电力系统稳定控制试题

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.电力系统稳定控制的基本任务是什么？

A.提高系统的传输能力

B.保证系统的可靠性

C.维护系统各部分间的动态平衡

D.保障电力设备的安全运行

2.电力系统稳定控制的主要方法有哪些？

A.汽轮机调速系统

B.发电机励磁系统

C.电力系统稳定器（PSS）

D.以上都是

3.电力系统稳定器（PSS）的作用是什么？

A.提高暂态稳定性

B.改善系统的动态响应

C.维护系统的频率和电压稳定

D.以上都是

4.电力系统稳定控制中，什么是暂态稳定？

A.系统在受到干扰后，迅速恢复到稳定运行状态的能力

B.系统在长时间运行后达到的稳定状态

C.系统在电压和频率都保持恒定的状态

D.系统在受到干扰后，不发生任何变化的状态

5.什么是静态稳定？

A.系统在受到干扰后，保持电压和频率恒定的能力

B.系统在受到干扰后，短时间内不失去同步的能力

C.系统在正常运行条件下，能够承受一定程度的扰动而不失稳

D.系统在正常运行条件下，能够承受极端扰动而不失稳

6.电力系统稳定控制中，什么是电压稳定？

A.系统在扰动下，电压水平维持在一定范围内的能力

B.系统在扰动下，电压波形维持一定形状的能力

C.系统在扰动下，电压幅值维持恒定的能力

D.系统在扰动下，电压相位维持不变的能力

7.电力系统稳定控制中，什么是频率稳定？

A.系统在扰动后，频率迅速回到指定值的能力

B.系统在长时间运行中，频率基本不变的能力

C.系统在受到干扰后，频率维持在一定范围内的能力

D.系统在扰动后，频率逐渐趋于稳定的能力

8.电力系统稳定控制中，什么是暂态过电压？

A.系统在发生故障后，电压瞬间超过正常值的现象

B.系统在正常运行中，电压瞬间超过正常值的现象

C.系统在受到干扰后，电压逐渐升高超过正常值的现象

D.系统在故障消除后，电压瞬间超过正常值的现象

答案及解题思路：

1.答案：D

解题思路：电力系统稳定控制的基本任务是要保证电力系统在受到各种扰动时，能够维持稳定的运行状态，因此保障电力设备的安全运行是其基本任务。

2.答案：D

解题思路：电力系统稳定控制的方法有多种，包括提高汽轮机调速系统的响应速度、优化发电机励磁系统、应用电力系统稳定器（PSS）等，因此选项D包括了所有这些方法。

3.答案：D

解题思路：PSS（PowerSystemStabilizer）的作用在于提高暂态稳定性、改善系统的动态响应以及维护系统的频率和电压稳定，因此选项D是全面的。

4.答案：A

解题思路：暂态稳定是指系统在受到干扰后，迅速恢复到稳定运行状态的能力，与静态稳定和频率稳定不同。

5.答案：C

解题思路：静态稳定是指系统在正常运行条件下，能够承受一定程度的扰动而不失稳，这与系统在长时间运行后的稳定状态不同。

6.答案：A

解题思路：电压稳定是指系统在扰动下，电压水平维持在一定范围内的能力，这是电压稳定的关键定义。

7.答案：C

解题思路：频率稳定是指系统在扰动下，频率维持在一定范围内的能力，这是频率稳定的基本要求。

8.答案：A

解题思路：暂态过电压是指系统在发生故障后，电压瞬间超过正常值的现象，这是一种短暂但不寻常的电压变化。二、填空题1.电力系统稳定控制的目标是保证电力系统的运行稳定、供电质量和经济效益。

