華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析題庫

華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析題庫（內(nèi)）

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析思考題

第1章

I、請說明火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程。

2、電力系統(tǒng)中除火電、水電及核電以外的其它發(fā)電形式通常稱之“新能源”，你能說出幾種新能源

發(fā)電形式？

3、火力發(fā)電使用的一次能源都有什么？

4、負(fù)荷成分要緊是什么？

5、電力系統(tǒng)包含什么要緊構(gòu)成部分？分別起什么作用？

6、什么是電力網(wǎng)？什么是動(dòng)力系統(tǒng)？

7、電力系統(tǒng)常用的結(jié)線圖有幾種？

8、電力系統(tǒng)生產(chǎn)的特點(diǎn)是什么？

9、對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？

10、電能質(zhì)量的要緊指標(biāo)是什么？

11、考核電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是什么？

12、什么是“有備用結(jié)線”？什么是“無備用結(jié)線”？各有幾種形式？

13、我國電力系統(tǒng)3kV以上的額定電壓等級是什么？

14、我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式是什么？

15、什么是“消弧線圈”？作用原理是什么?

16、升壓變與降壓變的變比有何區(qū)別？

17、我國三峽電站將裝設(shè)臺水輪發(fā)電機(jī)組，每臺額定容量為MWo

18、什么是線路的經(jīng)濟(jì)輸送功率與輸送距離？

19、什么是“黑啟動(dòng)”？

20、*什么是“能量管理系統(tǒng)（EMS）”？

21、*你對電力市場熟悉多少？

22、*什么是高壓直流（HVDC）輸電系統(tǒng)？與交流輸電相比有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

23、*什么是靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）?

第2章

1、“數(shù)學(xué)模型”的含義是什么？

2、什么是發(fā)電機(jī)的“運(yùn)行極限圖（功率圓圖）”？

3、什么是發(fā)電機(jī)“進(jìn)相運(yùn)行”？

4、什么是變壓器的銅耗與鐵耗？

5、為什么說變壓器的銅耗是可變損耗？鐵耗是不變損耗？

6、升壓三繞組變壓器三個(gè)繞組由內(nèi)到外的排列順序是：中、低、高；降壓三繞組變壓器三個(gè)繞組

由內(nèi)到外的排列順序是:低、中、高，為什么?

7、使用擴(kuò)徑導(dǎo)線或者分裂導(dǎo)線的要緊目的是什么？

8、220kV與500kV線路上每串絕緣子的片數(shù)通常為多少？

9、鋁線與銅線的電阻率是多少？

10、架空輸電線為什么要換位？何謂“完全換位”？

11、架空輸電線路的電抗通常為C/km左右。

12、架空輸電線路的電納通常為S/km左右。

13、正常的架空輸電線路的電導(dǎo)通常為S/km左右。

14、架空線路與電纜線路在電氣參數(shù)上要緊有什么差別？

15、什么是電暈?

16、三相導(dǎo)線等間距水平排列時(shí)，邊相導(dǎo)線與中間相導(dǎo)線哪個(gè)更容易發(fā)生電暈現(xiàn)象？

17、計(jì)算線路的參數(shù)時(shí)，在什么情況下需要考慮分布參數(shù)特性？

18、什么是“平均額定電壓”？它是如何規(guī)定的？

19、標(biāo)么制與有名制有與區(qū)別？

20、在等值電路中，線路的對地支路是容性的，變壓器的對地支路是感性的，為什么？

21、什么是線路的“充電功率”？它對線路輸送容量及系統(tǒng)運(yùn)行有何影響？

22、什么是負(fù)荷特性？它有什么涵義？

23、*什么是負(fù)荷曲線？日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線各有何用處？

24、*電力系統(tǒng)為什么要進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測？

25、*口負(fù)荷曲線上假如有很大的“峰谷差”會對系統(tǒng)有何影響？有何辦法減小它？

第3章

1、什么是“潮流計(jì)算”？它有什么作用？比較潮流計(jì)算與通常電路計(jì)算有何異同。

2、為什么潮流計(jì)算要計(jì)算功率與甩壓而不是電流與電壓？假如將功率換成電流對潮流計(jì)算會帶來

什么影響？

3、選擇填空：在潮流計(jì)算中，

（1）、功率（包含功率損耗）代表（三相）（單項(xiàng)）功率，單位是（MVA、MW、Mvar）（kVA.kW、

kvar）（VA、W、var）；

（2）、電壓代表（線）（相）電壓，單位是（kV）（V）；

（3）、阻抗與導(dǎo)納代表（單）（三）相參數(shù)，單位分別是歐姆與西門子。

4、“電壓降落（電壓升高）”、“電壓偏移（電壓偏差）"、“電壓調(diào)整”與“電壓損耗”這些概念有

何異同？

5、什么是“輸電效率”？

6、請解釋下列名詞的含義并說明它們之間有何關(guān)系：（1）最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：（2）年負(fù)荷率;

