電力系統(tǒng)分析習(xí)題第36節(jié)(I)

1、3 簡單電力系統(tǒng)潮流計(jì)算31 思考題、習(xí)題1）電力線路阻抗中的功率損耗表達(dá)式是什么？電力線路始、末端的電容功率表達(dá)式是什么？2）電力線路阻抗中電壓降落的縱分量和橫分量的表達(dá)式是什么？3）什么叫電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓調(diào)整及輸電效率？5）對簡單開式網(wǎng)絡(luò)、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的內(nèi)容及步驟是什么？6）變壓器在額定狀況下，其功率損耗的簡單表達(dá)式是什么？9）為什么要對電力網(wǎng)絡(luò)的潮流進(jìn)行調(diào)整控制？調(diào)整控制潮流的手段主要有哪些？10）欲改變電力網(wǎng)絡(luò)的有功功率和無功功率分布，分別需要調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的什么參數(shù)？16）110kV雙回架空線路，長度為150kM，導(dǎo)線型號為LGJ-120，導(dǎo)線計(jì)

2、算外徑為15.2mm，三相導(dǎo)線幾何平均距離為5m。已知電力線路末端負(fù)荷為30+j15MVA，末端電壓為106kV，求始端電壓、功率，并作出電壓向量圖。17）220kV單回架空線路，長度為200kM，導(dǎo)線型號為LGJ-300，導(dǎo)線計(jì)算外徑為24.2mm，三相導(dǎo)線幾何平均距離為7.5m。已知電力線路始端輸入功率為120+j50MVA，始端電壓為240kV，求末端電壓、功率，并作出電壓向量圖。18）110kV單回架空線路，長度為80kM，導(dǎo)線型號為LGJ-95，導(dǎo)線計(jì)算外徑為13.7mm，三相導(dǎo)線幾何平均距離為5m。已知電力線路末端負(fù)荷為15+j10MVA，始端電壓為116kV，求末端電壓和始端功率

3、。19）220kV單回架空線路，長度為220kM，電力線路每公里的參數(shù)分別為：、線路空載運(yùn)行，當(dāng)線路末端電壓為205kV，求線路始端的電壓。20）有一臺三繞組變壓器，其歸算至高壓側(cè)的等值電路如圖3-1所示，其中當(dāng)變壓器變比為110/38.5（1+5%）/6.6kV，U3=6kV時(shí)，試計(jì)算高壓、中壓側(cè)的實(shí)際電壓。 圖3- 1 圖3-221）某電力線路導(dǎo)線為LGJ-185，長度為100kM，導(dǎo)線計(jì)算外徑為19mm，線路末端負(fù)荷為90+j20MVA。該電力線路由110kV升至220kV運(yùn)行，假設(shè)升壓前后導(dǎo)線截面和負(fù)荷大小保持不變，而且不考慮電暈損失的增加，導(dǎo)線水平排列，升壓前后導(dǎo)線間距由4m增加到5

4、.5m。試問升壓前后電力線路的功率損耗減少了多少？電壓損耗的百分?jǐn)?shù)減少了多少？22）對圖3-2所示的環(huán)行等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行潮流計(jì)算。圖中各線路的阻抗參數(shù)分別為： 各點(diǎn)的運(yùn)算負(fù)荷分別為：而且U1=235kV。23） 某35kV變電所有二臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行，其參數(shù)分別為：T1：； T2：。兩臺變壓器均忽略勵(lì)磁支路。變壓器低壓側(cè)通過的總功率為。試求：當(dāng)變壓器變比為時(shí)，每臺變壓器通過的功率為多少？當(dāng)，時(shí)，每臺變壓器通過的功率為多少？32 習(xí)題解答16） 始端電壓為：U1=114.92 kV，=3.5° 始端功率為：S1=31.7689+j7.9884 MVA 電壓相量圖如圖3-5所示。 17） 末端

5、電壓為：U2=209.715 kV，=9.93° 始端功率為：S1=113.1793+j50.3043 MVA 電壓相量圖如圖3-6所示。18） 末端電壓為：U2=109.611 kV，=1.28° 始端功率為：S1=15.6599+j9.5734 MVA19） 始端電壓為：U1=199.46 kV，=0.41°20） 高壓側(cè)實(shí)際電壓為：U1=109.69 kV 中壓側(cè)實(shí)際電壓為：U1=37.648 kV21） 110kV運(yùn)行，功率損耗S1=101.8704+j45.2263MVA 電壓損耗U1%=22.1 220kV運(yùn)行，功率損耗S2=92.9146+j14.2

