2025注冊電氣工程師考試電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用試題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題，40分）1.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS）中，實(shí)現(xiàn)發(fā)電計(jì)劃與負(fù)荷預(yù)測協(xié)調(diào)的核心模塊是（）。A.數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）B.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）C.經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）D.狀態(tài)估計(jì)（SE）2.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，遠(yuǎn)動(dòng)終端（RTU）的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的邏輯閉鎖B.采集并上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行控制命令C.完成母線電壓的無功調(diào)節(jié)D.實(shí)現(xiàn)變壓器分接頭的自動(dòng)調(diào)整3.同步相量測量裝置（PMU）的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)中，相角測量誤差應(yīng)不超過（）。A.0.1°B.0.5°C.1.0°D.2.0°4.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）的“聯(lián)絡(luò)線頻率偏差控制（TBC）”模式下，控制目標(biāo)是（）。A.僅維持系統(tǒng)頻率恒定B.僅維持聯(lián)絡(luò)線功率恒定C.同時(shí)維持頻率和聯(lián)絡(luò)線功率偏差為零D.優(yōu)先調(diào)節(jié)頻率，再調(diào)節(jié)聯(lián)絡(luò)線功率5.自動(dòng)電壓控制（AVC）系統(tǒng)中，對220kV變電站主變分接頭的調(diào)節(jié)周期通常不小于（）。A.1分鐘B.5分鐘C.10分鐘D.30分鐘6.備用電源自動(dòng)投入裝置（備自投）的閉鎖條件不包括（）。A.工作電源開關(guān)偷跳B.備用電源無壓C.母線故障保護(hù)動(dòng)作D.工作電源線路重合閘成功7.智能變電站“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)中，“兩網(wǎng)”指的是（）。A.站控層網(wǎng)絡(luò)與間隔層網(wǎng)絡(luò)B.過程層網(wǎng)絡(luò)與站控層網(wǎng)絡(luò)C.過程層網(wǎng)絡(luò)與間隔層網(wǎng)絡(luò)D.間隔層網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)8.廣域保護(hù)系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)保護(hù)的核心特征是（）。A.僅依賴本地電氣量B.利用全網(wǎng)同步信息決策C.采用過流保護(hù)原理D.僅作用于斷路器跳閘9.微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，下垂控制策略的核心是通過（）模擬同步發(fā)電機(jī)外特性。A.有功-頻率（P-f）和無功-電壓（Q-U）下垂特性B.有功-電壓（P-U）和無功-頻率（Q-f）下垂特性C.電流-頻率（I-f）和電壓-無功（U-Q）下垂特性D.功率-電流（P-I）和電壓-頻率（U-f）下垂特性10.二次設(shè)備狀態(tài)檢修中，判斷保護(hù)裝置是否需要檢修的關(guān)鍵參數(shù)不包括（）。A.動(dòng)作次數(shù)B.裝置自檢告警記錄C.絕緣電阻值D.設(shè)備投運(yùn)年限11.新能源電站（如光伏）接入電網(wǎng)時(shí)，要求其功率預(yù)測系統(tǒng)的短期預(yù)測（0-72小時(shí)）絕對誤差應(yīng)不超過（）。A.5%B.10%C.15%D.20%12.電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全評估（DSA）中，用于分析大干擾下系統(tǒng)穩(wěn)定性的主要工具是（）。A.潮流計(jì)算B.短路電流計(jì)算C.暫態(tài)穩(wěn)定仿真D.靜態(tài)安全分析13.