（3）年負(fù)荷損耗率；（4）最大負(fù)荷損耗時(shí)間；（5）線損率。

7、當(dāng)輸電線路空載運(yùn)行時(shí),線路的末端電壓將高于始端電壓.為什么？

8、5O（）kV架空線路要裝設(shè)并聯(lián)電抗補(bǔ)償，通常電纜線路要加串聯(lián)電抗補(bǔ)償，為什么？

9、“運(yùn)算負(fù)荷”與“運(yùn)算功率”有何差別？

10、“環(huán)型網(wǎng)絡(luò)”與“輻射型網(wǎng)絡(luò)”的潮流計(jì)算有何不一致？

11、什么是“功率分點(diǎn)”？“無功分點(diǎn)”與“有功分點(diǎn)”各有何特點(diǎn)？

12、什么是“電磁環(huán)網(wǎng)”？它有幾種表現(xiàn)形式？它對系統(tǒng)有什么危害？

13、環(huán)網(wǎng)中的“循環(huán)功率”會對系統(tǒng)有什么影響？

14、環(huán)網(wǎng)中潮流的“自然分布”與“經(jīng)濟(jì)分布”有何區(qū)別？

15、潮流的調(diào)整操縱手段要緊有什么？

作業(yè)；3?1、3-3、3-27、3-31o

第4章

I、通常來說，潮流計(jì)算要有幾個(gè)要緊步驟？

2、常用的潮流計(jì)算的數(shù)學(xué)模型是什么？

3、什么是“自導(dǎo)納”、“互導(dǎo)納”？如何形成與修改導(dǎo)納陣？

4、導(dǎo)納陣都有什么要緊特點(diǎn)？

5、在形成網(wǎng)絡(luò)矩陣時(shí)，“樹枝”與“鏈枝”的含義是什么？

6、什么是導(dǎo)納陣的“稀疏特性”？如何計(jì)算導(dǎo)納陣的稀疏度？

7、什么是“壓縮存儲技術(shù)”？

8、阻抗陣的定義是什么？形成阻抗陣都有什么方法？

9、潮流計(jì)算中的變量都有什么？是如何分類的？

10、潮流計(jì)算中的節(jié)點(diǎn)分為幾種類型？

11、什么是“功率方程”？為什么說它是非線性方程？

12、為什么說潮流計(jì)算只能使用“迭代法”求出滿足一定精度的近似解？

13、有幾種“常規(guī)潮流”算法？

14、*你熟悉多少“擴(kuò)展潮流”算法？

15、*什么是考慮“負(fù)荷靜特性”的潮流計(jì)算？

16、高斯-塞德爾迭代法的特點(diǎn)是什么？

17、牛頓-拉夫遜迭代法的恃點(diǎn)是什么？

18、“直角坐標(biāo)”與“極坐標(biāo)”指的是什么？

19、P-Q分解法也叫“快速分解法(fastdecouplingmcihod)”或者“P-Q解耦法”，它的要緊特點(diǎn)是

什么？

20、牛頓-拉夫遜迭代法與P-Q分解法有何關(guān)系？

21、在P-Q分解法中，由于考慮到電力系統(tǒng)的兩個(gè)特點(diǎn)因此才能夠?qū)π拚匠淌竭M(jìn)行簡化，這兩個(gè)

特點(diǎn)是什么？它在什么情況下失效？

22、在P-Q分解法中，雅可比矩陣變成了B'與B〃，它們有什么特點(diǎn)？

23、P-Q分解法的修正方程式是什么？

24、請比較三種潮流計(jì)算方法的特點(diǎn)，包含原理、迭代次數(shù)、收斂性、計(jì)算速度、有用性及計(jì)算準(zhǔn)

