集的一些模拟量（如厂站母线电压），通常情况下变化不大，如果向调度中心传送，会增加装置处理数据的负担。
2为了提高装置效率和信道利用率，在处理这种量时，采用设置阀值的方法，只有变化量超过阀值才传送，小于或等于阈值不传送。
2、试写出一阶递归数字滤波器的方程式，并画出其结构图
y（n）=ax（n）+（-a）y（n1），其中a为滤波系数。
3-
1简述光电耦合隔离的工作原理及优点。
光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳内组成的，
输入端，光敏三极管的集电极和发射极作为光电耦合器的输出端，电气联系，只是通过光信号联系，实现了电气隔离。
在工作中，即使是在干扰电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而可有效地抑制干扰信号。
光电耦合器体积小，成本低，实现容易，具有较好的抗干扰能力，提供了较好的带宽，较快的响应速度，输入输出之间的绝缘耐压可达上千伏。
3-2模/数转换芯片如何用于单极性输入电压和双极性输入电压？
简述原理。
模/数转换芯片大多是按单极性输入电压设计的，对单极性输入电压，例如：
输入电压为
0~+UF，可将其直接接入模/数转换芯片的模拟量输入端，如下图所示（无虚线连接部分）。
在Ui为0时，模数转换器的输出为全0。
Ui为+UF时，设此时模数转换器的输出为满码，即为全1。
则输入电压从0变到+UF，模/数转换器的输出为从零变到满量程。
对于双极性输入电压可在上述基础上采用附加偏移电流的办法，如下图所示，接入虚线部分的偏移电路，使偏移电流为单极性情况下满量程之半，它由基准电压经电阻供给。
当输入电压Ui从-变
到+时，模/数转换器的输出从零变到满量程值，从而实现了双极性电压输入。
3-3简述模拟量多路开关的作用，在模/数转换器之间为何不需要配置采样保持电路？
在采用共享A/D的多路模拟量采集输入通道中，通常要采用模拟量多路开关，其作用是实现n选1操作，即利用多路开关将n路输入模拟量依次地切换到A/D，进行模/数转换成
数字量再进入CPU。
在采用电量变送器的模拟量采集通道中，之所以不需要配置采样保持电路，原因主要是：
远动装置中，多采用的是逐次逼近式的A/D，这种A/D转换速度比较
快。
另外，因电量变送器送来的模拟量的变化速度一般是比较缓慢的，在进行一次模/数转
换期间，模拟量几乎没有什么变化，没有采样保持电路，对A/D转换精度几乎没有影响。
（注意：
应将原题中的“在模/数转换器之间为何不需要配置采样保持电路？
”改为“在采用电量变送器的模拟量采集通道中为何不需要配置采样保持电路？
”。
因为对于交流瞬时值采样电路，即不采用电量变送器的情况，在采集通道中是需要配置采样保持电路。
）
3-4简述递归数字滤波的原理。
递归数字滤波是一种其输出既与输入值有关，还和以往的输出值有关的滤波算法程序。
其滤波算法可写成如下形式：
由上式可看出，第n次滤波输出不仅取决于N+1项输入值，还取决于以往的输出值，使其不断递归地确定数字滤波的输出。
3-6何为立即记时法，为何采用立即记时法记录的时间也可能比实际的变位时间完Ts？
所谓立即记时法是指当扫查到某一组遥信开关发现有开关变位时，立即记下当时的实时时间作为变位的时间标记，即事件顺序记录时间，然后继续扫查下一组遥信开关。
对遥信的扫查一般都是按定时方式进行，如每隔Ts扫查一次。
对开关的扫查也需要一定时间，在极端情况下可认为从扫查第一组开关开始到扫查最后一组开关结束所花费的时间为Ts。
采用立即记时法记录时间时，若刚查过第一组开关，正开始查第二组而此时第一组中的开关发生变位，由于刚查过第一组，该开关的变位只能在下一次扫查到该组时再登记，即记录时间比实际的变位时间完Ts。
3-7简述事故追忆的实现方法。
事故追忆可通过采用移动内存单元内容或移动指针两种方法来实现。
移动内存单元内容的方法是在每次遥测量经采集处理后，移动追忆记录区单元内容并存入本次遥测量，使追忆记录区始终保留本次及其前N次的数据。