數(shù)字化變電站中，合并單元（MU）的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)GOOSE報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)B.將電子式互感器的數(shù)字信號同步合并為統(tǒng)一格式C.完成保護(hù)裝置的邏輯運(yùn)算D.實(shí)現(xiàn)站控層與過程層的通信轉(zhuǎn)換14.電力系統(tǒng)自動(dòng)低頻減載裝置的動(dòng)作順序應(yīng)遵循（）。A.先切除次要負(fù)荷，后切除重要負(fù)荷B.先切除大負(fù)荷，后切除小負(fù)荷C.所有負(fù)荷同時(shí)切除D.按負(fù)荷電壓等級由低到高切除15.分布式電源接入配電網(wǎng)后，對自動(dòng)化系統(tǒng)的新要求不包括（）。A.支持雙向潮流監(jiān)測B.實(shí)現(xiàn)孤島檢測與控制C.簡化保護(hù)定值整定D.增加諧波監(jiān)測功能16.同步相量測量網(wǎng)絡(luò)（WAMS）的時(shí)間同步精度應(yīng)達(dá)到（）。A.毫秒級B.微秒級C.納秒級D.秒級17.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的遙信分辨率是指（）。A.能區(qū)分的最小遙信變位時(shí)間差B.遙測量的最小變化量C.遙控命令的執(zhí)行時(shí)間誤差D.遙調(diào)命令的調(diào)節(jié)精度18.AGC系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)速率通常要求不低于（）。A.1%額定功率/分鐘B.2%額定功率/分鐘C.5%額定功率/分鐘D.10%額定功率/分鐘19.智能變電站中，采用GOOSE報(bào)文傳輸?shù)男畔⑹牵ǎ.電流/電壓采樣值B.保護(hù)動(dòng)作跳閘命令C.有功/無功功率D.設(shè)備溫度/壓力20.電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化主站的數(shù)據(jù)庫中，用于存儲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的是（）。A.歷史數(shù)據(jù)庫B.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫C.模型數(shù)據(jù)庫D.告警數(shù)據(jù)庫二、判斷題（每題1分，共10題，10分）1.電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)通信規(guī)約（如IEC60870-5-104）僅支持主站向子站的單向數(shù)據(jù)傳輸。（）2.AGC系統(tǒng)的主要作用是維持系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率在允許范圍內(nèi)。（）3.備用電源自投裝置在工作母線失壓后應(yīng)立即動(dòng)作合上備用電源。（）4.智能變電站中，保護(hù)裝置與斷路器之間的跳閘命令通過硬接線傳輸，而非GOOSE報(bào)文。（）5.同步相量測量裝置（PMU）的對時(shí)信號通常來自GPS或北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。（）6.AVC系統(tǒng)的控制目標(biāo)是僅維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定。（）7.廣域保護(hù)系統(tǒng)依賴全網(wǎng)同步相量信息，因此對通信延遲不敏感。（）8.微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，必須有至少一個(gè)分布式電源具備電壓/頻率支撐能力。（）9.二次設(shè)備狀態(tài)檢修應(yīng)僅根據(jù)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)決定是否檢修。（）10.調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)必須采用雙機(jī)熱備用或冗余配置，確?？煽啃?。（）三、簡答題（每題5分，共6題，30分）1.簡述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS）的主要功能。2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式有哪幾種？各有何特點(diǎn)？3.備用電源自動(dòng)投入裝置（備自投）的典型動(dòng)作邏輯包括哪些步驟？需滿足哪些閉鎖條件？4.智能變電站與常規(guī)變電站相比，在二次系統(tǒng)配置上的主要區(qū)別有哪些？5.新能源電站（如風(fēng)電、光伏）接入對電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)提出了哪些新要求？