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电力系统分析复****题
单项选择题
()
、电阻、电感、、变压器、线路、负荷
、变电所、变压器、、变压器、线路、开关
()
,保证安全,力求经济;
,保证安全,力求优质;
,保证质量,力求经济;
,力求经济,保证质量。
( )
=P+jQ时(功率因数角为)取基准功率为Sn,则有功功率的标么值为( )
A B CD
、通常将高压绕组放在( )
A内层 B中间层 C外层 D独立设置
()
()
()
,将中枢点电压调高;低谷负荷时,将中枢点电压调低
,将中枢点电压调低;低谷负荷时,将中枢点电压调高
、低谷负荷时,中枢点电压为一接近不变的值
,电压调高,低谷负荷时,电压也调高
,零序回路中不包含()
A电源电势B零序电压C零序阻抗D零序电流
,附加阻抗Z△为()
AZ0ΣBZ2ΣCZ0Σ+Z2ΣDZ0Σ∥Z2Σ
,有功功率的单位常用()
,中性点对地电位升高为()
()
、变压器、线路及用电设备
、汽机、发电机
,发电机转子转速将()
,发电机的输出功率为()
%
()
,当最大可能的减速面积小于加速面积,则系统的暂态稳定性将()
单项选择题
1-5BCDAC6-10CBCAD
11-15CAABD16-20BCDCA
21-25DCABB25-30DACDA
填空题
、 和 。
,除了发电机外,还有 、 及 。
3. 是分析电力系统不对称故障的有效方法。在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有 。
。 、 和
是校验电器设备的重要数据。
表示。
:保证 ,保证 ,提高 。
。
发生故障。
,当三相阻抗完全对称时,则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为 。
,普遍采用的两种方法是: 和。
。
。
13..N个节点的电力系统,其节点导纳矩阵为____________阶。
,θ角表示定子a相绕组轴线与____________之间夹角。
。
。
。
,称为____________。
。
,为使系统维持暂态稳定性,使极限切除角最小所对应的短路故障应是
__________。
、电导、电纳和_____。
的数值差。
。
。
发生故障。
26、派克变换是将系统变为系统,
经派克变换后,自感和互感系数是。
27、在同步发电机的参数中,Eq”为,xq为,
EQ为,x’d为,Ta为。
28、功率角δ既是之间的相位差,
又是之间的相对位置角。
29、等面积定则是指。
30、超导同步发电机三相短路时,定子绕阻中的电流包括,
,,。
答案:
电压 、 频率 和 波形 。
,除了发电机外,还有 同步调相机 、 静电电容器及 静止补偿器 。
是分析电力系统不对称故障的有效方法。在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有 独立性。
。 短路冲击电流 、 短路电流最大有效值 和
短路容量 是校验电器设备的重要数据。
功率 表示。
:保证 供电的可靠性,保证 电能的良好质量,提高 运行的经济性 。
频率 。
二个及以上地方 发生故障。
,当三相阻抗完全对称时,则其序阻抗矩阵Zsc的非对角元素为 零 。
,普遍采用的两种方法是:牛顿-拉夫逊法和P-Q分解法。
26、静止的abc三相坐标,与转子一起旋转的垂直坐标,常数
27、交轴次暂态电势,交轴同步电抗,虚拟电势,直轴暂态电抗,定子绕阻时间常数
28、Èq与Ù的相位差,等值机转轴与同步发电机转轴
29、加速面积等于减速面积。
30、基频交流,自由基频交流,直流增量,二倍同步频率交流。
简答题
我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些?各有什么特点?
为什么必须进行电压调整?电压调整的目标是什么?
节点导纳矩阵怎样形成?各元素的物理含义是什么?
电力系统的定义是什么?电力系统、动力系统和电力网有什么区别?
,并对其中一般要考虑的5种不等式约束进行复述。
?系统为什么要设置有功功率备用容量?
,具体说明各种节点的作用。
?
?
,有什么好处?
,请利用等面积定则来解释故障持续时间长短对系统暂态稳定性的影响。
?
,对节点是如何分类的?