確度。

25、P-Q分解法的修正方程式相關(guān)于牛頓法進(jìn)行了種種簡化，這是否意味著P?Q分解法的計(jì)算準(zhǔn)確

度低于牛頓法？

26、什么是“雅可比矩陣(Jacobeanmatrix)”？它有什么特點(diǎn)？為什么把它叫做“靈敏度矩陣”？

27、為什么說分塊雅可比矩陣與節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣具有相同的結(jié)構(gòu)？

28、為什么極坐標(biāo)形式的修正方程式比直角坐標(biāo)形式的修正方程式少了〃-加個(gè)？

29、牛頓法潮流計(jì)算的基本步驟有什么？

30、*什么是“因子表”？

31、*什么是“節(jié)點(diǎn)編號優(yōu)化”？

32、*什么是潮流計(jì)算的“收斂性”？發(fā)生不收斂的要緊原因是什么？

33、*什么是“優(yōu)化潮流(OPF,OptimalPowerFlow)"?潮流的約束條件都有什么？

作業(yè)：4-5,4-7,4-8,4-11

第5章

1、系統(tǒng)正常的頻率質(zhì)量范圍是多少？系統(tǒng)如何保證頻率質(zhì)量？

2、為什么說系統(tǒng)的頻率質(zhì)量要緊取決于有功平衡？

12、說明并聯(lián)與串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓的原理是什么？

13、為什么說電壓的變化要緊受無功分布的影響？

14、如何根據(jù)電壓要求確定并聯(lián)無功補(bǔ)償容量？

15、電壓與頻率是電能質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)，試比較調(diào)頻與調(diào)壓各有何特點(diǎn)？

作業(yè)：6-2,6-16,6-19.

第1章

1、在括號中給出下面各變壓器的額定電壓。

2、在括號中給出下面各變壓器的額定電壓。

10kV

第2章

1、計(jì)算線路參數(shù)并作由其n型等值電路。已知線路型號為LGJ-400,2r=22mm,長度為

13()km,導(dǎo)線排列方式如圖1所示。

2、計(jì)算線路參數(shù)并作出其口型等值電路。已知線路型號為LGJ-200X2,2r=17mm,長

度為150km,導(dǎo)線拄列方式如圖2所示.

3、計(jì)算雙繞組變壓器的參數(shù)并作出其等值電路。己知容量為31500kVA,領(lǐng)定電壓為

121/10.5kV,a二20kW,火％=10.5,^=10kW,/0%=0.5o

4、三繞組變壓器的容量為120000/120000/60000kVA,額定電壓為220/121/llkV,短路

損耗為匕叱2)=13()kW,2-)=135kW,22_3)=125kW；短路電壓為上口)％=18,

Ug%=10,Ug%=7；空載損耗為外=73kW；空載電流為4％=3.5。試計(jì)算歸

算到高壓側(cè)的變壓器的參數(shù)并作出等值電路。

5、支路12中的阻抗為Z,在其中加入一理想變壓器，其變比分別如圖所示c請作出它

們的等值電路。

(a)

17l：k2

1^-aH

(c)

第3章

3.1如圖3.1所示兩變壓器并聯(lián)運(yùn)行，參數(shù)完全相同，假如，T1工作在主抽頭；T2T

作在+2.5%分接頭，試分析兩臺變壓器各承擔(dān)負(fù)荷的比例是多少？

10.5:121kV

10.5:124.025kV

題3.1圖

3.2兩臺發(fā)電機(jī)經(jīng)線路相聯(lián)，接線如圖所示。已知母線1、2的計(jì)算負(fù)荷分別為

SlL=10+；20,S2L=20+y10,線路阻抗2二川.03,線路電阻略去不計(jì)。

（1）設(shè)分2=1。，，及內(nèi)的幅值相等，且等于1。計(jì)算發(fā)電機(jī)1、2輸出的無功功率Qs

與。G2，與。與4間的相角差如；

（2）在上述情況下，假如保持七I、足2與"幅值不變，而將母線2電壓下降到0.9,

試定性分析QGI、QG2及九的變化情況；

（3）若，及口的幅值均等于1，但巴比，滯后30°時(shí)，則兩臺發(fā)電機(jī)輸出的有功及無

功各為多少？

注：以上所給電壓、阻抗及負(fù)荷數(shù)字均為標(biāo)幺值。

題3.2圖

3.3電力系統(tǒng)接線如下圖

題3.3圖

其中發(fā)電機(jī)Gl、G2的端電壓、變壓器T第一繞組的分接頭、調(diào)相機(jī)C的無功功率可調(diào);