6.電力系統(tǒng)自動(dòng)電壓控制（AVC）的分層控制策略通常分為哪幾層？各層的控制目標(biāo)是什么？四、計(jì)算題（每題8分，共3題，24分）1.某區(qū)域電網(wǎng)總負(fù)荷為3000MW，負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)為2%，系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用率要求為5%，N-1準(zhǔn)則下最大單機(jī)容量為600MW。計(jì)算該系統(tǒng)AGC所需的總調(diào)節(jié)容量（需考慮負(fù)荷波動(dòng)、旋轉(zhuǎn)備用和N-1備用）。2.某110kV變電站主變變比為110±8×1.25%/10.5kV，當(dāng)前分接頭位置為+2檔（基準(zhǔn)變比為110/10.5kV），低壓側(cè)母線電壓為10.2kV，無功補(bǔ)償裝置退出。若投入一組容量為10Mvar的電容器，假設(shè)系統(tǒng)阻抗為0.1Ω（10kV基準(zhǔn)），計(jì)算低壓側(cè)母線電壓變化量（提示：電壓變化ΔU≈(Q×X)/U_N，其中Q為無功變化量，X為系統(tǒng)阻抗，U_N為額定電壓）。3.某35kV線路備自投裝置動(dòng)作邏輯如下：工作母線失壓（無壓定值30V，延時(shí)0.5s）、工作電源線路無流（無流定值0.5A，延時(shí)0.3s）、備用電源有壓（有壓定值80V，延時(shí)0.2s），開關(guān)分閘時(shí)間0.08s，合閘時(shí)間0.12s。計(jì)算備自投裝置從母線失壓到備用電源合閘的總動(dòng)作時(shí)間（需考慮各判據(jù)延時(shí)、開關(guān)動(dòng)作時(shí)間及邏輯配合）。五、案例分析題（每題13分，共2題，26分）1.某220kV變電站因110kV母線故障導(dǎo)致全站失壓，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測到該站所有220kV、110kV及10kV開關(guān)變位（分閘），母線電壓均為0kV，低頻減載裝置動(dòng)作切除部分負(fù)荷。請結(jié)合調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)功能，闡述故障處理流程及需要重點(diǎn)監(jiān)控的信息。2.某風(fēng)電場接入220kV電網(wǎng)后，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的AVC模塊頻繁發(fā)出“無功調(diào)節(jié)失敗”告警，風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動(dòng)超過±5%額定值。請分析可能的故障原因，并提出針對性的解決措施。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.B3.A4.C5.B6.D7.B8.B9.A10.D11.B12.C13.B14.A15.C16.B17.A18.C19.B20.B二、判斷題1.×（支持雙向傳輸）2.√3.×（需確認(rèn)工作電源無流、備用電源有壓）4.×（通過GOOSE報(bào)文）5.√6.×（目標(biāo)是全網(wǎng)電壓優(yōu)化）7.×（對通信延遲敏感）8.√9.×（需綜合動(dòng)作次數(shù)、自檢記錄、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等）10.√三、簡答題1.調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（EMS）主要功能包括：（1）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）：實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)（如電壓、電流、功率、開關(guān)狀態(tài)），實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控、遙調(diào)；（2）安全分析：包括靜態(tài)安全分析（N-1校驗(yàn)）、動(dòng)態(tài)安全評估（暫態(tài)/動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析）；（3）經(jīng)濟(jì)調(diào)度（EDC）：在滿足安全約束下，優(yōu)化發(fā)電機(jī)組出力分配，降低發(fā)電成本；（4）自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）：維持系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率在計(jì)劃值附近；（5）自動(dòng)電壓控制（AVC）：協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)無功、變壓器分接頭、無功補(bǔ)償裝置，優(yōu)化全網(wǎng)電壓水平；（6）狀態(tài)估計(jì)（SE）：通過量測數(shù)據(jù)辨識電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，提高數(shù)據(jù)可靠性；（7）故障處理與恢復(fù)：提供故障告警、事故追憶、恢復(fù)策略建議。