2.电力系统稳定控制中，暂态稳定是指电力系统在暂态过程中，通过稳定措施，使系统恢复到稳定运行状态。

3.电力系统稳定控制中，静态稳定是指电力系统在静态过程中，通过稳定措施，使系统恢复到稳定运行状态。

4.电力系统稳定控制中，电压稳定是指电力系统在电压变化过程中，通过稳定措施，使系统恢复到电压稳定状态。

5.电力系统稳定控制中，频率稳定是指电力系统在频率波动过程中，通过稳定措施，使系统恢复到频率稳定状态。

答案及解题思路：

答案：

1.运行稳定、供电质量、经济效益

2.暂态过程、稳定运行

3.静态过程、稳定运行

4.电压变化、电压稳定

5.频率波动、频率稳定

解题思路：

1.电力系统稳定控制的目标涵盖运行稳定性、供电质量以及经济效益，这三个方面相互关联，共同保证了电力系统的整体稳定性。

2.暂态稳定涉及电力系统在受到扰动后的动态恢复过程，通过采取相应的稳定措施，使系统快速回到稳定运行状态。

3.静态稳定关注电力系统在无外部扰动时的平衡状态，通过稳定措施恢复到原有的静态平衡。

4.电压稳定涉及电力系统在电压波动时，通过控制措施保持电压在允许范围内，以保证设备正常运行。

5.频率稳定关注电力系统在负荷变化时，通过调节发电出力等手段，保持系统频率在规定范围内。三、判断题1.电力系统稳定控制只关注暂态稳定，不需要考虑静态稳定。（×）

解题思路：电力系统稳定控制不仅关注暂态稳定，也必须考虑静态稳定。暂态稳定是指系统在遭受扰动后，经过短时间振荡恢复到新的稳定状态的能力；静态稳定则是指系统在新的稳定状态下的平衡性。两者都是评估电力系统稳定性的重要指标。

2.电力系统稳定器（PSS）可以提高电力系统的暂态稳定性和静态稳定性。（√）

解题思路：电力系统稳定器（PowerSystemStabilizer，PSS）是一种用于改善电力系统暂态稳定性的控制装置。通过调节发电机的励磁系统，PSS能够提高发电机的阻尼，从而增强系统在暂态过程中的稳定性。同时PSS也能在一定程度上提升系统的静态稳定性。

3.电力系统稳定控制中，暂态稳定和静态稳定是相互独立的。（×）

解题思路：暂态稳定和静态稳定是相互关联的。一个良好的静态稳定性往往意味着系统在受到暂态扰动时也更有可能保持稳定。

4.电力系统稳定控制中，电压稳定和频率稳定是相互独立的。（×）

解题思路：电压稳定和频率稳定是电力系统稳定性的两个方面，它们是相互依赖的。在频率稳定的前提下，系统可以更好地控制电压波动。

5.电力系统稳定控制中，暂态过电压是稳定控制的主要目标之一。（√）

解题思路：暂态过电压是系统在暂态过程中出现的瞬时过高的电压现象，它可能导致设备损坏和电力系统故障。因此，控制暂态过电压是提高电力系统暂态稳定性的重要目标之一。四、简答题1.简述电力系统稳定控制的基本任务。

答：电力系统稳定控制的基本任务包括：

保证电力系统在正常运行条件下的稳定运行；

保证在系统发生故障或负荷变化时，系统能够快速恢复稳定；

提高系统的抗干扰能力，减少因外部因素引起的系统稳定性问题；

优化系统运行方式，提高系统运行的经济性和可靠性。

2.简述电力系统稳定控制的主要方法。

答：电力系统稳定控制的主要方法有：

电力系统稳定器（PSS）；

快速励磁系统（FLS）；

静态稳定器（SSS）；

频率调节器（FR）；

负荷管理；

电力电子设备的应用。

3.简述电力系统稳定器（PSS）的作用。

答：电力系统稳定器（PSS）的作用包括：

提高电力系统的暂态稳定性；

改善电力系统的静态稳定性；

增强电力系统对负荷扰动的响应能力；

提高电力系统对故障的承受能力。

4.简述暂态稳定、静态稳定、电压稳定和频率稳定的概念。

答：

暂态稳定：指电力系统在发生故障或负荷突变后，能够在一定时间内恢复到稳定状态的能力。

静态稳定：指电力系统在正常运行条件下，受到干扰后能保持稳定运行的能力。

电压稳定：指电力系统在正常运行或发生故障时，电压水平保持在允许范围内的能力。

频率稳定：指电力系统在正常运行或发生故障时，频率保持在允许范围内的能力。

5.简述暂态过电压对电力系统稳定性的影响。

答：暂态过电压对电力系统稳定性的影响包括：

可能导致绝缘损坏，引发设备故障；

增加系统各部分的热应力，缩短设备使用寿命；

影响电力系统的暂态稳定性，可能导致系统崩溃；

影响电力系统的电压稳定性和频率稳定性。

答案及解题思路：

答案：

1.电力系统稳定控制的基本任务是保证电力系统在正常运行条件下的稳定运行，保证在系统发生故障或负荷变化时，系统能够快速恢复稳定，提高系统的抗干扰能力，优化系统运行方式。

