電力系統(tǒng)分析下復(fù)習(xí)資料wangheng

電力系統(tǒng)分析（下）復(fù)習(xí)題2.日負荷曲線和年負荷曲線的慨念答：負荷曲線按時間長短分，分為日負荷曲線和年負荷曲線。日負荷曲線描述了一天24小時負荷的變化情況；年負荷曲線描述了一年內(nèi)負荷變化的情況。3.日負荷曲線中最大負荷、最小負荷、平均負荷、負荷率、最小負荷系數(shù)的慨念答：負荷曲線中的最大值稱為日最大負荷（又稱峰荷），最小值稱為日最小負荷（又稱谷荷）；平均負荷是指某一時期（日，月，年）內(nèi)的負荷功率的平均值，；負荷率是日平均負荷與日最大負荷之比，即；最小負荷系數(shù)是日最小負荷跟日最大負荷之比，即。4.日負荷曲線的作用答：日負荷曲線對電力系統(tǒng)的運行非常重要，它是調(diào)度部門安排日發(fā)電計劃和確定系統(tǒng)運行方式的重要依據(jù)。5.年最大負荷曲線的定義和作用答：年最大負荷曲線描述一年內(nèi)每月（或每日）最大有功功率負荷變化的情況，它主要用來安排發(fā)電設(shè)備的檢修計劃，同時也為制訂發(fā)電機組或發(fā)電廠的擴建或新建計劃提供依據(jù)。6.年持續(xù)負荷曲線的定義、最大負荷利用時數(shù)的慨念、年持續(xù)負荷曲線的用途答：年持續(xù)負荷曲線是按一年中系統(tǒng)負荷的數(shù)值大小及其持續(xù)小時數(shù)順序排列而繪制成，作用是安排發(fā)電計劃和進行可靠性估算。最大負荷利用小時數(shù)是全年實際耗量跟負荷最大值之比，即習(xí)題9-1：某系統(tǒng)典型日負荷曲線如題圖所示，試計算：日平均負荷；負荷率，最小負荷系數(shù)以及峰谷差。解：（1）日平均負荷（2）負荷率題圖9-1日負荷曲線題圖9-1日負荷曲線（3）最小負荷系數(shù)（4）峰谷差9-3某工廠用電的年待續(xù)負荷曲線如題圖9-3所示。試求：工廠全年平均負荷，全年耗電量及最大負荷利用小時數(shù)Tmax。解：（1）全年平均負荷題圖9-題圖9-3年持續(xù)負荷曲線（2）全年耗電量（3）最大負荷利用小時數(shù)10-1網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落和功率損耗1.電壓降落縱分量和橫分量的計算公式（分兩種情況，見圖10-2，掌握計算，畫相量圖）；(a)(a)(b)答：電壓降落縱分量；橫分量以電壓相量作參考軸，，以電壓相量作參考軸，，2.電壓降落、電壓損耗、電壓偏移的定義有所不同答：網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點電壓的相量差，即；把兩點間電壓絕對值之差稱為電壓損耗，用表示，；電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某點的實際電壓同網(wǎng)絡(luò)該處的額定電壓之差，可以用KV表示，也可以用額定電壓的百分數(shù)表示。若某點的實際電壓為V，該處的額定電壓為，則用百分數(shù)表示的電壓偏移為，電壓偏移（%）3.電壓降落公式的分析（為何有功和相角密切相關(guān)，無功和電壓密切相關(guān)？）；答：從電壓降落的公式可見，不論從元件的哪一端計算，電壓降落的縱、橫分量計算公式的結(jié)構(gòu)都是一樣的，元件兩端的電壓幅值差主要由電壓降落的縱分量決定，電壓的相角差則由橫分量確定。高壓輸電線的參數(shù)中，電抗要比電阻大得多，作為極端情況，令R=0，便得，，上式說明，在純電抗元件中，電壓降落的縱分量是因傳送無功功率而產(chǎn)生，電壓降落的橫分量則因傳送有功功率產(chǎn)生。換句話說，元件兩端存在電壓幅值差是傳送無功功率的條件，存在電壓相角差則是傳送有功功率的條件。4.網(wǎng)絡(luò)元件功率損耗的計算公式﹝分串聯(lián)支路和并聯(lián)支路的兩種情況﹞答：網(wǎng)絡(luò)元件主要是指輸電線路和變壓器。電流在線路的電阻和電抗上產(chǎn)生的功率損耗為其中，，變壓器的功率損耗：習(xí)題10-1：一條100KV架空輸電線路，長100km，，，忽略線路對地電容，已知線路未端運行電壓VLD=105kV，負荷PLD=42MW，cosφ=0.85。試計算：（1）輸電線路的電壓降落和電壓損耗；（2）線路阻抗的功率損耗和輸電效率；（3）線路首端和未端的電壓偏移。