2.變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式及特點(diǎn)：（1）集中式：所有二次設(shè)備集中布置在主控室，功能由主機(jī)統(tǒng)一處理；優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低；缺點(diǎn)是擴(kuò)展性差、抗干擾能力弱，適用于小型變電站。（2）分散式：按一次設(shè)備（如間隔）分散布置保護(hù)、測控裝置，就地安裝在開關(guān)柜或匯控柜；優(yōu)點(diǎn)是減少電纜用量、提高可靠性；缺點(diǎn)是對裝置抗環(huán)境干擾要求高，適用于中低壓變電站。（3）分層分布式（三層兩網(wǎng)）：分為站控層（監(jiān)控主機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置）、間隔層（保護(hù)、測控裝置）、過程層（智能終端、合并單元），通過站控層網(wǎng)絡(luò)（MMS）和過程層網(wǎng)絡(luò)（GOOSE/SV）通信；優(yōu)點(diǎn)是模塊化設(shè)計(jì)、互操作性強(qiáng)、可擴(kuò)展性好，是當(dāng)前主流模式。3.備自投典型動(dòng)作邏輯步驟：（1）檢測工作母線失壓（無壓定值，延時(shí)確認(rèn)）；（2）確認(rèn)工作電源線路無流（防止反充電）；（3）檢測備用電源有壓（確保備用電源可用）；（4）跳開工作電源開關(guān)（先跳高壓側(cè)，后跳低壓側(cè)，視主接線方式）；（5）確認(rèn)工作電源開關(guān)已跳開；（6）合上備用電源開關(guān)。閉鎖條件：（1）備用電源無壓；（2）工作母線故障（如母線保護(hù)動(dòng)作）；（3）備自投已動(dòng)作過一次（防止多次動(dòng)作）；（4）工作電源開關(guān)偷跳（非故障跳閘，無需備自投）；（5）手動(dòng)跳開工作電源開關(guān)（人為操作閉鎖）。4.智能變電站與常規(guī)變電站二次系統(tǒng)主要區(qū)別：（1）采樣方式：智能站采用電子式互感器+合并單元（MU），輸出數(shù)字量（SV報(bào)文）；常規(guī)站采用電磁式互感器，輸出模擬量。（2）信號傳輸：智能站保護(hù)、測控裝置通過GOOSE報(bào)文傳輸跳閘/合閘命令、開關(guān)位置信號；常規(guī)站通過硬接線傳輸。（3）設(shè)備集成：智能站合并單元、智能終端與一次設(shè)備集成（如智能斷路器）；常規(guī)站二次設(shè)備獨(dú)立布置。（4）配置文件：智能站采用SCD（系統(tǒng)配置描述）文件統(tǒng)一配置，支持IED（智能電子設(shè)備）互操作；常規(guī)站依賴硬接線圖紙。（5）狀態(tài)檢修：智能站通過監(jiān)測MU同步狀態(tài)、GOOSE斷鏈、裝置自檢信息實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評估；常規(guī)站依賴定期校驗(yàn)。5.新能源接入對自動(dòng)化技術(shù)的新要求：（1）功率預(yù)測：需高精度短期（0-72h）和超短期（0-4h）功率預(yù)測，支撐AGC/EDC優(yōu)化調(diào)度；（2）快速控制：要求新能源電站具備有功/無功快速調(diào)節(jié)能力（如光伏逆變器、風(fēng)電機(jī)組變流器），響應(yīng)AGC/AVC指令；（3）涉網(wǎng)特性：需監(jiān)測低電壓穿越（LVRT）、高電壓穿越（HVRT）能力，確保故障期間不脫網(wǎng)；（4）同步支撐：部分新能源需通過虛擬同步機(jī)（VSG）技術(shù)模擬同步發(fā)電機(jī)慣量，提升系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性；（5）多源協(xié)調(diào)：需建立新能源-儲能-常規(guī)電源協(xié)調(diào)控制模型，平抑功率波動(dòng)；（6）通信兼容：支持IEC61850、MODBUS等多種通信規(guī)約，實(shí)現(xiàn)與調(diào)度主站的實(shí)時(shí)交互。