6、263MVA 電壓損耗U2%=4.64 功率損耗減少S=8.9558+j30.6905MVA 電壓損耗減少U%=17.4622） 由節(jié)點(diǎn)1流入線路l1的功率為112.4934+j57.9522MVA 由線路l1流入節(jié)點(diǎn)2的功率為109.4453+j52.6729MVA 由節(jié)點(diǎn)2流入線路l2的功率為19.4453+j12.6729MVA 由線路l2流入節(jié)點(diǎn)3的功率為19.23+j12.3MVA 由節(jié)點(diǎn)4流入線路l3的功率為31.4209+j18.8273MVA 由線路l3流入節(jié)點(diǎn)3的功率為30.77+j17.7MVA 由節(jié)點(diǎn)1流入線路l4的功率為72.7112+j36.0622MVA 由線路l4

7、流入節(jié)點(diǎn)4的功率為71.4209+j33.8273MVA 節(jié)點(diǎn)2的電壓為226.017 kV 節(jié)點(diǎn)3的電壓為222.36 kV 節(jié)點(diǎn)4的電壓為229.5 kV23） 變壓器變比相等時(shí)，ST1=6.539+j4.253MVA，ST2=1.961+j1.047MVA 變壓器變比不等時(shí)，ST1=6.6349+j4.8342MVA，ST2=1.5941+j0.4628MVA4 復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法41 思考題、習(xí)題1）電力網(wǎng)絡(luò)常用的數(shù)學(xué)模型有哪幾種？2）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣和節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣中各元素的物理意義是什么？3）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣有什么特點(diǎn)？4）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣如何形成和修改？其階數(shù)與電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)有什么

8、關(guān)系？5）電力系統(tǒng)潮流計(jì)算中變量和節(jié)點(diǎn)是如何分類的？6）電力系統(tǒng)功率方程中的變量個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)數(shù)有什么關(guān)系？有哪些變量可以先確定下來？7）電力系統(tǒng)中變量的約束條件是什么？為什么？8）高斯-塞德爾法潮流計(jì)算的迭代式是什么？迭代步驟如何？對PV節(jié)點(diǎn)是如何考慮的？9）牛頓-拉夫遜法的基本原理是什么？其潮流計(jì)算的修正方程式是什么？用直角坐標(biāo)形式表示的與用極坐標(biāo)形式表示的不平衡方程式的個(gè)數(shù)有何不同？為什么？10）PQ分解法是如何簡化而來的？它的修正方程式是什么？有什么特點(diǎn)？11）電力系統(tǒng)如圖4-1所示。各元件阻抗標(biāo)幺值分別為：，。假設(shè)節(jié)點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)4為PV節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)2、3為PQ節(jié)點(diǎn)。若給定：，。試求

9、：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；高斯-塞德爾法潮流計(jì)算第一次迭代結(jié)束時(shí)，各節(jié)點(diǎn)的電壓。12）電力網(wǎng)絡(luò)圖如圖4-2所示，網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)均以電抗標(biāo)幺值給出，試求該電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣？13）系統(tǒng)等值電路如圖4-3所示，電路參數(shù)均以電抗標(biāo)幺值給出：點(diǎn)1為平衡節(jié)點(diǎn)，；節(jié)點(diǎn)2為PV節(jié)點(diǎn)，U2=1.0，P2=1.0；節(jié)點(diǎn)3為PQ節(jié)點(diǎn)，P3=2.0，Q3=1.0。試用牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流。4. 2 習(xí)題解答11) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣假設(shè)U2（0）=U3（0）=1.0，1（0）=2（0）=3（0）=4（0）=0°，則高斯-塞德爾第一次迭代結(jié)束時(shí)的各節(jié)點(diǎn)電壓為：12) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣13) 節(jié)點(diǎn)電壓和注入功率 U1=1.0

10、，1=0°，P1=3.000，Q1=0.8496 U2=1.0，2=-7.823°，P2=-1.0，Q2=0.7115 U3=0.939，3=-10.041°，P3=-2.0，Q3=-1.0 線路通過功率5 電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整5. 1 思考題、習(xí)題1) 電力系統(tǒng)頻率偏高或偏低有哪些危害？2) 電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷變化的情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系？5) 什么是備用容量？如何考慮電力系統(tǒng)的備用容量？備用容量的存在形式有哪些？備用容量主要分為哪幾種？各自的用途是什么？6）電力系統(tǒng)中有功功率最優(yōu)分配問題的主要內(nèi)容有哪些？7）各類發(fā)電廠的特點(diǎn)是

