電力新技術試題-

1、電力系統(tǒng)新技術專題試題1、 簡述未來電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電種類、各自發(fā)電的特點及其發(fā)展趨勢。、太陽能發(fā)電：太陽能可謂取之不盡，用之不竭，且資源分布廣泛，受地域限制小，不污染環(huán)境，有利于持續(xù)發(fā)展；太陽能電池主要的材料- 硅，原料豐富；無機械轉動部件，沒有噪聲，穩(wěn)定性好；維護保養(yǎng)簡單，維護費用低；光伏發(fā)電系統(tǒng)通過太陽能電池把太陽能轉換成電能，可靠性高、使用壽命長，同時，能獨立發(fā)電又能并網(wǎng)運行，受到各國企 業(yè)組織的青睞，具有廣闊的發(fā)展前景。中國光伏產(chǎn)業(yè)已具有一定的規(guī)模和水平，可為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強有力的支撐。隨著國家對新型可再生能源發(fā)展的重視，中國光伏裝備將隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展壯大。核能發(fā)電：它以少

2、量的核子燃料即可產(chǎn)生龐大的能量；核電環(huán)保，不會造成空氣污染，不會加重溫室效應；核燃料相對豐富，運輸與儲存方便。但其安全性及市民接受度有待提高。目前，我國核電裝機容量正穩(wěn)步提高，大力發(fā)展核電，滿足電力需求、優(yōu)化能源結構、保障能源安全，已成為政府和社會各界的共識。風力發(fā)電：風能清潔可再生，風電不消耗燃料、無環(huán)境污染、占地面積小、工程建設周期短、成本低、發(fā)電技術成熟。但是，風能不確定性大，輸出功率難以控制，會使系統(tǒng)功率波動，影響電穩(wěn)定性。在當今世界的新能源開發(fā)技術中，風力發(fā)電具有戰(zhàn)略性意義，其裝機容量正在不斷擴大，全球風電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例也在逐步增加。生物質能發(fā)電：資源豐富、環(huán)保，有效地循環(huán)利

3、用部分資源。生物質能發(fā)電具有電能質量好、 可靠性高等優(yōu)點，具有較高的經(jīng)濟價值。生物質資源用于發(fā)電有益于保護環(huán)境,使廢棄物得到合理的利用、變廢為寶、減少污染, 但除可用于發(fā)電外還可廣泛用做其它工業(yè)材料的原料, 亦可通過氣化直接作為生活燃料, 因此有一定應用價值。地熱發(fā)電：地熱發(fā)電是利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發(fā)電技術儲量大，但造價高 , 開發(fā)過程中還須考慮地熱水的含鹽量而造成地面環(huán)境污染, 對設備的腐蝕作用而影響使用壽命的經(jīng)濟問題, 勘探和鉆井等工程投資費。受地理條件的限制，具有地域性。在儲量大地區(qū)極具開發(fā)前景。潮汐發(fā)電：蘊藏豐富，分布廣，清潔無污染，但能量密度低，地域性強，因而開發(fā)困難

4、并有一定的局限。潮汐發(fā)電尚有許多工程技術問題有待解決, 且工程浩大, 巨額投資費用 , 技術尚不成熟, 只能作為遠期發(fā)展目標。2、 簡述多類新型能源發(fā)電接入電網(wǎng)后，對電力電量平衡和電力系統(tǒng)實時調度帶來了什么需要研究的新問題，請?zhí)岢鲎约旱慕鉀Q思路。新問題：1）由于電源結構而導致的調峰調頻能力問題；2）電網(wǎng)資源配置能力難以滿足風電基地遠距離電力外送問題；3）新能源發(fā)電及接入技術標準與檢測認證體系問題；4）新能源發(fā)電功率預測及調度決策支撐系統(tǒng)問題；5）配電網(wǎng)建設適應新能源發(fā)電分布式接入問題解決思路：在盡可能多的利用隨機能源的前提下，研究隨機發(fā)電能力與可控發(fā)電能力隨負荷發(fā)展的優(yōu)化規(guī)劃；在盡可能經(jīng)濟和安

5、全的前提下，研究正常運行時最大限度的利用隨機電能的分析理論和調度技術；研究在電力系統(tǒng)遭受擾動后，保持系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的理論方法、自動裝備和技術手段；分散式能源發(fā)電的優(yōu)化規(guī)劃及其可靠性評估；含有分散式能源電力的電力系統(tǒng)運行分析及 控制調節(jié)；安裝分散式能源電力系統(tǒng)的繼電保護與安全自動裝置。3、畫出利用電力網(wǎng)高速載波技術組成的通信網(wǎng)的框圖，說明各框的特性和作 用，及可采用的主要技術。特性和作用：1）輸電線路：三相輸電線路都可以用來傳遞高頻信號，任意一相與大地問都可以組成“相-地”回路。2）阻波器：使兩端發(fā)送的高頻載波信號只在本線路內傳輸而不穿越到相鄰線路上去，當阻波器諧振頻率等于高頻載波信號的頻率