6.AVC分層控制策略及目標(biāo)：（1）主站層（區(qū)域控制）：由網(wǎng)/省調(diào)EMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)全網(wǎng)電壓水平、無功裕度，計(jì)算各廠站的無功/電壓控制目標(biāo)（如發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、主變分接頭位置）；（2）廠站層（本地控制）：由變電站/發(fā)電廠AVC子站執(zhí)行，根據(jù)主站指令調(diào)節(jié)主變分接頭、電容器/電抗器投切、發(fā)電機(jī)無功出力，維持本地電壓在允許范圍；（3）裝置層（設(shè)備控制）：由無功補(bǔ)償裝置（如SVC、SVG）、主變有載分接開關(guān)（OLTC）等設(shè)備的控制器實(shí)現(xiàn)，完成具體的調(diào)節(jié)動(dòng)作（如電容器投切、分接頭升降）。四、計(jì)算題1.AGC總調(diào)節(jié)容量計(jì)算：（1）負(fù)荷波動(dòng)調(diào)節(jié)容量：3000MW×2%=60MW；（2）旋轉(zhuǎn)備用容量：3000MW×5%=150MW；（3）N-1備用容量：600MW（最大單機(jī)容量）；（4）總調(diào)節(jié)容量=max（負(fù)荷波動(dòng)+旋轉(zhuǎn)備用，N-1備用）=max（60+150=210MW，600MW）=600MW。注：AGC需滿足最嚴(yán)格的備用需求，因此取N-1備用容量600MW。2.低壓側(cè)電壓變化計(jì)算：（1）基準(zhǔn)變比：110kV/10.5kV=10.476；（2）當(dāng)前分接頭變比：110×(1+2×1.25%)/10.5=110×1.025/10.5≈10.782；（3）系統(tǒng)阻抗X=0.1Ω（10kV基準(zhǔn)），額定電壓U_N=10kV；（4）無功變化量Q=10Mvar；（5）電壓變化ΔU=(Q×X)/U_N=(10×0.1)/10=0.1kV；（6）投入電容器后，無功增加，電壓升高，因此低壓側(cè)電壓變?yōu)?0.2+0.1=10.3kV。3.備自投總動(dòng)作時(shí)間計(jì)算：（1）母線失壓判據(jù)延時(shí)：0.5s；（2）工作電源無流判據(jù)延時(shí)：0.3s（與失壓判據(jù)取最大值，即0.5s）；（3）備用電源有壓判據(jù)延時(shí)：0.2s（需在失壓、無流確認(rèn)后，故總延時(shí)0.5s）；（4）跳工作電源開關(guān)時(shí)間：0.08s；（5）合備用電源開關(guān)時(shí)間：0.12s；（6）總動(dòng)作時(shí)間=0.5（判據(jù)延時(shí)）+0.08（分閘時(shí)間）+0.12（合閘時(shí)間）=0.7s。五、案例分析題1.故障處理流程及重點(diǎn)監(jiān)控信息：處理流程：（1）調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)告警確認(rèn)：通過SCADA模塊核實(shí)開關(guān)變位信息（220kV、110kV、10kV開關(guān)是否全部跳閘）、母線電壓（是否均為0kV）、低頻減載動(dòng)作信息（切除負(fù)荷量、切除線路）。（2）故障范圍判斷：結(jié)合潮流數(shù)據(jù)、聯(lián)絡(luò)線功率，確認(rèn)是否為本站內(nèi)部故障（如110kV母線故障）或上級電源故障（如220kV線路跳閘）。（3）安全約束檢查：通過靜態(tài)安全分析模塊驗(yàn)證其他變電站是否過載，聯(lián)絡(luò)線潮流是否越限，低頻/低壓減載是否需進(jìn)一步動(dòng)作。（4）恢復(fù)策略制定：優(yōu)先恢復(fù)重要負(fù)荷（如醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)），檢查備用電源（如相鄰變電站110kV聯(lián)絡(luò)線）是否可用，核相確認(rèn)無誤后逐步恢復(fù)送電。（5）過程監(jiān)控：通過AGC模塊調(diào)整區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)出力，維持系統(tǒng)頻率；通過AVC模塊調(diào)節(jié)無功，防止電壓崩潰；通過WAMS模塊監(jiān)測系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。重點(diǎn)監(jiān)控信息：-故障變電站所有開關(guān)狀態(tài)（防止誤動(dòng)/拒動(dòng)）；-母線電壓、頻率（判斷是否存在電壓/頻率崩潰風(fēng)險(xiǎn)）；-低頻減載動(dòng)作次數(shù)及切除負(fù)荷量（評估對系統(tǒng)的影響）；-聯(lián)絡(luò)線潮流（防止過載）；-備用電源（如主變、線路）的電壓、電流（確認(rèn)是否具備送電條件）；