11、什么？排列各類發(fā)電廠承擔(dān)負(fù)荷最優(yōu)順序的原則是什么？在洪水季節(jié)和枯水季節(jié)，各類機(jī)組承擔(dān)負(fù)荷的最優(yōu)順序是什么？8）什么是機(jī)組的耗量特性、比耗量和耗量微增率？比耗量和耗量微增率的單位相同，但其物理意義有何不同？9）什么是等耗量微增率準(zhǔn)則？等耗量微增率準(zhǔn)則成立的條件是什么？10）什么是水煤換算系數(shù)？其影響的因素有哪些？11）什么是網(wǎng)損修正系數(shù)？什么是網(wǎng)損微增率？計(jì)及網(wǎng)損時(shí)有功功率最優(yōu)分配負(fù)荷的協(xié)調(diào)方程是什么？12）何為電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為有功負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)？13）何為發(fā)電機(jī)組的有功功率-頻率靜態(tài)特性？何為發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率？14）什么是調(diào)差系數(shù)？它與發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率

12、的標(biāo)幺值有何關(guān)系？15）電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整（一次調(diào)頻）的原理是什么？何為電力系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率？為什么它不能過大？16）電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整（二次調(diào)頻）的原理是什么？怎樣才能做到頻率的無差調(diào)節(jié)？17）互聯(lián)電力系統(tǒng)怎樣調(diào)頻才算合理？為什么？18）電力系統(tǒng)是如何調(diào)頻的？調(diào)頻廠是如何選擇的？19）A、B兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線相連如圖5-1所示。已知A系統(tǒng)；B系統(tǒng) 。求在下列情況下系統(tǒng)頻率的變化量f 和聯(lián)絡(luò)線功率的變化量Pab；兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻；A系統(tǒng)機(jī)組參加一次調(diào)頻，而B系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻；兩系統(tǒng)所有機(jī)組都不參加一次調(diào)頻。20） 仍按題5-19中已知條件，試計(jì)算下列情況下的頻率變化量f

13、 和聯(lián)絡(luò)線上流過的功率Pab。A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次、二次調(diào)頻，A、B兩系統(tǒng)機(jī)組都增發(fā)；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)。21）某電力系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)KL*=2.0，主調(diào)頻廠額定容量為系統(tǒng)負(fù)荷的20%，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行于負(fù)荷PL*=1.0，fN=50Hz時(shí)，主調(diào)頻廠出力為其額定值的50%。如果負(fù)荷增加，而主調(diào)頻廠的頻率調(diào)整器不動作，系統(tǒng)的頻率就下降0.3Hz，此時(shí)測得PL*=1.1（發(fā)電機(jī)組仍不滿載）?，F(xiàn)在頻率調(diào)整器動作，使頻率上升0.2Hz。問二次調(diào)頻作用增加的功率是多少？22）

14、三臺發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷，它們的耗量微增率分別為： 當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為750MW時(shí)，試求每臺發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷。23） 有n臺發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷，它們的耗量特性分別為： 試推導(dǎo)耗量微增率與PL的關(guān)系式以及與Pk的關(guān)系式（推導(dǎo)時(shí)不計(jì)網(wǎng)絡(luò)損耗和各機(jī)組的功率限額）。5. 2 習(xí)題解答19） 兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻時(shí) f=0.09434 Hz Pab=-19.8 MW A系統(tǒng)參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)不參加一次調(diào)頻時(shí) f=0.16854 Hz Pab=43.26 MW 兩系統(tǒng)都不參加一次調(diào)頻時(shí) f=1.6667 Hz Pab=-16.6667 MW20）兩系統(tǒng)都參加一次、二次調(diào)頻，兩系統(tǒng)都增發(fā)50MW時(shí) f=0

15、.03145 Hz Pab=-23.27 MW 兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW時(shí) f=0.0566 Hz Pab=8.1132 MW 兩系統(tǒng)都參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)參加二次調(diào)頻并增發(fā)60MW時(shí) f=0.0566 Hz Pab=-51.887 MW21） 二次調(diào)頻作用增發(fā)功率為PG0*=0.06667 (標(biāo)幺值) 主調(diào)頻廠出力為83.333%。22） P1=136.4MW；P2=204.5MW；P3=409.1MW23）： ： 6 電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整6. 1 思考題、習(xí)題1) 電力系統(tǒng)中無功負(fù)荷和無功損耗主要是指什么？3）電力系統(tǒng)中無功功率電源有哪些？其分別的工