負(fù)荷功率恒定。

試定性分析使用什么調(diào)節(jié)方式能夠：

（1）提高線段I、II的電壓，但不改變這兩段上流淌的無功功率？

（2）提高線段【的電壓，但不改變線段II的電壓與這兩線段上流淌的無功功率？

（3）減少線段I_L流淌的感性無功功率，但不改變線段II，流淌的感性無功功率，設(shè)

感性無功功率的原始流向由I側(cè)流向II側(cè)。

注：有一個(gè)以上答案時(shí)，只要求列出其中之一。

3.4某電力網(wǎng)絡(luò)等值電路圖如圖所示，其線路阻抗及接地導(dǎo)納均以標(biāo)幺值示于圖中。

題3.4圖

（1）試寫出該網(wǎng)絡(luò)的市點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

（2）現(xiàn)使用牛頓-拉夫遜法求解該網(wǎng)絡(luò)的潮流，貝!其修正方程式應(yīng)是如何的（能夠選直

角與極坐標(biāo)系統(tǒng)中的任意種）？并結(jié)合本網(wǎng)絡(luò)具體情況，指出雅可比矩陣中什么

元素是零元素。

（3）具體寫出雅可比矩陣中于節(jié)點(diǎn)2有關(guān)的元素N”二學(xué)（直角坐標(biāo)系統(tǒng)

de2

+〃2）或者222=學(xué)（極坐標(biāo)系統(tǒng)2=七/與）的表達(dá)式，任選一種。

在求解潮流時(shí)指定節(jié)點(diǎn)4為平衡節(jié)點(diǎn)（其電壓為1.05/0°）,節(jié)點(diǎn)5為PV節(jié)點(diǎn)，PQ節(jié)

點(diǎn)的注入功率及PV節(jié)點(diǎn)的有功注入功率及電壓幅值均給定。

3.5直流網(wǎng)絡(luò)接線圖如圖所示，試確定圖中2、3點(diǎn)的電壓。

（1）運(yùn)用高斯-塞德爾法迭代2次;

（2）運(yùn)用牛頓-拉夫遜法迭代一次。

3.6

（1）試寫出下圖所示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電壓、電流方程式:

（2）求出該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣中各元素值；

（3）求出該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗陣中各元素值。（圖中各支路阻抗均為1）

第4章作業(yè)題

1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。各參數(shù)單位均為西門子，求：（1）網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納陣；（2）假如

2-3支路的導(dǎo)納由j5變?yōu)閖lO,導(dǎo)納陣如何修改。

④①

一昌

—1--A

j

J1

2、網(wǎng)絡(luò)圖如習(xí)題集4-5題所示，各參數(shù)為阻抗標(biāo)幺值，求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納陣。

3、系統(tǒng)圖及參數(shù)如圖4.2所示（1節(jié)點(diǎn)電壓相角為0）。求：

（1）形成網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納庫；

（2）指出3個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)類型；

（3）指出各變量的類型（包含已知與未知變量）；

（4）用節(jié)點(diǎn)電壓方程形式列出系統(tǒng)的功率方程（即數(shù)學(xué)模型，寫出矩陣形式即可）。

l+j4Q3+jlOQ?

-<>-~~I-

HZ>-

115kV30+j40MVA

^-j2xlO-5S

圖4.2

4、習(xí)題集4-8題，給定初值乂=區(qū),/)=(0,0)。(注：結(jié)果與參考答案不一致)

例題與解答：計(jì)算圖示幅射網(wǎng)潮流。已知匕=⑵NO°kV,S3=60+J50ME4,求用與

。?^?②?,③

飛1.2+jlOQeW2.5+jl6Q

12伏/_O_a；L3~□-----60+J50MVA

卜%《

U(4+710)x10^^

解答：設(shè)。3=110%丫，先由線路末端向始端求功率分布:

S=60+/50+(2.5+16)=61.26+58.07(M網(wǎng)

2北；；。

U,=J(uo+60x2.5+50xl6/60x16-50x2.52=1I8,WV)

V110110

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