发生事故后遥测量的采集处理及存储工作仍然继续进行，但对事故后存入追忆记录区的数据次数进行记数，然后将这批数据复制到另一事故追忆缓存区，原来的追忆记录区又继续工作。
移动指针的方法是将每次采样所得数据按指针所指的地址存放。
指针从存础区的首地址开始，每存放一个数据指针就自动向前调整，数据依次存放在存储区。
指针指向存储区末尾时再调整，重新又回到存储区的首址，如此周而复始。
事故后，也如此进行，但需对存入追忆记录区的数据次数进行记数，从而得到事故前后所需的数据。
3-8简述调度端远动装置与主计算机进行数据交换的过程。
调度端远动装置与主计算机进行数据交换时，首先由主计算机以中断方式向调度端远动装置发出呼叫和命令。
调度端远动装置在收到呼叫后对命令进行判断。
如为控制或调节命令，就转发给有关厂站。
如为索取数据命令，则按指定的要求组装好数据，然后向主计算机发出“数据已准备就绪，请求取数”的应答信号。
主计算收到此信号后回送“同意接收”信号。
此后调度端远动装置就将准备好的数据逐一发送给主计算机，数据传送完毕时由调度端远动装置通知主计算机。
主计算机确认接收无误后就发出通信结束命令，这样就完成了一次通信过程。
3-9简述多微机系统的几种结构形式。
多微机系统是由多台微机通过共享总线、数据链路或共享存储器等连接起来的系统，因此，有三种结构形式：
（1）共享总线型的多微机系统。
共享总线型的多微机系统是将所有微机都连接到公共总线上，相互间通过该总线进行通信。
（2）输入-输出链接型的多微机系统，也称为松耦合系统。
这种系统是将微机通过数据链路连接起来的系统，数据链路可以采用串行或并行接口实现，相互间的通信可以采用串行通信、并行通信及DMA方式等。
（3）共享存储器型的多微机系统，也称为紧耦合系统。
这种系统是通过共享存储器或多端口存储器将多台微机相连。
系统中各个微机都能访问公共的存储器，通过公共存储器实现相互间的信息交换。
第四章数据通信基础及通信规约
1、纠错控制法
循环检错法：
在接收到的码序列中检测出有错码时，将该序列丢弃不用，等到下一循环传送过来再检错，直到不再有错码时方采用该码组。
单向，设备简单。
检错重发法：
发现接收端有错码时，通知发送端重发，直到该码组不再有错误为止。
反馈检验法：
接收端将收到的码序列原封不动的回送给发送端，发送端、前向纠错法。
2、串行数据发送和接收的过程：
①发送数据以并行的方式送入并暂存于发送缓冲器中。
如果移位寄存器空，接收控制脉冲将缓冲器中的内容并行送入并-串变换移位寄存器中，此时发送缓冲器变空，准备接收下次要发送的数据。
发送时，在发送时钟的控制下，移位寄存器中的内容，逐位被送到通信线路上，传送到对方。
2接收时，从信道上传来的数据，在接收时钟的控制下，被逐位移入串-并变换寄存器。
当
寄存器的数据占满后，控制脉冲就把这些数据移位，并行地移到接收缓冲器中。
3要正确地接收，必须使接收时钟与发送时钟同步，而且应使接收时钟的有效边沿出现在每个数据位的中央。
数据通信基本构成和各部分的功能：
1数据终端，用以进行接收或发送数据信号。
2通信线路，是数据传输信道。
3调制解调器，使数字信号能在模拟信道上传输。
4通信处理机，完成计算机处理速度与通信线路传输速度间的匹配，起缓冲作用，串/并转
换，对传输信道产生的误码和故障进行检测控制，减轻中央计算机的负担。
5主计算机，执行数据处理任务。
异步通信和同步通信的特点：
异步通信：
设备简单、易实现、按字传信息、效率低。
同步通令：
设备复杂、对时钟稳定性要求高、效率高。
4-1什么是数据通信？
它包括哪几个部分？
数据通信是由计算机及其终端装置，通过通信线路来完成编码信息的传输、转接、存储和处理的通信技术。
数据通信系统包括计算机、终端装置和通信线路。
4-2简述数据通信的工作方式。
数据通信的工作方式有全双工通信、半双工通信和单工通信三种。
全双工通信是通信双方都有发送和接收设备，接收和发送可以同时进行，若用四条线供数据传输的，称为四线全双工。
若用一对线同时进行收和发工作的，称为双向全双工。