6、時， 對載波電流呈 現(xiàn)極高的阻抗，從而將高頻電流限制在本線路以內； 而對于工頻電流，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：使工頻對地泄露電流減到極小，它的電容量極小，對工頻 信號呈現(xiàn)非常大的阻抗，同時可以防止工頻電壓的侵入高頻機、發(fā)信機； 對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“四端網(wǎng)絡”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：高頻收發(fā)信機有繼電保護部分控制發(fā)出預定頻率的高頻信號，通常是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障、保護啟動后發(fā)出信號，

7、但也有采用 長期發(fā)信發(fā)生故障保護啟動后停信或改變信號頻率的工作方式。6）接地開關：當檢修連接濾波器時，接通接地開關，使耦合電容器下端靠 接地技術：編碼技術、調制解調技術（擴頻通信、碼分多址、正交頻分復用（OFDM） 調制技術）、抗干擾技術、提高頻寬利用技術等。高效的信息源與電力線耦合 器件（高頻信號耦合、高頻信號傳輸、最優(yōu)頻譜特性）。美國Media Fusion 的高級抑制載波技術。美國物理學家 William Luke Stewart提出了一種新的 技術，利用電力線周圍存在的磁場，以接近光速的速率傳遞聲音、視頻和互 聯(lián)網(wǎng)，具技術使電力線具有無限的帶寬。4、 簡述未來電力系統(tǒng)在設備制造、設備智

8、聯(lián)網(wǎng)以及智能化方面的主要問題及發(fā)展趨勢主要問題：一次設備的專家診斷系統(tǒng)，還需要積累大量的運行數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)設備診斷的智能化；新設備的安全可靠性有待提高；新型設備的研發(fā)需要多方合作、協(xié)調參與；對于傳感器的使用壽命，監(jiān)測量的選擇以及傳感器布點的研究還需加深；缺少智能化裝置的權威檢測機構；智能設備的可靠性、穩(wěn)定性、整體技術性能還需要時間驗證；發(fā)展趨勢：1）智能化電氣設備的三個發(fā)展階段：a. 掌握電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)；b. 監(jiān)視電氣設備的工作狀態(tài)；c. 決定電氣設備的運行性能與檢修；2）發(fā)、變電設備的經(jīng)濟運行:a. 自動發(fā)電控制AGC； b. 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行；c. 電力系統(tǒng)的自動化；3）用大功率電力電

9、子裝備提高控制的柔性：a. 柔性輸電與緊急控制；b. 無功功率的動態(tài)補償；c. 電力系統(tǒng)的無功優(yōu)化；4）電氣主設備的預知維修：A. 預知維修數(shù)據(jù)庫的建立:a. 高頻率、大容量的數(shù)據(jù)采集；b. 高速率的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡；c. 大容量的數(shù)據(jù)分析與處理；B. 預知維修專家系統(tǒng)：a. 實時數(shù)據(jù)分析；b. 故障診斷、故障保護；c. 預知維修；5）電力設備經(jīng)由電力網(wǎng)天然互聯(lián)，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術以實現(xiàn)對電力設備與電功率流的智能化識別、定位、監(jiān)控和調度管理，為智能電網(wǎng)提供基礎。利用電力線載波技術實現(xiàn)電力設備自聯(lián)網(wǎng)不需要另建信息網(wǎng)絡。6）由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展例如從系統(tǒng)功率總加到AGC自動發(fā)電控制）。7）由單個元件向

10、部分區(qū)域及全系統(tǒng)發(fā)展，例如SCAD頌測控制與數(shù)據(jù)采集） 的發(fā)展和區(qū)域穩(wěn)定控制的發(fā)展。8）由高電壓等級向低電壓擴展，例如從EMS能量管理系統(tǒng)）到DMS配電管理系統(tǒng) ） 。9）由單一功能向多功能、一體化發(fā)展, 例如變電站綜合自動化的發(fā)展。10）裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展, 例如繼電保護技術的演變。11）追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調化、智能化發(fā)展, 例如勵磁控制、潮流控制。12）由以提高運行的安全、經(jīng)濟、效率為完成向管理、服務的自動化擴展MIS（管理信息系統(tǒng)）在電力系統(tǒng)中的應用。13）在研發(fā)方向上，應研究一次設備智能化的結構體系與分工，研究功能集成型、長壽命的智能組件，制定智能設備交互規(guī)范和各

11、功能模塊接口規(guī)范，研制結構布局合理緊湊、可靠性高、模塊化程度高、融合性好的智能變壓器和智能開關等智能設備產(chǎn)品。5、分析電力市場化的意義及帶來的挑戰(zhàn)，論述英國電力市場POO映式和NETA模式的主要特點、結構，你認為中國的電力改革應如何進行電力市場化的意義：通過建立電力市場，引入競爭、提高效率、降低電價、改善服務、持續(xù)發(fā)展。引入競爭機制，促使發(fā)電、輸電、配電、銷售等環(huán)節(jié)提高效率，降低成本，從而降低電價，提高供電可靠性，改善對用戶的服務；利用市場的調節(jié)和激勵機制，引導投資更趨合理化，促進資源優(yōu)化和環(huán)境保護，形成持續(xù)發(fā)展的內在動力，逐步形成良性循環(huán)。電力市場化的挑戰(zhàn)：1）高效可靠的電能質量保證體系；2

12、）多樣化的交易主 體；3）全面信息化的智能交易平臺。英國電力市場POOL奠式特點：1）對電力工業(yè)從根本上進行了結構改組，實現(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，全部實現(xiàn)了私營化。4）廣泛引入競爭：發(fā)電商以投標競價的方式進行競爭； 鼓勵新的發(fā)電商進入 市場；允許 引入購電側的競爭。5）改革使電力生產(chǎn)的成本和電價都大幅降低，電力市場充滿活力。同時，電力庫模式也存在一些缺點：1）電力庫成員資格是強制性的，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，造成價格走勢不盡合理；3）投標和定價過于復雜；4）容量費用不能正確反映短期和長期

13、容量需求等。結構：輸電環(huán)節(jié)配電側用戶側發(fā)電側（PPP）NETA模式特點：NETA模式主要以雙邊交易為基礎，由發(fā)NGC!行集中調度，擁有遠期、期貨和期1）細化市場，引入新的市場體系。 電商自行調度所屬機組，而不再由權市場、短期雙邊市場和平衡市場三級交易系統(tǒng)，外加一個結算中心。2）削減NGC勺功能。新白機制下，NGCR負責平衡市場。3）開放各類市場，擴大用戶參與。結構：由雙邊合同形式主導的市場，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)運營商；配售電商和發(fā)電商可就未來任何時候買賣電力簽 訂合同，允許電力合同的時間跨度從當天 到幾年以后；輸電系統(tǒng)運營商由 國家電網(wǎng)公司負責，接受電力投標競價

14、，無論是遠期期貨市場還是短期雙邊市場，具參與主體一一發(fā)電商、售電商、貿易商和用戶之間均以雙邊協(xié)議貿 易為基礎，可以任意簽訂電力買賣合同。中國電力市場改革：促進形成公平競爭、開放有序、健康發(fā)展的電力市場體系；鞏固廠網(wǎng)分開成果，穩(wěn)步實施主輔分離改革；改進調度方式，加快電力市場建設。逐步實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)競價上網(wǎng)，推進大用 戶與發(fā)電企業(yè)直接交易，逐步建立公平競爭的市場機制；創(chuàng)造條件穩(wěn)步實行輸配分開試點和深化農村電力體制改革試點；積極培育市場主體，全面推進電價改革，加快政府職能轉變，初步形成政府 宏觀的電力市場。6、論述電力系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃和優(yōu)化運行所涉及的范圍、方法，以某一種優(yōu)化問題 為例列出優(yōu)化模型，包括目

15、標函數(shù)、約束條件等電力系統(tǒng)規(guī)劃就是確定在何時、何地增裝何種類型的電力設備，以達到規(guī)劃 周期內所需要的電力供給能力，在滿足各項技術指標的前提下使電力系統(tǒng)的 費用最小。包括了電源規(guī)劃、輸電網(wǎng)規(guī)劃和配電網(wǎng)規(guī)劃等。電力系統(tǒng)優(yōu)化運行就是在滿足安全、可靠等技術指標（如 N-1、備用、穩(wěn)定 性、可靠性、電壓、頻率）的要求下，盡可能提高運行的經(jīng)濟型，即合 理利用現(xiàn)有的資源和設備，以最小燃料費用或燃料耗量或運行成本或功率損 耗等，對用戶進行可靠且滿意地供電。如機組負荷經(jīng)濟分配、機組最優(yōu)啟停、 水火點調度、最優(yōu)潮流、無功優(yōu)化，配電網(wǎng)重構等。以全天網(wǎng)損最小的優(yōu)化問題為例（動態(tài)優(yōu)化模型）：24Obj.min C= "PiossQi,Tii 二1VW 7Q m Q 工 QI-Q= KBC,Ke Ns.t.工工丁旺丁 nft Q，T =0,t = 1,2川,24與 4 =1,2川,mSti Gi =1,2川,l式（ 2-11 ） 中：V=V1, V2, V3,，V2