电力系统稳定复习题答案

电力系统稳定复习1. 同步发电机的模型4与模型3相比有哪些简化，在多机电力系统稳定计算中带来了哪些便利？ 模型三为恒定模型，不考虑励磁电压变化和转子阻尼绕组的作用。各参数可取为：; 该模型设发电机后的电势恒定，各参数均取的值。2. 列写二机系统的特征方程，并解释特征根与系统稳定性的关系。 3. 当使用绝对角偏移为状态变量时，为什么会出现增根？可以采用什么办法解决？ 忽略了转子绕组电磁阻尼效应；使用相对角偏移做变量。4. 发电机采用模型4时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？ 确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率; 根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳; 修正网络方程 消去联络节点 发电机电磁功率表达式; 系统状态方程 系统线性化状态方程5. 在同步发电机采用模型4时进行多机电力系统静态稳定计算，怎样把节点电压方程收缩到发电机节点？用公式写出转化过程。原网络方程I=YnU,有n个节点，加上发电机的m个电势节点构成新网络矩阵为：，式中Im是发电机节点注入电流；E是发电机电势；Ynn是在节点j增加负荷导纳后形成的导纳阵；Ymn发电机节点i与对应的互导纳（-）组成的导纳阵;Ymn=;Ymm是各发电机电势节点自导纳组成的对角阵。消去联络节点有YnnU+YnmE=0，解得，将其带入上式第二式得：，式中Ym由发电机电势自导纳和互导纳组成。6. 发电机采用模型3时，构造多机系统线性化状态方程有哪些步骤？ 确定待分析的电力系统某一运行方式并作潮流计算，算出系统各节点的电压相量和各发电机输出功率 根据给定的节点负荷功率和对应的节点电压，求出代替负荷功率的导纳列出线性化方程式列出网络方程式坐标变换修正网络方程式初值计算系统状态方程7. 非线性状态方程与其线性化状态方程的状态变量与之间是什么关系？ X是Y的一个增量8. 设系统线性化状态方程为，如何根据系数矩阵判断系统的稳定性。求特征根9. 单相接地、两相短路、两相短路接地、三相短路这几种短路类型中，哪种短路对电力系统的暂态稳定性影响最大？为什么？三相短路的暂态稳定极限随时间降低的最快，干扰越大时间越久，暂态稳定极限越低，系统暂态稳定性越低 10. 在多机系统稳定计算时为什么要进行坐标变换？ U和I 是经过潮流计算得到的相对于某一公共坐标的值，而Ud,Uq,Id,Iq是以各自发电机的d-q轴为坐标的值。为了联立各式求解，这些变量必须转换到同一坐标系。11. 推导坐标变换矩阵的线性化表达式。fx=fqCos+fdSin,fy=fqSin-fdCos矩阵形式是坐标变换矩阵fx=fqCos+fdSin(fdCos-fqSin)fy=Sinfq-Cosfd+(fqCos+fdSin)矩阵形式而12. 写出多机电力系统中发电机的电磁功率表达式，标明各变量的物理意义。 是Ym自导纳的模，是Ym互导纳的模，ij是互导纳的阻抗角，ij=i-j是电势i与j间的相对公角13. 隐式积分法与显式积分法相比有哪些优点？ 可以使用较大的计算步长，使过程简单，提高了计算速度和精度。14. 写出同步发电机转子运动方程的差分方程式。 （t+t）=(t)+Nts(t)+s(t+t)/2 15. 写出同步发电机交轴电磁过程方程的差分方程式。 16. 说明采用隐式积分法计算多机系统暂态稳定性时，网络方程式处理成非线性方程式的原因。 网络方程式的节点注入电流列向量中出现非线性关系式所示元素，因此它也是非线性的。负荷节点按上述方式处理时，实际上是认为在急剧变动的暂态过程中，负荷功率与其端电压的关系，即负荷的动态电压特性，可以用静态电压特性替代。实践证明这种替代往往是可行的。17. 试述电力系统发生低频振荡的原因。励磁调节系统产生了负阻尼18. 当发电机重载时为什么电力系统容易发生低频振荡？ 由于在的表达式里，K4是发电机励磁调绕组参数，有助于缓解低频振荡。与K5相乘的其它参数都大于零，因此K5起正阻尼还是负阻尼作用就决定于K5自身。K5在重负荷时会从正数改变为负数，因此在重负荷时容易引起系统振荡。 19. 为什么发电机使用PID励磁调节器比使用比例式励磁调节器更容易使电力系统易发生低频振荡？ 因为前者的放大系数更大，产生的负阻尼更大20. PSS抑制系统低频振荡的原理是什么？ 在励磁调节系统引入附加控制功能，使其产生正阻尼，抵消由于K5变负产生的负阻尼，来抑制电力系统的低频振荡。21. 用Lyapunov直接法判断动态系统稳定性的基本思想是什么？ 借助于Lyopunov函数V和根据受扰运动方程式计算出Lyopunov函数V对时间的导函数V。根据V的符号直接判别系统运行点的稳定性。22. 使用势能界面法判断系统稳定性时如何确定能量函数的临界值？ 势能界面法不需要求得关联不稳定平衡点。认为在相角平面上有以下情况：持续事故轨迹与PEBS相交的点很接近关联不稳定平衡点，且在持续事故轨迹与PEBS的交点Vp()达到最大值；PEBS和持续事故轨迹的交点以及不稳定平衡点都位于相角平面图上势能变化较平缓处。因此，交点上的Vp()和该事故状况下的Vcr非常接近，因此可用Vp()近似Vcr。23. 写出EEAC法将机系统等值为单机-无穷大系统的推导过程。 对于一个n机系统,我们取这样的分隔：任取一划分g,这台机分隔后属于两个非空互补群Sg和Ag,分别将各群内的发电机动态方程相加，得：(1)（2）由于将n台机互补分割为非空的两群共有l=种分法，故以上方程共有l对，这l个有序对构成集合E。 为了能从n维状态空间等值变换到便于分析的低维空间，对（1），（2）式进行一次线性变换，记作PCOI(n,2):。对某个特定划分g来说，其变换函数为： ，=， ，= ，分别代入（1）（2）得：= （3） = （4）（3）（4）式共有l对，是二机系统的动态方程。再将二机系统等值映射到单机系统，即OMIB:，变换函数为，（3）*-（4）*=（-）-（-），令代入上式得：24. 写出用EEAC法计算多机系统临界切除时间的步骤。！ 1)用快速方法计算持续事故轨迹；2）将各发电机按其电动势相对参考向量大小，降序排列；3）计算角度间隙，并按其降序排列；4）根据角度间隙做划分；5）对每个划分做故障前中后的单机映射；6）根据各等效系统计算加、减速面积，判断系统稳定性及临界切除角；7）各划分中最小的临界切除角为多机系统临界切除角；8）对应与临界切除角的时间就是临界切除时间25. 并联电容器对提高电压稳定性有哪些作用？ 改善功率因数，减少线损，提高负荷端电压26. 为什么在无功电源短缺的电力系统中不宜采用调整变压器分接头的方式提高负荷点电压？此时应如何提高负荷点电压？电压下降时，由于负荷特性，负荷从系统吸取的无功功率要相应减少，但是荷调节变压器将根据负荷侧电压的下降程度自动调节变压器的分接头，力图使负荷侧