电力系统分析试题

1. 潮流计算的意义 解： 电力系统潮流计算是研究 电力系统稳态 运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网 络 结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。 (1)在电网规划阶段 ， 通过潮流计算 ， 合理规划电源容量及接入点 ， 合理规划网架 ， 选择无功补偿方案 ， 满足规划水 平的大、小方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。 (2)在编制年运行方式时 ， 在预计负荷增长及新设备投运基础上 ， 选择典型方式进行潮流计算 ， 发现电网中薄弱环节 ， 供调度员日常调度控制参考 ， 并对规划、基建部门提出改进网架结构 ， 加快基建进度的建议。 (3)正常检修及 特殊运行方式 下的潮流计算 ， 用于日运行方式的编制 ， 指导发电厂开机方式 ， 有功、无功调整方案及负荷调整方案 ， 满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。 (4)预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。 总结为在 电力系统运行方式 和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了 实时监控 电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在 电力系统运行状态 的实时监控中，则采用在线潮流计算。 2、 电力系统的节点按运行状态的不同分为哪几类？每类的节点的已知量和待求量是什么？直角坐标和极坐标下的修正方程式求解的量是？ 答：根据已知变量和待求变量的不同，电力系统的节点可以分为 点、 点已知节点的发电机有功功率 功功率 L、无功功率 待求量为节点电压大小 U 和电压相角； 点已知节点的发电机有功功率 点电压大小 U 和负荷的有功功率 功功率 求量为电压相角和无功功率 衡节点已知负荷的有功功率 功功率和节点电压大小 U、电压相角 0，待求量为发电机有功功率 功功率 直角坐标下的修正方程式的解是，节点电压实部和虚部的增量， 即 f。 极坐标下的修正方程式的解是，节点电压相角的增量和电压幅值的增量与电压的比值，即 和 U/U. 3、电力系统潮流计算的数学模型为什么采用节点电压方程，而不采用回路电流方程？ 答：电力系统潮流计算中之所以采用节点电压方程而不采用回路电流方程，主要由于以下原因：电力系统等值网络中独立节点数远远少于独立回路数（电力系统等值网络中有很多的接地支路，所以导致独立回路数远远多余独立节点数）；对具有交叉跨接的非平面网络，建立独立节点电压方程式较建立独立回路电 流方程式方便；建立独立节点电压方程式前，不必将并联支路合并，而建立独立回路电流方程式前，需要将并联支路合并，以减少独立方程式数；网络结构或变压器变比改变时，节点导纳矩阵的修改比较方便。 4 求节点导纳矩阵： 解： 1 =13= 2 212Y 51 5 ， ， 33 Y = 已知如图简单电力网络节点 1 电流 1I 节点 2 电流 2I ， 节点之间互导纳为2112 ， 自导纳 220110, 入复功率及电压 2121 ,us,s 求节点极坐标下 和 表达式 解：设字母 ， 2注入节点， )2,1( * )2,1,(* 令 ，导纳元素 )2,1,( )( 2,1,)s i n( c o s)( 则， 和 可知 6 什么是电力系统并网？并网的条件是什么？ 7 异步风力发电机组并网如何运行？ 8 画出同步风力发电机组与电网并网的四种方式，并简单 描述。 答案： 1、（ 1）电力系统并网是指并网发电，并网发电其实就是发电机电流接入电网，由于发电机出口电压通常较低，所以发电机出口一般经升压后并网。（ 2）并网条件：首先，要在政策上取得电网部门同意并网的批复意见；其次，在技术上要满足并网电压、频率、相序、相位要与所并电网一致。 2、异步发电机组并入电网后，当异步电机的转速小于异步电机的同步转速时，异步电机则以发电机方式运行，需要从电网吸收能量；而当异步电机由原动机驱动使其转速超过同步转速时，异步电机将工作在发电力状态向电网输送能量。 3、 图 同步风力发 电机组并网方式 图 a 所示是最简单的一种并网方式，无功功率可以调节，直接将电机组的定子并网时瞬时会有冲击电流，同时会使电网电压瞬时降落，降落幅度及电压恢复时间都与并入电网的机组数量有关；图 b 所示的是将电机组的电能通过交 直 交整流逆变后接入直流系统；图 c 所示的是将风电机组的电能通过交 直 交整流逆变后接入电