附录：电力系统自动化思考题
第一部分 自动装置及其数据的采集处理
1-1．设某TV变比1000：1，TA变比5000：1，讨论若采用加权平均法进行数据前置处理时，所采用的权值。
1-2．采用式1-13对电流进行分解，a0、an、bn的物理意义分别是什么？
第二部分 自动并列
2-1．并列的允许电流值如何考虑？说明理由。
2-2．设并列条件已满足要求，现可惜错过了合闸时机，问下次合闸时机还需要多少时间？设滑差角频率ϖs*=2×10
−6
，试分析最快与最慢两种情况。自动装置如何解决这样的问题？
2-3．已知：两个区域电网的等值机系统如图所示，其电压幅值相等，频率分别为：f1=50+0.1costHz，
f2=50+0.1sin2tHz，现准备进行恒定越前时间准同期互联操作，设远程通讯和继电器动作时间之和为
0.14秒，求调度中心发出合闸信号的时刻。
2-4．旋转坐标系中发电机的模型方程（Park方程）如下：
⎧ψd=−xdid+xadif
&d−(1+s)ψq⎧⎪⎪ud=−rid+ψ 磁链方程⎨ψq=−xqiq 电压方程⎨
&=−+++uriψ(1s)ψ⎪dqd⎪⎩q
ψxixi=−+faddff⎩
&=f — 励磁绕组，ψ式中符号含义：ψ — 磁链，i — 电流，u — 电压，d — 直轴，q — 交轴，
已知：If*
dψ。 dt
=1⎧ud=Ucosδ=0.6222
，r=0,xd=1,xq=0.5，⎨，i=id+iq。假定恒同步转速、恒励xad*=sin=0.8uUδ⎩q
磁，求发电机并入电网后的电流暂态过程。
第三部分 励磁控制
3-1．某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，1号机的额定功率为25MW，2号机的额定功率为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85。2号机励磁调节器调差系数为0.05，1号机为无差调节特性。若系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总无功容量的10％，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？若电厂无功增量为它们总无功容量的60％，情况又如何？对各种情况进行讨论。
3-2．已知：励磁系统功率单元采用2片8253控制三相全控电路的移相触发，其中8253A中三个定时器0、1、2控制可控硅SCR1、3、5，8253B中三个定时器0、1、2控制可控硅SCR2、4、6，8253的同步采用方式5由外围硬件同步电路确定。
试分析：①采用16位二进制计数器时，8253A、B控制字的值；
②执行8253A片装入计数器1的任务时，8253A各口线如何置位？
③设三相对称运行，恒励磁电流运行方式，SCR1触发为GATA0门同步后30，求8253A、
B记数寄存器的值；若SCR1触发为GATA0门同步后30.55，求绝对误差。 附8253定时器技术参数：8253计数脉冲的频率fc = 4MHz
o
o
&=1.0∠0，X=2，X=0.5，X=1，设发电机运行功率因数不得低于0.6，3-3．如图系统，UGdTL
o
励磁系统设定励磁电压和励磁电流与无功功率的关系分别为Q=1.2UF−0.6，Q=1.5IEF−0.8，且瞬时电流规定UF∈[0.3,1]，最大励磁电流规定IEF∈[0.2,1]，画出功率圆，分析运行区域。
3-4．如何在使发电机退出运行的时候避免无功电流的冲击？
3-5．励磁调节器的稳定性能可以通过什么手段改善？ 3-6．设4台发电机组在同一母线上运行，如果要求改变发电机母线电压而又不改变务工负荷分配的比例，问如何操作？
第四部分 调频和低频减载
4-1．已知：两机组并联在一条母线上，R1*=4%，R2*=5%，且调速系统保证了两台机完全同步，若1号机组额定功率为60Mw，两机均以额定功率运行，求：当系统要求增加20Mw的输出时，母线的频率是多少？
4-2．已知某电力系统，KL=1.5，KG=20，当PL=3000Mw时，fN=50Hz，求符合增加120Mw时，系统调速后的运行点。
4-3．已知：某发电厂有3台发电机组在公共母线上并联运行，1号机组额定功率100MW，2号机组额定功率300MW，3号机组额定功率600MW。三台机组的额定功率因数cosϕN=0.85，假设
*
*
cosϕ∈[0,0.85]。
(1) 若1号机组励磁调节器的调差系数为0，2、3号机组励磁调节器的调差系数都为0.05，当系统无功负荷波动使电厂无功增量为它们总额定无功容量的20％时，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？
(2) 此时若1号机组燃料耗量特性为F1=4+0.3PG1+0.0007PG1 t/h，2号机组燃料耗量特性为
2
F2=3.5+0.3PG2+0.00045PG22 t/h，3号机组燃料耗量特性为F3=3+0.32PG3+0.0004PG23 t/h，系统
总有功负荷为800MW，试分析3台机组之间负荷的经济分配，计算3台机组的燃料耗量。
4-4．已知系统的运动方程如下：
⎧
⎪Mdω=Tm−Te⎪dt⎪PmP
,Te=e ⎨Tm=ωω⎪KL
⎛f⎞⎪
⎜⎟PP=0⎜⎪L⎟⎝f0⎠⎩
式中，M=10，KL=2，若系统突然发生30%的功率缺额，当系统频率下降到48.8Hz时切除15%负荷，系统频率下降到48.65Hz时再切除10%负荷，以步长0.2s计算，求系统动态变化曲线。讨论若在48 .8Hz
时一次性切除25%的负荷，情况有何不同？
4-5．讨论推导具有三个区域的电力系统区域控制误差ACE的方程。
4-6．讨论CPS标准较A标准明显的优势。 附录：电网运行性能评价标准
1、 A标准。A1标准要求控制区域的AEC在任意10分钟内必须至少过零一次；A2标准要求控制区域的
ACE在10分钟内的平均值必须控制在规定的范围Ld内。 2、 CPS标准。
CPS1标准要求：ACEAVE−min⋅ΔFAVE−min
≤ε12，其中ACEAVE−min是1分钟ACE的平均值，ΔFAVE−min
−10B
是1分钟频率偏差的平均值，B为控制区域设定的频率偏差系数，单位是MW/0.1Hz，且有负号，ε1是互联电网全年1分钟频率平均偏差的均方根控制目标值。
CPS2标准要求：ACE每10分钟的平均值必须控制在规定的范围Ld内。
L10=1.65⋅ε10⋅
(−10B)⋅(−10BΣ)，其中，B
为控制区的频率偏差系数，BΣ为所有控制区即整个互联
电网的频率偏差系数，ε10是互联电网对全年10分钟频率平均偏差的均方根值的控制目标值。系数1.65是标准正态分布置信度为0.9的分位点，概率上表征使频率恢复到目标值的可能性达到90%。