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1、智能电网技术复习题2012/2013第一学期1. 智能电网具备哪些主要特征？答：（1）坚强。在电网发生大扰动和故障时，仍能保持对用户的供电能力，而不发生大面积停电事故；在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行；具有确保电力信息安全的能力。（2）自愈。具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力，强大的预警和预防控制能力，以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。 （3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，适应分布式电源和微电网的接入，能够实现与用户的交互和高效互动，满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。（4）经济。支持电力市场运营和电力交易的有效开展，实现资源
2、的优化配置，降低电网损耗，提高能源利用效率。（5）集成。实现电网信息的高度集成和共享，采用统一的平台和模型，实现标准化、规范化和精益化管理。 （6）优化。优化资产的利用，降低投资成本和运行维护成本。2. 为什么说智能电网是电网发展的必然趋势？答：电网日益成为工业化、信息化社会的发展基础和重要组成部分。同时，电网也在不断吸纳工业化、信息化成果，使各种先进技术在电网中得到集成应用，极大提高了电网的系统功能。（1）智能电网是电网技术发展的必然趋势。近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。传感器技术与信息技术在电网中的应用，
3、为系统状态分析和辅助决策提供了技术支持，使电网自愈成为可能。调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为可再生能源和分布式电源的开发利用提供了基本保障。通信网络的完善和用户信息采集技术的推广应用，促进了电网与用户的双向互动。随着各种新技术的进一步发展、应用并与物理电网高度集成，智能电网应运而生。（2）发展智能电网是社会经济发展的必然选择。当前，电网必须提高其灵活适应性和兼容性，实现对清洁能源的开发、输送和消纳。此外，面对日益频繁的自然灾害和外界干扰，电网还应具备良好的安全稳定性，并形成自愈能力。为降低运营成本，促进节能减排，电网运行必须更为经济高效，同时对用电设备进行合理控制，尽可能减少用
4、电消耗。分布式发电、储能技术和电动汽车的快速发展，改变了传统的供电模式。电网中的电力流、信息流逐步集成、双向流动，为建立友好的用户界面、满足日益多样化的用户需求创造了前提。电力技术的发展，使电网逐渐呈现出诸多新特征，如自愈、兼容、集成、优化，而电力市场的变革，又对电网的自动化、信息化水平提出了更高要求，从而使智能电网成为电网发展的必然趋势。3. 什么是坚强智能电网？坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”
5、的高度一体化融合的现代电网。4. 为什么必须以坚强为基础来发展智能电网？坚强的内涵是指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应。坚强的网架结构是保障安全可靠电力供应的基础和前提；强大的电力输送能力，是与电力需求快速增长相适应的发展要求，是坚强的重要内容；安全可靠的电力供应是经济发展和社会稳定的前提和基础，是电网坚强内涵的具体体现。以坚强为基础来发展智能电网，可以提高电网防御多重故障、防止外力破坏和防灾抗灾的能力，能够增强电网供电的安全可靠性；可以提高电网对新能源的接纳能力，推动分布式和大规模新能源的跨越式发展；可以提高电网更大范围的能源资源优化配置能力，充分发挥电网在能源综合
6、运输体系中的重要作用。否则，不仅电网安全得不到保证，智能电网的功能和作用也难以充分发挥。所以，必须以坚强为基础发展智能电网。5. 在电网智能化规划中各环节智能化包括哪些内容？（1）发电环节：常规电源网厂协调关键技术（参数实测、常规机组快速调节技术以及常规电源调峰技术等）研究及应用，风电场、太阳能发电站的建模、系统仿真、功率预测和并网运行控制等先进技术的研发、关键设备的研制及推广应用，大容量储能设备的研发和应用等。（2）输电环节：柔性输电技术的应用、输电线路运行状态监测、输电线路智能化巡检、输电线路运行维护管理集约化等。（3）变电环节：智能变电站自动化关键技术与装备、设备在线监测一体化和自诊断、
7、变电一次设备智能化的关键技术与设备研制及应用、智能变电站监测装置和自动化装置的检测检定、技术标准体系、运行环境监测、运行维护管理集约化等。（4）配电环节：配电自动化系统和配电网调控一体化智能技术支持系统建设；配电网生产指挥与运行维护管理的信息化系统建设；分布式发电/储能及微电网接入与统一协调控制技术的研究与推广。（5）用电环节：用电信息采集系统、智能小区/楼宇、智能用能服务系统、用户侧分布式发电及储能系统、电动汽车充放电设施、智能用电技术研究检测中心等智能双向互动服务平台和相关技术支持平台的建设和完善。（6）调度环节：调度技术支持系统的一体化建设，电力二次系统安全防护的加强。（7）通信信息平台
8、：以光纤化、网络化、智能化为特征的大容量、高速通信网络的建设；骨干传输网的建设和完善；配电和用电环节通信网建设；加强同步网的统一规划和建设；电力光纤到户技术研发及应用；国家电网资源计划系统（SG-ERP）的建设；一体化企业级信息集成平台的扩展和完善；信息安全边界防护的加强。6. 关键设备研制重点关注哪些设备？智能电网关键设备研制着重关注能够突出体现“信息化、自动化、互动化”特征的，可显著提升电网智能化水平的装备，按照发电、输电、变电、配电、用电、调度、通信信息七个技术领域开展关键设备研制。（1）发电领域：在常规能源方面，主要是研制大型能源基地机组群接入电网的协调控制系统及设备，水电、火电、核电
9、机组优化控制系统，机组和设备状态监测与故障诊断系统等；在清洁能源方面，主要是研制大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统、可再生能源发电站综合控制及可靠性评估系统、可再生能源功率预测系统、风光互补发电及接入系统等；在储能应用方面，研制大规模储能设备。（2）输电领域：开发出标准统一、先进适用的输电线路设备状态监测装置和系统；开发控制策略更先进，电压等级更高，控制容量更大的柔性交流输电装置；完成具备自主知识产权的柔性直流输电关键设备研制和试验。（3）变电领域：研制智能变电站过程层、间隔层、站控层设备以及建设运行技术支持等方面的关键设备。（4）配电领域：研制先进的配电开关设备、节能配电变压器、控制保
10、护一体化终端等关键设备；完善和提升配电自动化系统并解决“信息孤岛”问题；研制分布式电源与微网标准化换流装置、电能质量监测和治理装置、保护计量及监测装置、大容量高可靠性快速切换固态开关。（5）用电领域：研制智能双向电能表、用电信息采集主站软件、智能充放电设备，实现电力用户用电信息采集系统、营销管理系统等相关信息集成。研制智能小区、智能大用户服务、智能营业厅相关设备。（6）调度领域：重点研究应用可视化技术、在线并行计算等技术、同步相量测量技术、网厂协调技术、安全防护技术和新一代通信技术，开发建设具有自主知识产权的智能电网调度技术支持系统。（7）通信信息领域：研制骨干传输网、配电和用电通信网、通信支
11、撑网、信息化基础设施、信息安全与运行维护、信息系统和高级应用等方面的关键设备。7. 智能发电主要涉及哪些技术领域？智能发电主要涉及常规能源、清洁能源和大容量储能应用等技术领域。（1）在常规能源方面，主要开展常规电源网厂协调关键技术（参数实测、常规机组快速调节技术以及常规电源调峰技术等）研究及应用；研制大型能源基地机组群接入电网的协调控制系统及设备，水电、火电、核电机组优化控制系统，机组和设备状态监测与故障诊断系统等。（2）在清洁能源方面，主要开展风电场、光伏电站的建模、系统仿真、功率预测和并网运行控制等先进技术的研发及推广应用；研制大规模可再生能源接入电网安全稳定控制系统、可再生能源发电站综合
12、控制及可靠性评估系统、可再生能源功率预测系统、风光储互补发电及接入系统等。（3）在储能应用方面，需要研制大容量储能设备。结合各种储能技术的特点，在抽水蓄能电站的智能调度运行控制系统、化学电池储能装置（如钠硫电池、液流电池、锂离子电池）等方面实现突破。8. 新能源发电有哪些类型？与广泛使用的常规能源（如煤、石油、天然气、水能等）相比，新能源是指在新技术基础上开发利用的非常规能源，包括风能、太阳能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核聚变能、天然气水合物能源等。新能源发电是指把新能源转换为电能的过程。风力发电和太阳能发电作为技术成熟、具有规模化开发和商业化应用的新能源发电方式，发展速度居于新能源前列
13、，其主要特点有：可再生、分布广、低污染；能量密度低、单机容量小；间歇性、周期性、随机性、波动性；大量采用电力电子技术；有分散和集中开发两种典型的接入电网方式。9. 电能的存储方式主要有哪几种？电能的存储方式主要可分为机械储能、电磁储能、电化学储能和相变储能等。机械储能主要有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电磁储能包括超导磁储能和超级电容器储能等；电化学储能主要有铅酸蓄电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池储能；相变储能包括冰蓄冷储能、热电相变蓄热储能等。10. 大规模储能技术有哪些主要作用？（1）平滑间歇性电源功率波动。安装储能装置，能够提供快速的有功支撑，增强电网调频、调峰能力，大幅提高电
14、网接纳可再生能源的能力，促进可再生能源的集约化开发和利用。 （2）减小负荷峰谷差，提高系统效率和设备利用率。如果电力系统能够大规模地储存电能，即在晚间负荷低谷时段将电能储存起来，白天负荷高峰时段再将其释放出来，就能在一定程度上缓解负荷高峰期的缺电状况，提高系统效率和输配电设备的利用率，延缓新的发电机组和输电线路的建设，节约大量投资。（3）增加备用容量，提高电网安全稳定性和供电质量。要保证供电安全，就要求系统具有足够的备用容量。在电力系统遇到大的扰动时，储能装置可以在瞬时吸收或释放能量，避免系统失稳，恢复正常运行。而对于对电压暂降和短时中断等暂态电能质量问题特别敏感的用电负荷，则需要研究采用以超
15、级电容器储能、超导磁储能、飞轮储能等为代表的功率型储能技术，快速补偿各种电能质量扰动，保证优质供电。在系统因故障而停电时，储能装置又可以起到大型不间断电源（UPS）的作用，避免突然停电带来的损失。11. 智能输电主要涉及哪些技术领域？智能输电主要涉及柔性交/直流输电技术、输变电设备状态监测与运行维护管理、输电线路智能化巡检、输电线路运行维护管理集约化等技术领域。12. 柔性交流输电技术可实现哪些功能？柔性交流输电技术是在传统交流输电系统的基础上，将电力电子技术与现代控制技术结合，实现对交流输电系统参数的灵活快速控制。基于柔性交流输电技术的装置具有响应速度快、无机械运行部件等优点，它可以实现如下
16、功能：（1）控制潮流：串联型、混合型柔性交流输电系统（FACTS）装置对输电线路潮流具有良好的控制能力。合理地配置FACTS装置，能够对电网运行进行优化控制，满足经济运行或紧急运行工况要求。（2）增加电网安全稳定性：利用FACTS装置对电网运行状态的快速调控能力，可以提高系统电压、功角稳定性，阻尼低频功率振荡、次同步振荡，限制短路电流，防止连锁性事故和大范围停电事故。（3）提高电网输送容量：稳定性是制约电网输电能力的主要因素。FACTS装置通过克服系统稳定性限制，能够极大提高电网输电容量，挖掘设备输电潜力。13. 什么是智能变电站？智能变电站是指采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等
