华北电力大学电力系统稳态分析题库.doc

1、1电力系统稳态分析题库电力系统稳态分析思考题第 1 章1、请说明火力发电的能量转换过程。2、电力系统中除火电、水电及核电以外的其它发电形式一般称为“新能源” ，你能说出几种新能源发电形式？3、火力发电使用的一次能源都有哪些？4、负荷成分主要是什么？5、电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？6、什么是电力网？什么是动力系统？7、电力系统常用的结线图有几种？8、电力系统生产的特点是什么？9、对电力系统运行的基本要求是什么？10、 电能质量的主要指标是什么？11、 考核电力系统运行经济性的指标是什么？12、 什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？13、 我国电力系统 3k

2、V 以上的额定电压等级是什么？14、 我国电力系统中性点的运行方式是什么？15、 什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？16、 升压变和降压变的变比有何区别？17、 我国三峡电站将装设 台水轮发电机组，每台额定容量为 MW。18、 什么是线路的经济输送功率和输送距离？19、 什么是“黑启动”？20、 *什么是“能量管理系统（EMS） ”？21、 *你对电力市场了解多少？22、 *什么是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？23、 *什么是灵活交流输电系统（FACTS）？第 2 章1、 “数学模型”的含义是什么？2、 什么是发电机的“运行极限图（功率圆图） ”？3、 什么是发电

3、机“进相运行”？4、 什么是变压器的铜耗和铁耗？5、 为什么说变压器的铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？6、 升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：低、中、高，为什么？7、 采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？8、 220kV 和 500kV 线路上每串绝缘子的片数一般为多少？9、 铝线和铜线的电阻率是多少？10、 架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？211、 架空输电线路的电抗一般为 /km 左右。12、 架空输电线路的电纳一般为 S/km 左右。13、 正常的架空输电线路的电导一般为 S/km 左右。14、 架空线路

4、与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别？15、 什么是电晕？16、 三相导线等间距水平排列时，边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象？17、 计算线路的参数时，在什么情况下需要考虑分布参数特性？18、 什么是“平均额定电压”？它是如何规定的？19、 标么制与有名制有和区别？20、 在等值电路中，线路的对地支路是容性的，变压器的对地支路是感性的，为什么？21、 什么是线路的“充电功率”？它对线路输送容量及系统运行有何影响？22、 什么是负荷特性？它有什么涵义？23、 *什么是负荷曲线？日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处？24、 *电力系统为什么要进行负荷预测？25、 *日负荷曲线上如果有很大的“

5、峰谷差”会对系统有何影响？有何办法减小它？第 3 章1、 什么是“潮流计算”？它有什么作用？比较潮流计算与一般电路计算有何异同。2、 为什么潮流计算要计算功率和电压而不是电流和电压？如果将功率换成电流对潮流计算会带来什么影响？3、 选择填空：在潮流计算中，（1） 、功率（包括功率损耗）代表（三相） （单项）功率，单位是（MVA、MW 、Mvar） （kVA 、kW、kvar）（VA、W、var） ；（2） 、电压代表（线） （相）电压，单位是（kV ） （V ） ；（3） 、阻抗和导纳代表（单） （三）相参数，单位分别是欧姆和西门子。4、 “电压降落（电压升高） ”、 “电压偏移（电压偏差）

6、”、 “电压调整”和“电压损耗”这些概念有何异同？5、 什么是“输电效率”？6、 请解释以下名词的含义并说明它们之间有何关系：（1）最大负荷利用小时数；（2）年负荷率；（3）年负荷损耗率；（4）最大负荷损耗时间；（5）线损率。7、 当输电线路空载运行时，线路的末端电压将高于始端电压，为什么？8、 500kV 架空线路要装设并联电抗补偿，一般电缆线路要加串联电抗补偿，为什么？9、 “运算负荷”与“运算功率”有何差别？10、 “环型网络”与“辐射型网络”的潮流计算有何不同？11、 什么是“功率分点”？“无功分点”与“有功分点”各有何特点？12、 什么是“电磁环网”？它有几种表现形式？它对系统有哪些

7、危害？13、 环网中的“循环功率”会对系统有哪些影响？14、 环网中潮流的“自然分布”与“经济分布”有何区别？15、 潮流的调整控制手段主要有哪些？作业：3-1、3-3、3-27 、3-31 。第 4 章1、 一般来说，潮流计算要有几个主要步骤？2、 常用的潮流计算的数学模型是什么？3、 什么是“自导纳” 、 “互导纳”？怎样形成和修改导纳阵？4、 导纳阵都有哪些主要特点？5、 在形成网络矩阵时， “树枝”和“链枝”的含义是什么？6、 什么是导纳阵的“稀疏特性”？怎样计算导纳阵的稀疏度？37、 什么是“压缩存储技术”？8、 阻抗阵的定义是什么？形成阻抗阵都有哪些方法？9、 潮流计算中的变量都有

8、哪些？是怎样分类的？10、 潮流计算中的节点分为几种类型？11、 什么是“功率方程”？为什么说它是非线性方程？12、 为什么说潮流计算只能采用“迭代法”求出满足一定精度的近似解？13、 有几种“常规潮流”算法？14、 *你了解多少“扩展潮流”算法？15、 *什么是考虑“负荷静特性”的潮流计算？16、 高斯-塞德尔迭代法的特点是什么？17、 牛顿-拉夫逊迭代法的特点是什么？18、 “直角坐标”和“极坐标”指的是什么？19、 P-Q 分解法也叫“快速分解法（fast de-coupling method） ”或“P-Q 解耦法” ，它的主要特点是什么？20、 牛顿-拉夫逊迭代法和 P-Q 分解法有

9、何关系？21、 在 P-Q 分解法中，因为考虑到电力系统的两个特点所以才能够对修正方程式进行简化，这两个特点是什么？它在什么情况下失效？22、 在 P-Q 分解法中，雅可比矩阵变成了 和 ，它们有什么特点？B23、 P-Q 分解法的修正方程式是什么？24、 请比较三种潮流计算方法的特点，包括原理、迭代次数、收敛性、计算速度、实用性及计算准确度。25、 P-Q 分解法的修正方程式相对于牛顿法进行了种种简化，这是否意味着 P-Q 分解法的计算准确度低于牛顿法？26、 什么是“雅可比矩阵（Jacobean matrix） ”？它有什么特点？为什么把它叫做“灵敏度矩阵”？27、 为什么说分块雅可比矩阵

10、与节点导纳阵具有相同的结构？28、 为什么极坐标形式的修正方程式比直角坐标形式的修正方程式少了 个？mn29、 牛顿法潮流计算的基本步骤有哪些？30、 *什么是“因子表”？31、 *什么是“节点编号优化”？32、 *什么是潮流计算的“收敛性”？发生不收敛的主要原因是什么？33、 *什么是“优化潮流（OPF，Optimal Power Flow） ”？潮流的约束条件都有哪些？作业：4-5，4-7，4-8 ，4-11第 5 章1、系统正常的频率质量范围是多少？系统怎样保证频率质量？2、为什么说系统的频率质量主要取决于有功平衡？3、*50Hz 系统与 60Hz 系统相比有何特点？4、怎样理解负荷的变

11、动与频率调整的关系？5、节点电压角度与系统的频率有何关系？6、什么是“调速器”和“调频器”？它们有何作用？7、什么是“开停机计划”？8、什么是“发电计划”？9、*什么是“负荷控制”？10、 网络损耗的两个组成部分是什么？高压输电系统的网络损耗一般占系统总负荷的百分之多少？11、 水电厂、火电厂和原子能电厂的厂用电率为多少？12、 有功负荷预测的意义是什么？怎样进行预测？13、 怎样理解系统设备的“定期维修”和“状态维修”？14、 什么是系统的备用容量？怎样确定电力系统的备用容量？415、 什么是“热备用”？什么是“冷备用”？16、 有功功率的最优分配包含两个内容，它们是什么？各有什么含义？17

12、、 火电、水电和核电各有何特点？18、 什么是“抽水蓄能”电厂？它有何作用？19、 枯水期和丰水期的机组安排各有何特点？20、 什么是“耗量特性”？什么是“比耗量”和“耗量微增率”？21、 什么是最优分配负荷的目标函数和约束条件？22、 什么是“等耗量微增率准则”？23、 什么是“水煤换算系数”？24、 什么是“网损微增率”？25、 什么是有功负荷经济分配的“协调方程式”？26、 *什么是计算网损微增率的“B 系数法”？27、 系统的频率不满足质量要求会产生哪些不好影响？28、 什么是“有功电源的静态频率特性”？什么是“有功负荷的静态频率特性”？29、 “调差系数”和“单位调节功率”的含义是什

13、么？30、 说明 ALFC、AGC 、EDC 和 ACE 的含义。31、 什么是频率的“无差控制”和“有差控制”？作业：5-3，5-4，5-6 ，5-7，5-10，5-17，5-28 。第 6 章1、 电力系统中的无功电源都有哪些？各有何特点？2、 什么是“无功优化”问题？3、 什么是“等网损微增率准则”？4、 电力系统中主要有几种电压调整的措施？各自有何特点？5、 什么是“中枢点电压管理”？它有几种调压方式？6、 无功电源最优分布的基本准则是什么？7、 无功负荷最优补偿的基本准则是什么？8、 电力系统中电压偏差过大的原因是因为无功问题，一种是无功不足，另一种是无功分布不合理，它们分别需要采取

14、那种调压措施才能解决？9、 为什么调节发电机的励磁可以调节端电压？10、 变压器的分接头一般设在那个绕组？为什么选择不同的分接头可以调压？11、 并联电容器调压和并联调相机调压有哪些不同？12、 说明并联和串联补偿设备调压的原理是什么？13、 为什么说电压的变化主要受无功分布的影响？14、 怎样根据电压要求确定并联无功补偿容量？15、 电压和频率是电能质量的两个重要指标，试比较调频和调压各有何特点？作业：6-2，6-16，6-19 第 1 章1、在括号中给出下面各变压器的额定电压。52、在括号中给出下面各变压器的额定电压。6第 2 章1、计算线路参数并作出其 型等值电路。已知线路型号为 LGJ

15、-400，2r=22mm，长度为130km，导线排列方式如图 1 所示。图 1 图 22、计算线路参数并作出其 型等值电路。已知线路型号为 LGJ-2002，2r=17mm，长度为150km，导线排列方式如图 2 所示。3、计算双绕组变压器的参数并作出其等值电路。已知容量为 31500kVA，额定电压为121/10.5kV， =20kW， =10.5， =10kW， =0.5。kP%kU0P%0I4、三绕组变压器的容量为 120000/120000/60000kVA，额定电压为 220/121/11kV，短路损耗为=130kW， =135kW， =125kW；短路电压为 =18， =10，)2

16、1(k )31(k )32(k )21(kU%)31(k=7；空载损耗为 =73kW；空载电流为 =3.5。试计算归算到高压侧的变压器的参%)3(U0P0I数并作出等值电路。5、支路 12 中的阻抗为 Z，在其中加入一理想变压器，其变比分别如图所示。请作出它们的等值电路。7第 3 章31 如图 3.1 所示两变压器并联运行，参数完全相同，如果，T1 工作在主抽头；T2 工作在+2.5%分接头，试分析两台变压器各承担负荷的比例是多少？题 3.1 图3 2 两台发电机经线路相联，接线如图所示。已知母线 1、2 的计算负荷分别为 ，201jSL，线路阻抗 ，线路电阻略去不计。10jSL03.jZ（1

17、）设 ， 及 的幅值相等，且等于 1。计算发电机 1、2 输出的无功功率 和 ，2GPU2 1GQ2以及 和 间的相角差 ；11（2）在上述情况下，如果保持 、 和 幅值不变，而将母线 2 电压下降到 0.9，试定性分析GP21U、 及 的变化情况；1GQ21（3）若 及 的幅值均等于 1，但 比 滞后 300 时，则两台发电机输出的有功及无功各为多U 21少？注：以上所给电压、阻抗及负荷数字均为标幺值。题 3.2 图33 电力系统接线如下图8题 3.3 图其中发电机 G1、G2 的端电压、变压器 T 第一绕组的分接头、调相机 C 的无功功率可调；负荷功率恒定。试定性分析采用什么调节方式可以：

18、（1）提高线段 I、II 的电压，但不改变这两段上流动的无功功率？（2）提高线段 I 的电压，但不改变线段 II 的电压和这两线段上流动的无功功率？（3）减少线段 I 上流动的感性无功功率，但不改变线段 II 上流动的感性无功功率，设感性无功功率的 原始流向由 I 侧流向 II 侧。注：有一个以上答案时，只要求列出其中之一。34 某电力网络等值电路图如图所示，其线路阻抗及接地导纳均以标幺值示于图中。题 3.4 图（1）试写出该网络的节点导纳矩阵；（2）现采用牛顿-拉夫逊法求解该网络的潮流，则其修正方程式应是怎样的（可以选直角和极坐标系统中的任意种）？并结合本网络具体情况，指出雅可比矩阵中哪些元

19、素是零元素。（3）具体写出雅可比矩阵中于节点 2 有关的元素 （直角坐标系统 ）或22ePNL22jfeU（极坐标系统 ）的表达式，任选一种。22ePNL22jeU在求解潮流时指定节点 4 为平衡节点（其电压为 ） ，节点 5 为 PV 节点，PQ 节点的注入功05.1率及 PV 节点的有功注入功率及电压幅值均给定。35 直流网络接线图如图所示，试确定图中 2、3 点的电压。9（1）运用高斯-塞德尔法迭代 2 次；（2）运用牛顿-拉夫逊法迭代一次。题 3.5 图36（1）试写出下图所示网络节点的电压、电流方程式；（2）求出该网络的节点导纳阵中各元素值； 题 3.6 图（3）求出该网络的节点阻抗

20、阵中各元素值。 （图中各支路阻抗均为 1）第 4 章作业题1、网络结构如图 4.1 所示。各参数单位均为西门子，求：（1）网络的导纳阵；（2）如果 2-3 支路的导纳由 j5 变为 j10，导纳阵如何修改。图 4.12、网络图如习题集 4-5 题所示，各参数为阻抗标幺值，求节点导纳阵。3、系统图及参数如图 4.2 所示（1 节点电压相角为 0） 。求：（1）形成网络导纳阵；（2）指出 3 个节点的节点类型；（3）指出各变量的类型（包括已知和未知变量） ；（4）用节点电压方程形式列出系统的功率方程（即数学模型，写出矩阵形式即可） 。图 4.2104、习题集 4-8 题，给定初值 。 （注：结果与

21、参考答案不同）)0,(,(21x例题和解答：计算图示辐射网潮流。已知 ， ，求 和 。kVU012 MVAjS50631S3U解答：设 ，先由线路末端向始端求功率分布：kVU103 )(07.5826.1)5.2(106522 MVAjS )(8.1).()6.( 222 k(14.057.1048.1622 VAjjSy )(93.57.68.2 MVAjy 6.2.1)02.1(.193693.571.621 jjjS 再有线路始端向末端求电压分布： )(7.15)12.9.6()202( 22 kVU 012 3.8.549tg )(13.06)27.15.086.()27.165867

22、( 223 k013 93.2.54tg所以 60U第三章作业：3-1，3-3，3-27，3-31 。 （其中 3-27 题（2）应为 A，D，C 点电压）11华北电力大学电力系统分析试题（一） 名词解释负荷静特性 一次调频 二次调频 等面积定则 最大负荷利用小时数 耗量微增率 等面积定则 摇摆曲线 极限切除角词解释（二） 问答题1 什么情况下线路末端电压高于首端电压，其升高的幅度与线路长度有何关系？2.两端供电网（闭环网）产生循环功率的原因有哪些？3.调整用户端电压的主要措施有哪些？4.变压器的 型等值电路是怎样起到变压器作用的？5.同步电机的基本方程为什么采用派克变换，其实质是什么？若定子

23、三相通入直流，问其对应 dq0 系统的id、iq、io 是否仍为直流？6.试比较无阻尼绕组同步发电机和有阻尼绕组同步发电机定子侧的短路电流分量，且说明其短路过程有何异同？7.简述平行双回线及架空地线对输电线路零序阻抗的影响。8.当系统无功电源不充裕时，使用有载调压变压器进行调压是否适宜？其结果如何？9.什么是极限切除角？如何求取？10.有功负荷经济分配的目的是什么？分配所依据的原则是什么？11.简述安装有比例式励磁调节器的单机无穷大电力系统静态稳定的稳定条件、其意义及对稳定的影响。12.简述小干扰法分析电力系统静态稳定性的步骤。13.作出无阻尼绕组同步电机在直轴方向的等值电路图并写出求取暂态电

24、抗 Xd 及14.时间常数 Td 的表达式再作出有阻尼绕组同步电机在直轴及交轴方向的等值电路图并写出求取 Xd”及Xq”的表达式。15.比较同步机下列的时间常数 Ta、Td 、Td ”、Tq”的大小以及汽轮发电机的下列电抗的大小以及及汽轮发电机及水轮发电机的下列电抗的大小并为它们按由大到小的次序重新排列 Xd、Xd 、 Xd”、Xq、Xq” 、X（定子漏抗） 。16.列出无阻尼绕组同步发电机在端点发生三相短路，定子及转子绕组中出现的各种电流分量并指出这些电流分量随时间而变化的规律及其衰减时间常数。 （16）1- 5 在电力系统暂态分析中，1.为什么要引入同步电机暂态电势 Eq ？2.暂态电势

25、Eq 的大小如何确定？3.在哪些情况下需要使用暂态电势 Eq？（10 分） （科大 92）17. 试根据无阻尼绕组同步机的磁链及电压方程（略去电阻） ，推导出用同步机暂态电势和暂态电抗的电压方程式： uq=Eq-idXd ud=iqXq18. 上述方程式应用于同步机的什么运行情况？为什么？解决什么问题？式中 id 、iq 是什么电流？19.试利用（1）的结果论证：三相短路电流实用计算中，无阻尼绕组同步机机端短路时一相的起始暂态电流（用标么值表示）的计算公式为：a) I=Eq/Xd20. 根据基本原理，并利用（1）推导出的方程，证明同步机机端三相短路整个暂态过程中 Eq及 Eq 之间的关系为：E

26、q/Eq =Xd/Xd21. 无阻尼绕组同步发电机发生突然三相短路，在短路瞬刻及暂态过程中，其气隙电势 Eq 是如何变化的？（6 分）22.应用派克方程研究同步发电机暂态过程时，为什么常略去变压器电势？并试从 abc 和 dq0 坐标系统说明pd=pd=0 的含义。23.为什么在研究变压器暂态过程时，可以用 a,b,c 坐标系统，而在研究同步机暂态过程时，通常总用 d,q,0 坐标系统？24.同步电机的磁链方程经派克变换后，定子和转子间的互感系数为什么不可逆？通常采用什么办法来处理这个12问题？ （8 分）25.试写出 d、q、o 系统 1，2，0 坐标系统（即正、负、零坐标系统）与 a、b、

27、c 坐标系统间的关系式（可以以电流或电压为例）26.采用 d、q、o 和 1，2，0 坐标系统的原因何在。27.简单说明 d、q、0 坐标系统的物理概念。28.将同步发电机定子 a、b、c 三相的量变换成 d、p、o 坐标系统有何实际意义？若 id=Icost. Iq=-Isint，求 ia、ib和 ic 的表达式，并用磁链关系说明两者完全等效。 （15 分）29. 计算和分析电力系统不对称短路时，为何要用序阻抗？在电力系统主要元件中（同步电机、异步机、变压器、输电线） ，各序阻抗之间有何特点？数值上有何差异？隐极式同步电机的负序电抗为何不分直轴和交轴？30.如果网络元件的电阻略去不计，而且正

28、序电抗同负序电抗相等。试证两相短路接地时的短路电流不小于其正序分量的 1.5 倍。 （8 分）31.简述牛顿法潮流计算的数学模型及步骤（15 分） （直角坐标或极坐标形式一种即可）32.说明采用高斯塞德尔潮流计算的步骤。 （20 分）33.计算机潮流计算的 P-Q 分解法又称改进牛顿法，试简述“改进”的根据是什么？“改进”的结果又是什么？（15 分） 34.试简述降低电力网有功功率损耗的措施35.试述自动调节励磁对静态稳定的影响。 （15 分） （重大 92 年）36.试用无功负荷和无功电源的特性说明 dQ/dt0 可作为系统静态稳定的判据，并进而解释系统电压崩溃的意义。（郑州工学院）37.为

29、什么是系统振荡？系统瓦解？为什么会发生这种现象？试举例说明。38.什么是电力系统静态稳定性？如何判断系统是静态稳定的？有那些有效措施可以提高电力系统的静态稳定性？39.为什么说，快速切除故障在提高系统的暂态稳定性方面起决定性的作用？40.试说明为什么在计算暂态稳定时的故障状态下的等值网络可用正序等效定则？ 41.用分段计算法计算暂态稳定时，其基本假设有哪两点？（一）多项选择题1 电力系统中的无功电源有：（1）静电电容器 （2）同步发电机（3）电抗器 （4）静止补偿器（5）同步调相器2 两端供电网产生循环功率的原因是由于（1）两电源大小有差 （2）负荷功率的影响（3）两电源有相位差 （4）导线截

30、面的影响（5）变压器变比不匹配3 电力系统中消耗感性无功功率的元件主要有（1）白炽灯 （2）异步电动机（3）电容器 （4）变压器（5）输电线路4 调整用户端电压的主要措施有（1）改变变压器变比 （2）改变有功功率（3）发电机调压 （4）改变线路参数（5）改变无功功率分布5 在电力系统中担任调频任务的主要电厂有（1）热力发电厂 （2）水力发电厂（3）核电厂13（4）火力发电厂（5）抽水蓄能电厂（二）判断正误题1 同步发电机是电力系统中唯一的有功电源。 （）2 有功日负荷曲线所包围的面积代表该负荷一天所消耗的有功电能。 （）3 调频厂增加出力时，使系统频率下降。 （）4 输电线始末两端电压的相量差

31、称为电压损耗。 （）5 电力系统受大干扰后，微分方程式不能线性化，只能用数值积分法计算。 （）6 提高网络运行电压将使变压器的并联和串联损耗都减小。 （）7 电容器的有功损耗比调相机大，电容器的单位容量投资比调相机小。 （）8 发电机多发无功功率时会受到定子电流的限制，而使容量不能充分利用。 （）9 电容器提供的无功功率与其端电压的平方成正比。 （）10 负荷率是最小负荷和最大负荷之比。 （）11 提高输电电压将使系统的功率极限提高。 （）12 利用电力系统的一次调频就能保持系统的频率。 （）13 各段线路的电抗和电阻都相等的环网称为均一电网。 （）14 采用自动重合闸将使最大可能的减速面积减

32、小。 （）15 调差系数越大，则同等频率下降时发电机所带负荷增大越多。 （）16 通常电力系统的电压主要受系统有功功率的影响。 （）17 系统频率的上升将使负荷所需要的有功功率减小。 （）18 电力系统中的能量损耗与时间无关。 （）19 对 220KV 及以上的高压输电线，电压降落的横分量较大，潮流计算中不能忽略。 （）20 串联电阻的存在，将使发电机的功率特性向上及向右移动。 （）（三）填空题1 逆调压的意义是_。2 电压损耗的计算公式是_。3 发电机组的有功-频率静态特性是 _。4 输电线的有功损耗计算公式是_5 同步调相机的运行特点是_6 备份容量按其作用可分为_7 不计电阻、不计励磁调压器，发电机用凸极表示时的单机无穷大系数的功率特性为： _8 同步发电机转子运动方程式的一般形式是_9 最大负荷损耗时间 的意义是_10 变压器中性点经小阻抗接地，对发生_有重大影响。