2.电力系统稳定控制的主要方法包括电力系统稳定器（PSS）、快速励磁系统（FLS）、静态稳定器（SSS）、频率调节器（FR）、负荷管理和电力电子设备的应用。

3.电力系统稳定器（PSS）的作用是提高电力系统的暂态稳定性和静态稳定性，增强电力系统对负荷扰动的响应能力，提高电力系统对故障的承受能力。

4.暂态稳定指电力系统在发生故障或负荷突变后，能够在一定时间内恢复到稳定状态的能力；静态稳定指电力系统在正常运行条件下，受到干扰后能保持稳定运行的能力；电压稳定指电力系统在正常运行或发生故障时，电压水平保持在允许范围内的能力；频率稳定指电力系统在正常运行或发生故障时，频率保持在允许范围内的能力。

5.暂态过电压可能导致绝缘损坏，增加系统各部分的热应力，影响电力系统的暂态稳定性，引发设备故障，影响电力系统的电压稳定性和频率稳定性。

解题思路：

对于每一道简答题，首先理解问题所涉及的概念和定义，然后结合电力系统稳定控制的相关知识，分析问题中的关键点，最后给出清晰、准确的答案。在解答过程中，注意逻辑清晰，语言简洁，避免冗余信息。五、计算题1.计算电力系统稳定器（PSS）的参数。

问题描述：

某电力系统中，发电机G1的PSS设计参数Kp=1.5，Ki=0.01，T1=0.1秒。要求计算PSS的阻尼比ξ和振荡频率ωn。

2.计算电力系统暂态稳定度。

问题描述：

假设某电力系统发生故障，故障发生在线路L1上，故障持续时间为2秒。已知故障前系统的机电暂态稳定参数Pss=100MW，H=6秒，T’d=0.5秒，ζ=0.8。计算故障后的暂态稳定度。

3.计算电力系统静态稳定度。

问题描述：

某电力系统中，发电机G1的功角δ的初始值为δ0=30°。已知发电机G1的电气参数为：Ea=1.2p.u.，Xd=1.6p.u.，Xd′=0.8p.u.。计算发电机G1的静态稳定度。

4.计算电力系统电压稳定度。

问题描述：

某电力系统中，线路L1上发生三相短路故障，故障持续时间为2秒。故障后，线路末端母线B的电压Vb降至0.85p.u.。已知线路L1的长度为100km，线径为1cm，电阻率为1.7×10^8Ω·m。计算故障后的电压稳定度。

5.计算电力系统频率稳定度。

问题描述：

某电力系统在正常运行状态下，发电机的有功功率为Pg=200MW，负荷功率为PL=180MW，系统总功率为Ptotal=400MW。发电机G1的调速器参数为：K=1，T=0.1秒。计算系统在发生突然负荷变化时的频率稳定度。

答案及解题思路：

1.计算电力系统稳定器（PSS）的参数。

答案：

ξ=0.7

ωn=2π/T1=2π/0.1≈6.28rad/s

解题思路：

PSS的阻尼比ξ由Kp和Ki决定，ξ=2√(KpKi/T1)。振荡频率ωn由Ki和T1决定，ωn=1/T1。

2.计算电力系统暂态稳定度。

答案：

暂态稳定度S=Pss/(HζT’d)≈60.7%

解题思路：

暂态稳定度S可以通过机电暂态稳定参数计算，公式为S=Pss/(HζT’d)。

3.计算电力系统静态稳定度。

答案：

静态稳定度S=1/(tanδ00.5(1ζ)Xd/Xd′)≈0.8

解题思路：

静态稳定度S可以通过发电机功角δ和电气参数计算，公式为S=1/(tanδ00.5(1ζ)Xd/Xd′)。

4.计算电力系统电压稳定度。

答案：

电压稳定度S=(Vb_maxVb_min)/Vb_max≈0.15

解题思路：

电压稳定度S可以通过故障后电压变化计算，公式为S=(Vb_maxVb_min)/Vb_max。

5.计算电力系统频率稳定度。

答案：

频率稳定度S=(Pg_maxPg_min)/(Pg_maxPg_min)≈1

解题思路：

频率稳定度S可以通过发电机有功功率变化计算，公式为S=(Pg_maxPg_min)/(Pg_maxPg_min)。由于没有具体数值，这里假设最大和最小有功功率相等，所以S为1。六、论述题1.论述电力系统稳定控制的重要性。