輸電線路等效電路解：（1），輸電線路等效電路電壓降落相量圖電壓降落相量圖電壓降落：電壓損耗：（2)功率損耗輸電效率：（3）未端電壓偏移：首端電壓偏移：10-2若上題的負荷功率因數(shù)提高到0.95，試作同樣計算，并比較兩題的計算結(jié)果。電壓降落：電壓損耗：（2）功率損耗輸電效率：（3）未端電壓偏移：首端電壓偏移：11-1開式網(wǎng)絡(luò)的電壓和功率分布計算1.已知供電點電壓和負荷節(jié)點功率時的計算方法（逆功率傳輸方向計算功率損耗，順功率傳輸方向計算電壓降落，看例11-1）。答：已知供電點電壓和負荷節(jié)點功率時的計算方法：=1\*GB3①從節(jié)點d開始，利用，則，，對于第二段線路，，第一段線路，，=2\*GB3②知，算算，算，。2.潮流方程中節(jié)點的分類及相應(yīng)的定義；（填空或問答）2.潮流方程中節(jié)點的分類及相應(yīng)的定義；（填空或問答）答：（1）節(jié)點可分為：PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點三種類型。（2）各類節(jié)點介紹：①PQ節(jié)點的有功功率P和無功功率Q是給定的，節(jié)點電壓（V，δ）是待求量；②PV節(jié)點的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點的無功功率Q和電壓的相位δ是待求量；③平衡節(jié)點在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個節(jié)點的有功功率P不能給定，這個節(jié)點承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡。4.潮流計算的約束條件（問答必考）答：（1）所有節(jié)點電壓必須滿足；（2）所有電源節(jié)點的有功功率和無功功率必須滿足，；（3）某此節(jié)點之間電壓的相位差應(yīng)滿足。4.潮流計算的基本步驟（問答必考）答：（1）形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣。（2）設(shè)定節(jié)點電壓的初值。（3）將各節(jié)點電壓初值代入求得修正方程式中的不平衡量。（4）將各節(jié)點電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素。（5）求解修正方程式，求得各節(jié)點電壓的增量。（6）計算各節(jié)點電壓的新值，返回第3步進入下一次迭代，直到滿足收斂判據(jù)為止。（7）最后計算平衡節(jié)點功率和線路功率、損耗。11-10.簡單電力系統(tǒng)如圖11-10所示，已知各段線路阻抗和節(jié)點功率為：Z12=10+j16Ω，Z13=13.5+j21Ω，Z23=24+j22Ω，SLD2=20+j15MVA，SLD3=25+j18MVA，節(jié)點1為平衡節(jié)點，V1=115∠0°kV。試用牛頓-拉夫遜法計算潮流：（1）形成節(jié)點導(dǎo)納矩陣；（2）求第一次迭代用的雅可比矩陣；（3）列寫出第一次迭代時的修正方程。解：（1）節(jié)點導(dǎo)納矩陣圖11-10圖11-10，，，，；，；，(2)列寫矩陣(3)列寫出第一次迭代時的修正方程，12-2電壓調(diào)整的基本概念允許電壓偏移的范圍（填空）答：35kV及以上供電電壓正、負偏移的絕對值之和不超過額定電壓的10%；10KV及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的±7%；220V單相供電電壓允許偏移為額定電壓的+7%和-10%。電力系統(tǒng)的四種常見調(diào)壓措施。（問答必考）答：（1）調(diào)節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機端電壓VG；（2）適當(dāng)選擇變壓器的變比；（3）改變線路的參數(shù)；（4）改變無功功率的分布2.電力系統(tǒng)三種調(diào)壓方式及含義（填空必考）答：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、恒/常調(diào)壓（1）逆調(diào)壓：在大負荷時升高電壓(1.05UN)，小負荷時降低電壓(UN)。（2）順調(diào)壓：大負荷時允許電壓稍低(>1.025UN)；小負荷時允許稍高(<1.075UN)。（3）常調(diào)壓：保持為大約恒定的數(shù)值1.02~1.05UN。12-3電壓調(diào)整的措施改變變壓器變比的調(diào)壓方法（分降壓變兩種情況，看例12-3）；答：對應(yīng)額定電壓的稱為主接頭，改變變壓器的變比調(diào)壓實際上就是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇分接頭。=1\*GB3①降壓變壓器分接頭的選擇：，，，高壓側(cè)分接頭電壓是：；=2\*GB3②升壓變壓器分接頭的選擇：例12-3降壓變壓器及其等值電路示于圖（a）、（b）。已知在最大和最小負荷時通過變壓器的功率分別為Smax=（28＋j14）MVA和Smin=（10＋j6）MVA，高壓側(cè)的電壓分別為V1max＝110kV和V1min＝113kV(a)(b)。要求低壓母線的電壓變化不超出（6～6.6）kV(a)(b)解：先計算最大/最小負荷時變壓器的電壓損耗假定在最大/最小負荷時低壓側(cè)V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，則取算術(shù)平均值V1tav=107.5kV選最接近的分接頭V1t=107.25kV并校驗低壓母線的實際電壓可見所選分接頭是能滿足電壓要求的。5.負荷的頻率特性和發(fā)電機的頻率特性的分合成，發(fā)電機的滿載答：有功功率電源應(yīng)該有一定的備用容量13-3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整頻率的一次調(diào)整（掌握例13-2）答：當(dāng)n臺裝有調(diào)速器的機組并聯(lián)運行時，可根據(jù)各機組的調(diào)差系數(shù)和單位調(diào)節(jié)功率算出其等值調(diào)差系數(shù)δ(δ*)，或算出等值單位調(diào)節(jié)功率KG(KG*)。N臺機組的等值單位調(diào)節(jié)功率：等值單位調(diào)節(jié)功率的標幺值：；等值調(diào)差系數(shù)：例13-2某電力系統(tǒng)中，40%的容量已完全利用，其余30%為火電廠，有15%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為16；30%為水電廠，有18%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為18；系統(tǒng)有功負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)為。試問：若負荷變化的范圍是±10%，則系統(tǒng)頻率變化的范圍是多少？（計算必考）解：（1）計算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率，令系統(tǒng)中發(fā)電機組的總額定容量等1，即發(fā)電機組的等值單位調(diào)節(jié)功率為，系統(tǒng)負荷功率 系統(tǒng)備用系數(shù)于是 (2)系統(tǒng)負荷變化±10%時的頻率偏移為： 一次調(diào)整后的系統(tǒng)穩(wěn)定頻率變化的范圍為13-2某電力系統(tǒng)有4臺額定功率為100MW的發(fā)電機，每臺發(fā)電機的調(diào)速器的調(diào)差系數(shù)δ=4%，額定頻率fN=50Hz，系統(tǒng)總負荷為PD=320MW，負荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)KD=0。在額定頻率運行時，若系統(tǒng)增加負荷60MW，試計算下列兩種情況下系統(tǒng)頻率的變化值。（計算必考）（1）40臺機組原來平均承擔(dān)負荷；（2）原來3臺機組滿載，1臺帶20MW。說明兩種情況下頻率變化不同的原因。解：每一臺發(fā)電機的單位調(diào)節(jié)功率（1）4臺發(fā)電機原來平均承擔(dān)負荷每臺發(fā)電機承擔(dān)，因此，增加MW負荷后，每臺發(fā)電機可承擔(dān)，或（2）原來三臺滿載，一臺帶20MW負荷。此時，所有的負荷增量只能由一臺發(fā)電機負擔(dān)，即，（3）兩種情況下頻率變化不同是因為第一種情況下，，而第二種情況下變成，因而在相同的下，變大4倍。