半双工方式是双方都有接收和发送能力，能进行双向传输，但同一时间内只能进行单向传输的工作方式。
单工通信方式的通信双方收和发是固定的，即一端作为发送端，另一端作为接收端，信号传送方向不变。
4-3比较同异步通信的优缺点。
异步通信的优点是设备简单，易于实现，传输简单，费用低，但是，由于其每次仅传送一个
字符信息，使得该通信的编码效率低，线路利用率低，数据传输速率低。
异步通信方式适用于低速的终端设备。
与异步通信相反，同步通信较复杂，费用高，其优点是收和发能保持严格同步，发送端和接收端将整个字符组作为一个单位传送，提高了数据编码效率和传输效率。
同步通信方式一般用于高速传输数据的系统中。
4-4简述同步通信的基本原理。
在同步通信中，接收端的接收和发送端的发送是保持严格同步的。
发送端按同步码、数据码和校验码的排列顺序组成的数据流进行连续发送，紧跟在同步码后的数据码可以由任意多个数据字组成，每个数据字之间紧密排列不留空隙。
接收端收到同步码后，即进入同步接收状态，然后接收端从数据码的每位码元上提取同步定时信息，以产生本地的位接收时钟信号，以接受数据位，从而使接收端与发送端的时钟保持严格同步，直到收和发结束。
4-5简述异步通信的基本原理。
在异步通信中，是将每一个字符看作成一个独立的信息单位，为实现起止同步，在每个字符前加一个起始位，在其后加校验位和停止位，形成一个异步数据帧。
当没有信息传送时发送端发出空闲位，有信息传送时，发送端按其发送时钟发送该信息的数据帧，即先发送起始位，再发送字符数据码，校验位和停止位。
在接收端，当接收到起始位时，按接收端的接收时钟频率进行接收，当接收到停止位，则接收完毕，接受端复位等待接收下一个字符信息。
异步通信的接受端接受时钟和发送端的发送时钟是彼此独立的，它们仅仅是标称值相同而已。
4-6简述几种常用检错码，简述奇偶检验的原理。
常用的检错码有奇偶校验码、方阵码、线性分组码、循环码。
（1）奇偶校验码是在原信息码之后，附加一位奇/偶校验位，使字符与校验位中总的“1”
数保持奇数或偶数。
保持奇数的叫奇校验，保持偶数的叫偶校验。
（2）方阵码又称水平垂直偶校验，它既有水平奇偶校验，同时还进行垂直奇偶校验。
（3）线性分组码是指码字中的信息组与监督位是线性关系，它的监督码是根据信息码元由
一组线性方程式算出来的。
（4）循环码是线性分组码中的一类，它除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性，即循环码中任一码字循环一位以后，仍是该循环码中的一个码字。
奇检验是通过检验所接收的码字中总的“1”个数是否为奇数，若为奇数，则认为接收的信息正确；若为偶数，则认为接收的信息错误。
而偶检验则是通过检验所接收的码字中总的“1”个数是否为偶数，若为偶数
则正确，否则，错误。
4-7简述OSI模型开放系统互联参考模型，即OSI模型，是互联的所有计算机都遵守的标准化信息交换协议，达到各种机器系统可以相互连接，并协作工作。
OSI模型是将整个网络的功能分成了七层，每一层各自完成一定的功能。
该七层由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
每层向上层提供所需要的服务；每层完成本层任务时，使用下层提供的服务。
各层功能相对独立，通过接口与其相邻层连接，只要层间接口不变，层内实现技术的变更不会影响其他各层。
4-8简述电力系统通信信道种类。
电力系统通信信道种类较多，简单地可以分为有线信道和无线信道两大类。
明线、电缆、电力线路载波和光纤通信等都属于有线信道，而短波、散射、微波中继和卫星通信等都属于无
线信道。
第五章计算机网络在电力系统中的应用1、计算机网络通信方式的高层协议：
传送层、对话层、表示层、应用层。
计算机网络的定义
把地理上分散的、能相互共享资源的方式连接起来，并各自具备独立功能的计算机系统的集合。
树形结构的计算机网络有什么特点线路总长中等，成本低、易扩展、寻径方便、任一节点故障会影响整个系统。
RS—232C标准接口电路采用什么方式传输信息?