16、作原理是什么？4）電力系統(tǒng)中無功功率與節(jié)點(diǎn)電壓有什么關(guān)系？5）電力系統(tǒng)的電壓變動對用戶有什么影響？6）電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布主要包括哪些內(nèi)容？其分別服從什么準(zhǔn)則？7）有功網(wǎng)損微增率、無功網(wǎng)損微增率和網(wǎng)損修正系數(shù)的定義及意義是什么？什么是等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則？8）最優(yōu)網(wǎng)損微增率的定義是什么？什么是最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則？9）電力系統(tǒng)中電壓中樞點(diǎn)一般選在何處？電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式有哪幾種？哪一種方式容易實(shí)現(xiàn)？哪一種方式最不容易實(shí)現(xiàn)？為什么？10）電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的基本原理是什么？當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率不足時(shí)，是否可以通過改變變壓器的變比調(diào)壓？為什么？11）電力系統(tǒng)常見的調(diào)壓措施有哪些？12）試推導(dǎo)變壓器

17、分接頭電壓的計(jì)算公式，并指出升壓變壓器和降壓變壓器有何異同點(diǎn)？13）有載調(diào)壓變壓器與普通變壓器有什么區(qū)別？在什么情況下宜采用有載調(diào)壓變壓器？14）在按調(diào)壓要求選擇無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)，選用并聯(lián)電容器和調(diào)相機(jī)是如何考慮的？選擇方法有什么不同？15）什么是靜止補(bǔ)償器？其原理是什么？有何特點(diǎn)？常見的有哪幾種類型？16）并聯(lián)電容器補(bǔ)償和串聯(lián)電容器補(bǔ)償各有什么特點(diǎn)？其在電力系統(tǒng)中的使用情況如何？17）已知某簡單電力系統(tǒng)如圖6-1所示，A 1+j4.165 24+j18MVA現(xiàn)準(zhǔn)備投資在系統(tǒng)中裝設(shè)18Mvar的并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償。試確定電 0.5+j2.465 24+j18MVA容器的最優(yōu)分布方案。 18）

18、有一降壓變壓器歸算至高壓側(cè)的阻抗 圖6-1 簡單電力系統(tǒng) 為2.44+j40，變壓器的額定電壓為110±2×2.5%/6.3kV。在最大負(fù)荷時(shí)，變壓器高壓側(cè)通過的功率為28+j14MVA，高壓母線電壓為113kV，低壓母線要求電壓為6kV；在最小負(fù)荷時(shí)，變壓器高壓側(cè)通過的功率為10+j6MVA，高壓母線電壓為115kV，低壓母線要求電壓為6.6kV。試選擇變壓器分接頭。19）有一降壓變壓器，。變壓器低壓母線最大負(fù)荷為18MVA，cos=0.8；最小負(fù)荷為7MVA，cos=0.7。已知變壓器高壓母線在任何方式下均維持電壓為107.5kV，如果變壓器低壓母線要求順調(diào)壓，試選擇變

19、壓器分接頭。20）某變電所有一臺降壓變壓器，變壓器的額定電壓為110±2×2.5%/11kV，變壓器已運(yùn)行于115.5kV抽頭電壓，在最大、最小負(fù)荷時(shí)，變壓器低壓側(cè)電壓的偏移分別為-7%和-2%（相對于網(wǎng)絡(luò)額定電壓的偏移）。如果變壓器電壓側(cè)要求順調(diào)壓，那么變壓器的抽頭電壓115.5kV能否滿足調(diào)壓的要求，應(yīng)如何處理？21）水電廠通過SFL-40000/110型升壓變壓器與系統(tǒng)連接，變壓器歸算高壓側(cè)的阻抗 為2.1+j38.5，額定電壓為121±2×2.5%/10.5 kV。在系統(tǒng)最大、最小負(fù)荷時(shí)，變壓器高壓母線電壓分別為112.09kV和 115.92kV ；低壓側(cè)要求電壓，在系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)不低于10kV，在系統(tǒng)最小負(fù)荷時(shí)不高于11 kV。當(dāng)水電廠在最大、最小負(fù)荷時(shí)輸出功率為28+j21MVA時(shí)，試選擇變壓器分接頭。22）有一個(gè)降壓變電所由二回110kV，70km的電力線路供電，導(dǎo)線型號為LGJ-120，導(dǎo)線計(jì)算外徑為15.2mm，三相導(dǎo)線幾何平均距離為5m。變電所裝有二臺變壓器并列運(yùn)行，其型號為SFL-31500/110，。最大負(fù)荷時(shí)變電所低壓側(cè)歸算高壓側(cè)的電壓為100.5kV，最小負(fù)荷時(shí)為112.0kV。變電所二次母線允許電壓偏移在最大、最小負(fù)荷時(shí)分別為2.5%7.5%。試根據(jù)調(diào)壓的要求按并聯(lián)