,并解释式中各变量的物理意义及单位,解释发电机额定惯性时间常数的物理意义。
、PQ与平衡节点的概念。
,并对其合理性进行物理解释。
。
答案:
、中性点经消弧线圈接地系统和中性点直接接地系统。中性点不接地系统要求的绝缘水平最高,有选择性的接地保护比较困难,但能避免产生很大的单相接地电流,供电可靠性较高,对通信干扰不严重。中性点经水弧线圈接地系统比中性点不接地系统的单相接地电流小,要求的绝缘水平低。中性点直接接地系统降低了绝缘水平,也有利于继电保护工作的可靠性,但中性点直接接地电力网在单相接地时,将产生很大的单相接地电流,供电可靠性低,对通信干扰严重。
:各种电气设备都是按额定电压设计和制造的,只有在额定电压下运行,电气设备才能获得最佳的效益和性能。电压如果偏离额定值,轻则影响经济效益,重则危及设备安全。电压调整的目标是使各类用户的电压保持在规定的允许偏移范围内。
:节点导纳矩阵的对角线元素为自导纳,等于该节点相连支路的导纳之和,其物理意义是;在该节点施加单位电压,其他节点全部接地时,等于经该节点向网络中流入的电流;节点导纳矩阵的非对角线元素为互导纳,互导纳Yij等于节点i和j之间所连支路元件导纳的负值,其物理意义是:在节点i施加单位电压,其他节点全部接地时,等于经节点j注入网络的电流。
:电力系统就是有大量发电机、变压器、电力线路和负荷组成的旨在生产、传输、分配和消费电能的各种电气设备按一定的方式连成的整体。
动力系统不但包括电力系统,还包括发电厂的动力设备,如水电厂的水轮机、水库等等。电力网是电力系统中传输何分配电能的部分。由此可见,动力系统包括电力系统,而电力系统又包括电力网。
:等式约束条件包括:
最优潮流的数学模型中一般要考虑的不等式约束有以下5种:
(1)有功电源出力的上下限约束;
(2)可调无功电源出力的上下限约束;
(3)带负荷调压变压器变比的调整范围约束;
(4)节点电压模值的上下限约束;
(5)输电线路或变压器等元件中通过的最大电流或视在功率约束。
:互联成网的交流电力系统在稳态运行方式下具有同一频率,当系统中出现有功功率不平衡时,如有功功率电源不足或负荷增大时,将会引起频率下降,反之将造成系统频率过高。
系统设置有功功率备用容量是为了满足频率调整的需要,以便在发电、供电设备发生故障或检修时,以及系统负荷增长后,仍有充足的发电设备容量向用户供电,保证电力系统在额定频率下达到有功平衡。
:系统中的节点因给定变量的不同而分为三类:第一类称为PQ节点,对这类节点注入功率是给定的,待求的则是节点电压的大小和相位,属于这一类节点的有:按给定有功、无功功率发电的发电厂母线和没有电源的变电所母线。第二类称为PV节点,对这类节点,注入有功功率和节点电压大小是给定的,待求的是注入无功功率的节点电压的相位,有一定无功功率储备的发电厂和有一定无功功率电源的变电所母线都可选为PV节点;第三类称为平衡节点,潮流计算时,一般只设一个平衡节点,对这个节点,节点电压大小和相位是给定的,待求的是注入节点的功率,担任调整系统频率任务的发电厂母线往往被选取作为平衡节点。
:电力系统的电压调整可采用的措施有:改变发电机端电压调压;改变变压器电压比调压;补偿无功功率调压;改变电力线路参数调压。
:
1)所有节点电压必须满足即节点电压幅值在一定的范围之内;
2)所有的电源节点的有功功率和无功功率必须满足条件及
3)某些节点之间电压的相位差应满足这是为了保证系统运行的稳定性。
:
1)三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同,线电压的标么值与相电压的标么值相等,三相功率的标么值和单相功率的祭么值相等;
2)只需确定各电压级的基准值,而后直接在各自的基准值下计算示么值,不需要进行参数和计算结果的折算;