对驱动器，接收器有何要求？
非平衡传输方式。
驱动器应将TTL的高电平转为-12〜-15V，将TTL的低电平转为+12
15V。
接收器为EIA标准转为TTL标准。
5-1简述计算机网络的定义与功能。
计算机网络是指把地理上分散的，以能相互共享资源（硬件、软件、数据）的方式连接起来，并且各自具备独立功能的计算机系统的集合。
计算机网络具有以下功能：
（1）
数据传送；
（2）
资源共享；
（3）
提高网络系统的可靠性；
（4）
均衡负载互相协作。
5-2简述节点、链路、通路、主机、通信控制处理机、集中器、终端的定义。
节点是指一个或多个功能单元与传输线路或信道互连的一个点，它可分为转接节点和访问节
点。
转接节点是支持网络的连接性能，它通过所连接的链路来转接信息。
访问节点除了具有连接的链路外，还包括计算机或终断设备，它可有信源和信宿的作用。
链路是两个节点之间承载信息流的线路或信道。
通路是指从发信点到收信点的一串节点和链路，即是一系列穿越通信网络而建立路由的“端点——端点”链路。
主机是在计算机网络中负责处理数据和网络控制，同时还是执行网络协议的中心机。
通信控制处理机是指那些主要用于控制本模块和终端设备之间的信息传输的计算机，也是各
模块之间负责联络、信息控制的节点处理机。
集中器是把若干终端经本地线路集中起来，连接到1~2条高速线路上的设备，它是终端侧的通信控制处理机。
终端是用户进行网络操作时使用的设备，它一般与通信控制处理器或集中器相连，与通信控制处理机相连的，一般称为近程终端，通过集中器再与通信控制处理机相连的，一般称为远程终端。
5-3试比较总线结构和分布结构的优缺点及适用场合。
总线结构的特点是：
（1）结构简单，可扩充性好。
当需要增加节点时，只需在总线上增加一个分支接口与节点
相连，还可以扩充总线。
（2）设备较简单，可靠性高。
（3）对总线的电气性能要求很高，而且总线结构的网络受到总线长度的限制，这是它的不足之处。
总线结构网络常用于局部网中。
分布结构的特点是：
（1）网络扩充和主机入网比较简单，在不超过网络最大容量的情况下，可对原网不加任何修改进行网络扩充和增加主机入网。
（2）具有较高的可靠性。
由于它采用分散控制，即使某一局部模块出现故障，也不会影响全网运行。
（3）网中的路径选择采用最短路径算法，所以网络延迟时间小，传输效率高，但控制也较复杂。
（4）各节点间均可以直接建立数据链路，信息流程最短，也便于全网控制。
分布结构网络适用于广域网中。
5-4物理层、链路层及网络层规约分别解决哪些方面的问题。
物理层数据传输规约要解决的主要问题是：
数据终端设备和数据传输设备之间数据链路的建立、保持和拆除；其机械、电气、电信号特征及功能规定；通过数据链路实体之间进行比特流传输的规定。
链路层传输规约要解决的问题主要是：
（1）数据链路的建立、拆除和复位的控制，其中包括字符同步、地址确认、收发关系的确定和最终一次传输的表示等。
（2）信息的打、解包。
其中包括信息的格式、长度、顺序编号、接收认可和信息流量调节等。
（3）传输差错控制。
要规定一套防止信息的重复、丢失和错误的方法，对正确收到的帧给予确认。
（4）异常情况的处理。
对可能出现的异常情况，发现它们，以及发现后进行处理，并消除永久性故障。
网络层数据传输规约要解决的主要问题是：
逻辑信道的呼叫、建立及拆除，数据传送，中断数据，流量控制，复位及再呼叫。
5-5高层协议包括哪几方面？
分别解决哪几部分问题？
高层协议包括传送层、对话层、表示层和应用层上的计算机网络通信协议。
传送层协议是解决进行端到端的可靠链路，对低层进行管理，对用户信息进行差错控制，对信息帧的序号进行检查和对多用途信息帧的处理等。
对话层协议是解决两个不同工作站上用户进程之间的连接和管理。
具体讲，是对用户的对话关系提供建立、识别和撤消的方法，在建立对话关系时，对话层要把面向网络的地址转换成面向目的站的逻辑进程和端口的地址。
表示层协议是解决对传送到信息实体的信息进行表示，也就是对命令和数据提供一系列格式服务和转换。
具体讲，它包括字符集的转换方法，图形表示方法，数据编码格式的转换，以及数据在屏幕和打印机上的输出方法等。
应用层是直接面向用户的，它是由各网络应用程序组成的，作为通信用户的窗口，所以它要解决的主要是提供和开发适用的网络应用程序。
5-
其存储或缓冲报文信息的数量
6为何需要对路由进行选择？
有哪两类方式？
在通信网中，节点通信控制处理机的缓冲存储容量是有限的，也是有限的。
如果连通的虚拟信道太多，或者某些虚拟链路上
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