2.降低網(wǎng)損的技術(shù)措施（問答必考）答：=1\*GB3①提高用戶的功率因數(shù)，減少線路輸送的無功功率；=2\*GB3②改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布；=3\*GB3③合理地確定電力網(wǎng)的運行電壓水平；=4\*GB3④組織變壓器的經(jīng)濟運行；=5\*GB3⑤對原有電網(wǎng)進行技術(shù)改造。14-2火電廠間有功功率負荷的經(jīng)濟分配耗量特性曲線及相應(yīng)微增率的概念；（必考）答：（1）反映發(fā)電設(shè)備（或其組合）單位時間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線，稱為耗量特性。(2)耗量特性曲線上某點切線的斜率稱為該點的耗量微增率λ，λ=dF/dP，發(fā)電效率η=P/F。2.等微增率準則（分兩臺機組的情況）。例14-3答：負荷在兩臺機組間分配時，如它們的燃料消耗微增率相等，即dF1/dPG1=dF2/dPG2，則總的燃料消耗量將是最小的。這就是著名的等微增率準則。三個火電廠并聯(lián)運行，各電廠的燃料消耗特性及功率約束條件如下：P138F1＝（4+0.3PG1+0.0007P2G1）t/h,100MW≦PG1≦200MWF2＝（3+0.32PG2+0.0004P2G2）t/h,120MW≦PG2≦250MWF3＝（3.5+0.3PG3+0.00045P2G3）t/h,120MW≦PG2≦300MW當(dāng)總負荷為400MW和250MW時，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟分配（不計網(wǎng)損）解：（1）按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為，，令，可解出，（2）總負荷為400MW，即PG1+PG2+PG3=400MW。將PG1和PG3都用PG2表示，便得14.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400由此可算出PG2=270MW，已越出上限值，故應(yīng)取PG2=250MW。剩余的負荷功率450MW再由電廠1和3進行經(jīng)濟分配。PG1+PG3=450，將PG1和PG3表示，便得0.643PG3+PG3=450由此解出：PG3=274MW和PG1=（450-274）MW=176MW，都在限值以內(nèi)。（3）總負荷為250MW，即PG1+PG2+PG3=250MW。將PG1和PG3都用PG2表示，可得2.461PG2=363.49于是，PG2=147.7MW，PG1=14.29+0.572PG2=(14.29+0.572×147.7)MW=98.77MW由于PG1已低于下限值，故應(yīng)取PG1=100MW。剩余的負荷功率300MW，應(yīng)該在電廠2和3之間重新分配。PG2+PG3=300，將PG3和PG2表示，便得PG2+22.22+0.889PG2=300由此解出：PG2=147.05MW和PG3=（300-147.05）MW=152.95MW，都在限值以內(nèi)。習(xí)題14-9兩個火電廠并聯(lián)運行，其燃料耗量特性如下：（計算題必考）F1＝（4+0.3PG1+0.0008P2G1）t/h,200MW≦PG1≦300MWF2＝（3+0.33PG2+0.0004P2G2）t/h,340MW≦PG2≦560MW。系統(tǒng)總負荷分別為850MW和550MW，試確定不計網(wǎng)損時各廠負荷的經(jīng)濟分配。解：（1）系統(tǒng)總負荷為850MW時PG2=850-PG1，各發(fā)電廠的燃料耗量微增率為令λ1=λ2，并將PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即0.3+0.0016PG1=0.33+0.008（850-PG1）（0.0016+0.0008）PG1=0.33-0.3+0.008，可得PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=（850-295.833）MW=554.167MW（2）當(dāng)系統(tǒng)總負荷為550MW時，即PG2=550-PG1，