3)用标么值后,电力系统的元件参数比较接近,易于进行计算和对结果进行分析比较。基准值SN和UN原则上是可以任意确定的。
:故障持续时间越短,发电机的加速时间就越短,系统的加速面积就越小,最大可能的减速面积越大,系统就越容易恢复到稳定运行状态。因此故障持续时间越短,对系统暂态稳定越有利。
:保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。
13..答:分为三类节点,分别为PQ节点,PV节点和平衡节点。
:1)转子运动方程的标幺值表示
其中:定义为发电机的惯性时间常数,单位为s。同步转速
为在同步参考系下的电角度,单位为rad,为发电机转子轴受到的不平衡转矩的标幺值。
2)额定惯性时间常数的物理意义:当发电机空载运行时,若发电机转子轴受到一个额定转矩的持续推动,转子轴从静止状态加速到额定转速所需时间,数值上等于。
:潮流计算中,节点注入的有功P和无功Q皆为给定量的节点称作PQ节点。(PQ节点的节点电压(其幅值U和相角θ,或其实部e和虚部f)为待求变量。
潮流计算中,节点注入有功P和节点电压U为给定量的节点称作PV节点。PV节点的电压相角θ(或电压的实部或虚部)为潮流计算中的待求变量。
潮流计算中平衡节点的节点电压是给定值,对极坐标形式的节点功率方程,平衡节点的电压幅值一般情况下取作U=,相角取作,对直角坐标形式的节点功率方程,平衡节点的实部和虚部一般分别取作e==。通常以选择容量较大,离负荷中心电气距离较近的发电机节点作平衡节点。平衡节点提供的有功和无功注入除了需要平衡整个电网发电和负荷的不平衡功率,还要平衡整个电网的有功和无功损耗,其值只有在潮流计算后才能确定。
:电流分布系数Ci=Ii/Ik,转移电抗Zik=Ei/Ik。
相互关系Zik=Zk∑/Ci。
:
等微增率准则:机组间有功功率获得最佳经济分配的必要条件是,各机组的煤耗微增率相等
微增率准则解释:煤耗微增率是机组增加(或减少)单位出力时所增加(或减少)的燃料消耗量。
如果机组i的煤耗微增率小于机组j,即:;
若;则有
机组i增加的燃料消耗量小于机组j减少的燃料消耗量
于是这种调节方式可以使全系统的燃料消耗量减少。因此为了降低系统燃料消耗量,除非其中的一个机组已到达上限或下限,应该继续增加机组i的出力并减少机组j的出力,直至它们的煤耗微增率相等为止。
:快速解耦法和牛顿法的不同,主要体现在修正方程式上面。比较两种算法的修正方程式,快速解耦法具有以下特点:其一,用解两个维数分别为n-1和m的修正方程代替牛顿法的一个n+m-1维的修正方程,计算内存需求几乎是牛顿法的60%;其二,不同于牛顿法的每次迭代都要重新形成雅可比矩阵,快速解耦法的雅可比矩阵和是二个常数对称阵,为此只需在进入迭代循环以前一次形成并进行三角分解组成因子表,在迭代过程中就可以反复应用,为此每次迭代所需的时间几乎是牛顿法的1/5。
就收敛特性比较:由于和矩阵在迭代过程中保持不变,在数学上属于“等斜率的伪牛顿”法,因此快速解耦法将从牛顿法的平方收敛特性退化为线性收敛特性。即快速解耦法收敛所需的迭代次数要比牛顿法多,但由于每次迭代所需的时间远比牛顿法少,所以总的计算速度仍有大幅度的提高。
快速解耦法采取的一系列简化,只影响迭代过程,不影响潮流计算结果的精度,两种算法判断收敛的条件是基本一致的。
当电网中存在串联电阻相对于串联电抗表较大的元件时,快速解耦法往往存在收敛困难的问题。
最后需要指出的是快速解耦法可以采用和牛顿法相同的电网及节点注入输入文件,相同的“平直电压”启动计算初值。
综合题计算题
额定运行的同步发电机,参数为xd=,xq=,cosφ=,试计算其电势和。
解: