吉大電力系統(tǒng)分析

吉林大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 2019-2020學(xué)年第一學(xué)期期末考試《電力系統(tǒng)分析》大作業(yè)學(xué)生姓名專業(yè)層次年級學(xué)號學(xué)習(xí)中心成績年月日作業(yè)完成要求：大作業(yè)要求學(xué)生手寫，提供手寫文檔的清晰掃描圖片，并將圖片添加到word文檔內(nèi)，最終wod文檔上傳平臺，不允許學(xué)生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文檔格式），如有雷同、抄襲成績按不及格處理。一、簡答題（每小題8分，共80分）1、動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的基本構(gòu)成形式如何？動力系統(tǒng)：包括火電廠百的鍋爐、汽輪機(jī)，熱力網(wǎng)和用熱設(shè)備;水電廠的水庫、水輪機(jī)等核電廠的核反應(yīng)堆等。

電力系統(tǒng)：由生產(chǎn)、變換、輸送、分配、消費(fèi)電能的發(fā)電機(jī)、變壓器、變換器、電力度線路和各種用電設(shè)備〔一次設(shè)備）以及測量、保護(hù)、控制等智能裝置〔二次設(shè)備）組成的統(tǒng)一整體。

電力網(wǎng)絡(luò)：由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能的設(shè)備所組成的部分常稱為電力網(wǎng)絡(luò).即電力系統(tǒng)中除發(fā)電機(jī)和電力用戶以外的部分。根據(jù)發(fā)電廠使用一次能源的不同，發(fā)電廠主要有哪幾種形式？發(fā)電廠主要有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠和其他能源（太陽能、風(fēng)能、潮汐）發(fā)電廠電力變壓器的主要作用是什么？主要類別有哪些？主要作用是變換電壓,以利于功率的傳輸.在同一段線路上,傳送相同的功率,電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后,線路傳輸?shù)碾娏鳒p小,可以減少線路損耗,提高送電經(jīng)濟(jì)性,達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的,而降壓則能滿足各級使用電壓的用戶需要架空線路與電纜線路有什么特點(diǎn)？（1）、架空線路的特點(diǎn)：架設(shè)及維修比較方便，成本較低，但容易受到氣象和環(huán)境（如大風(fēng)、雷擊、污穢、冰雪等）的影響而引起故障，同時整個輸電走廊占用土地面積較多，易對周邊環(huán)境造成電磁干擾。（2）、電纜線路的特點(diǎn)：電纜線路具有使用壽命長，通信容量大，傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，受外界干擾小，保密性能好等優(yōu)點(diǎn)，因而在有線電通信線路中占主要地位。5、直流輸電與交流輸電比較有什么特點(diǎn)？一、高壓直流輸電與交流輸電相比有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)輸送相同功率時，線路造價低(2)線路有功損耗小(3)適宜于海下輸電(4)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題(5)能限制系統(tǒng)的短路電流(6)調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行可靠二、直流輸電適用于以下場合：遠(yuǎn)距離大功率輸電；海底電纜送電；不同頻率或同頻率非同期運(yùn)行的交流系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)；用地下電纜向大城市供電；交流系統(tǒng)互聯(lián)或配電網(wǎng)增容時，作為限制短路電流的措施之一；配合新能源的輸電。6、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣怎樣形成？各元素的物理含義是什么？在進(jìn)行微波系統(tǒng)分析時，可以把一個微波系統(tǒng)用一個電路和網(wǎng)絡(luò)來等效，從而把一個本質(zhì)上是電磁場的問題化為一個網(wǎng)絡(luò)的問題，然后利用網(wǎng)絡(luò)理論來進(jìn)行分析，求解出系統(tǒng)各個端口之間信號的相互關(guān)系。節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣就是微波網(wǎng)絡(luò)中用端口電壓（自變量）表示端口電流（因變量）的參量矩陣自導(dǎo)納：與節(jié)點(diǎn)直接連接的支路上的導(dǎo)納之和,理想電壓源相當(dāng)于短路（Z=0）,理想電流源相當(dāng)于開路(Z=∞),實(shí)際電源用理想電源與阻抗組合表示.假如說一個節(jié)點(diǎn)上連了m個支路,各支路阻抗為（Z1,Z2,Z3……Zm）（這些電阻不能有0,如果有零這就是一個虛節(jié)點(diǎn)）,總導(dǎo)納為G=(1/Z1+1/Z2+……+1/Zm).注意,Z是復(fù)數(shù).

互電導(dǎo)：直接連接兩個節(jié)點(diǎn)的各支路導(dǎo)納之和的相反數(shù).如果兩個節(jié)點(diǎn)直接有n條支路（實(shí)際上是并聯(lián)）各支路阻抗為（Z1,Z2,Z3……Zn）,互導(dǎo)納為G=-(1/Z1+1/Z2+……+1/Zn)簡述影響線路負(fù)載能力的因素。A.導(dǎo)線的熱穩(wěn)定電流。B.線路靜態(tài)穩(wěn)定極限傳輸功率C.線路暫態(tài)穩(wěn)定極限傳輸功率D.線路充電功率E.線路自然功率8、簡述正常三相電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件。靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。(1)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性的失步，度自動恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。(2)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大干擾后，各知發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，道通常指第一或第二擺不失步。(3)電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到干擾后，不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步9、簡述電力系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的類型和作用。PQ節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)注入的有功功率無功功率是已知的

PV節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)注入的有功功率已知，節(jié)點(diǎn)電壓幅值恒定，一般由武功儲zd備比較充足的電廠和電站充當(dāng)；專

slack節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的電壓為1*exp(0°)，其注入的有功無功功率可以任意調(diào)節(jié)，一般由具有調(diào)峰能力的水電廠充當(dāng)。10、電力系統(tǒng)中變量的約束條件是什么？等式約束和不等式約束條件，等式約束條件是，整個系統(tǒng)有功，無功平衡。不等式約束條件是電壓兩邊不等，頻率雙邊不等，母線電流有最大值，還有就是發(fā)電機(jī)，變壓器，用電設(shè)備功率有上限二、計(jì)算題（共20分）如圖3-28習(xí)題3-13所示三相電力系統(tǒng)，系統(tǒng)、負(fù)荷和發(fā)電機(jī)參數(shù)見表習(xí)題3-13(1)-（2）。節(jié)點(diǎn)2的電壓被限定在1.03，節(jié)點(diǎn)2上發(fā)電機(jī)無功出力范圍為35Mvar到0Mvar。把節(jié)點(diǎn)1當(dāng)做平衡節(jié)點(diǎn)。試用牛頓-拉夫遜法計(jì)算潮流。圖3-28習(xí)題3-13表習(xí)題3-13(1)傳輸線的阻抗和導(dǎo)納節(jié)點(diǎn)號輸電線阻抗輸電線導(dǎo)納1-20.08+j0.2401