电力系统稳态分析思考题集

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1、第一章 电力系统的基本概念什么是电力系统、电力网？电力系统定义：生产、变换、输送、分配、消耗电能的设备，及测量、保护、控制乃至能量管理系统组成的统一整体。电力网络：变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备组成的部分。电力系统运行的特点有哪些，对电力系统的基本要求是什么？电能生产、输送、消费的特点：与国民经济关系密切；不能大量储存；生产、输送、消费各环节不可分割；工况改变十分迅速；对电能质量的要求严格。对电力系统运行的基本要求：保证可靠地持续供电；保证良好的电能质量；保证系统运行的经济性。电力系统中将负荷分为几级，如何考虑对其供电？负荷供电可靠性分级：一级：不能停电(保证不间断)；二级：可短时

2、停电；三级：无要求。电力系统接线方式的有备用、无备用接线方式各有几种基本形式？典型接线方式的特点：无备用：放射、干线、链式。优点：简单、经济、运行方便。缺点：供电可靠性差。有备用：双回放射、干线、链式；环式、两端供电网络。双回放射、干线、链式： 优点：可靠性、电压质量高。缺点：不够经济。环式： 优点：较经济。缺点：运行调度复杂，故障时电压质量差。两端供电网络： 必须有两个或以上的电源。为什么要高压交流输电？是否各种电力线路都要采用高压输电？高压交流输电，提高了传输容量和传输距离，提高电能传输的经济性，当传送功率是一定的， ，输电电压愈高，电流愈小。电力系统为什么有不同的电压等级？升压变压器和降

3、压变压器的额定电压有何区别？额定电压等级的确定：对应于一定输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压，电压等级的系列化升压变压器（例：35/242，10.5/121）：一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压；二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。降压变压器（110/38.5，220/38.5）：一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；二次侧（低压侧

4、）向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。电力线路、发电机、变压器的一次和二次绕组的额定电压是如何决定的？1. 取线路始端电压为额定电压的105%；2. 取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；3. 变压器分升压变和降压变考虑：一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压； 二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压的105% 。电力系统中性点运行方式有几种，各适用于什么范围？中性点运行方式：直接接地：故障时有短路回路，可靠性低。110kV及以上系统用。不接地：无短路回路，可靠性高。但非故障相电压升

5、高。60(35kV)及以下系统用。经消弧线圈接地：不接地的一种。3-60kV网容性电流大时装。过补偿：IL Ic ； 欠补偿：IL Rij，节点电压相角差ij改变，主要影响输送有功功率，从而影响Pi；节点Ui大小改变，主要影响输送无功功率，从而影响Qi，略去雅可比矩阵元素N、J，牛顿-拉夫逊法修正方程式简化：元件电压相角差ij较小，再计GijBij，近似认为cosij1 , GijsinijBij 非对角元Hij、Lij简化为 Hij= -UiUjBij , i,j=1,2,n-1,ij Lij= -UiUjBij , i,j=1,2,m-1,ij 即H、L非对角元素表示式简化为相同形式第四章

6、 电力系统的有功功率和频率调节（1）负荷变动规律有几种，如何调整？有功负荷随时间变动规律分解为三种。第一种变动：幅度小、周期短。无法预测(随机)，靠发电机调速器调整，称一次调整。自动进行。第二种变动：幅度较大、周期较长。冲击性负荷。靠发电机调频器调整，称二次调整。可手动、自动。第三种变动：幅度最大、周期最长。可预测，生产、生活引起，称三次调整。优化分配负荷又称经济调度。（2）电力系统频率的一次、二次调整如何进行，各有何特点？一次调频指由发电机调速器进行的、对第一种负荷变动引起频率偏移的调整。一次调频特点：自动调节。一次调频是所有运行发电机组都可参加，这类发电厂称为负荷监视厂二次调频指由发电机调

7、频器进行的、对第二种负荷变动引起频率偏移的调整。二次调频特点：手动调节。二次调频由平衡节点承担。（3）为什么电力系统需要备用容量？备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分。电力系统中的有功功率电源是各类发电厂的发电机，但并非系统中的电源容量始终等于所有发电机额定容量之和。因既非所有发电设备全部不间断地投入运行，也非所有投入运行的发电机设备都能按额定容量发电。例如，必须定期停机检修；某些水电厂的发电机由于水头的极度降低不能按额定容量运行等。（4）写出电力系统有功功率最优分配的数学模型。有功功率负荷的最优分配：指系统有功功率负荷在各个正在运行的发电设备或发电厂之间合理分配。数学模型： 在满足等式约

8、束条件 f(x、u、d)=0 不等式约束条件 g(x、u、d) 0使目标函数 C= C(x、u、d) 为最优。（5）发电机与负荷的单位调节功率的意义是什么？什么是发电机的调差系数？ 发电机单位调节功率标志随频率升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。机组的调差系数：发电机的单位调节功率与调差系数的关系：（6）频率的一次、二次调整能否做到无差调节？频率的一次调整不能做到无差调节；频率的二次调整可以做到无差调节。（7）调频厂应该如何选择，这类电厂有何主要特点？调频厂选择：系统中有水电厂时，选择水电厂做调频厂；当水电厂不能做调频厂时，选择中温中压火电厂做调频厂。一个电厂不够时，选择第二、第三等调频厂。

9、多个电厂同时二次调频时，采用自动调频方式。特点：调整容量应足够大，调整速度应足够快，调整范围内的经济性能应较好，调整时不至引起系统内部或系统间联络线工作的困难。第五章 电力系统的无功功率和电压调整1） 无功功率电源有哪些？哪些可以平滑调节？无功功率电源：发电机、电容器、调相机、静止补偿器。可以平滑调节：调相机、静止补偿器2）限制冲击负荷电压波动的措施是什么？（a）设置串联电容器、 （b）设置调相机和电抗器、（c）设置静止补偿器3）什么是电力系统的逆调压、顺调压、常调压？逆调压：在高峰负荷时升高中枢点电压、低谷负荷时降低中枢点电压的电压调整方式。在高峰负荷时将中枢点电压升高至105%UN，低谷负荷时将中枢点电压降为额定电压UN。顺调压：在高峰负荷时允许中枢点电压略低，而低谷负荷时却允许中枢点电压略高的调压方式。采用顺调压，高峰负荷时中枢点电压允许不低于102.5%UN，低谷负荷时中枢点电压允许不高于107.5%UN。常调压：任何负荷下保持中枢点电压为一基本不变的数值。适用于负荷变动小、线路上电压损耗小的情况。常调压方式，电压保持为(102%-105%)UN。4） 选择变压器分接头进行调压的特点是什么？系统中无功功率必须充足才有效，否则必须用其他措施；不需要附加设备。5） 电力系统的电压调节有几种主要措施？ 借改变发电机端电压调压；借改变变压器变比调压；借补偿设备调压；组合调压。