解题思路：

强调电力系统稳定对于保障供电质量和用户用电安全的重要性。

结合近年来因电力系统不稳定导致的案例，阐述稳定控制的重要性。

分析稳定控制对提高电网运行效率、减少能源浪费的意义。

2.论述电力系统稳定控制与电力系统安全运行的关系。

解题思路：

从电力系统稳定控制的概念入手，解释其如何保障电力系统的安全运行。

结合实际案例，分析稳定控制对预防系统故障、避免大规模停电的作用。

讨论稳定控制在应对自然灾害、设备故障等方面的作用。

3.论述电力系统稳定控制与电力系统经济运行的关系。

解题思路：

分析稳定控制如何通过优化调度策略、减少能源损耗来提高经济运行效率。

讨论稳定控制对降低电力系统运行成本、提升企业经济效益的贡献。

结合我国电力市场改革，探讨稳定控制与电力市场发展的互动关系。

4.论述电力系统稳定控制与电力系统可靠性之间的关系。

解题思路：

阐述电力系统可靠性对电网稳定性的依赖。

通过稳定控制技术提升电力系统的抗干扰能力，增强可靠性。

分析稳定控制如何减少停电次数、缩短停电时间，从而提高电力系统的可靠性。

5.论述电力系统稳定控制的发展趋势。

解题思路：

分析当前电力系统稳定控制技术的研究热点，如新能源并网、智能电网等。

探讨电力系统稳定控制技术在应对未来挑战（如极端天气、大规模可再生能源接入等）方面的潜在发展。

结合最新研究成果，展望电力系统稳定控制技术的发展方向。

答案及解题思路：

1.论述电力系统稳定控制的重要性。

答案：

电力系统稳定控制对于保障供电质量和用户用电安全。因电力系统不稳定导致的重大屡见不鲜，如2003年的美国东北部停电事件，造成了巨大经济损失和人员伤亡。稳定控制技术的应用，可以预防系统故障，避免大规模停电，提高电网运行效率，减少能源浪费。

解题思路：

此题通过列举案例，强调稳定控制的重要性，并结合经济效益和效率提升的角度进行阐述。

2.论述电力系统稳定控制与电力系统安全运行的关系。

答案：

电力系统稳定控制是保障电力系统安全运行的关键技术。通过稳定控制，可以实时监测系统状态，预测潜在风险，及时采取措施防止发生。在实际案例中，稳定控制技术成功应对了多次自然灾害和设备故障，证明了其在提高系统安全性方面的有效性。

解题思路：

此题从稳定控制技术的作用出发，结合实际案例，论证其与电力系统安全运行的关系。

3.论述电力系统稳定控制与电力系统经济运行的关系。

答案：

稳定控制技术通过优化调度策略和减少能源损耗，有效提高电力系统的经济运行效率。例如通过动态电压调节技术，可以降低电网的电压波动，减少输电损耗，从而降低运行成本。同时稳定控制有助于提高企业经济效益，促进电力市场发展。

解题思路：

此题通过分析稳定控制对调度策略和能源效率的影响，阐述其与经济运行的关系。

4.论述电力系统稳定控制与电力系统可靠性之间的关系。

答案：

电力系统稳定控制与可靠性密切相关。稳定控制技术能够增强电力系统的抗干扰能力，减少停电次数和缩短停电时间，从而提高电力系统的可靠性。在新能源并网和智能电网建设中，稳定控制对于保障系统可靠性具有重要作用。

解题思路：

此题从可靠性的角度出发，分析稳定控制对系统可靠性的提升作用。

5.论述电力系统稳定控制的发展趋势。

答案：

当前，电力系统稳定控制技术正朝着智能化、高效化、集成化的方向发展。新能源的广泛应用和智能电网的建设，稳定控制技术需要应对新的挑战，如极端天气、大规模可再生能源接入等。未来，稳定控制技术将更加注重技术创新和系统优化，以适应电力系统发展的新需求。

解题思路：

此题通过分析当前技术发展趋势和未来挑战，展望电力系统稳定控制技术的发展方向。七、应用题1.分析某电力系统稳定控制方案的有效性。

案例描述：某电力系统中，由于单机无穷大母线短路故障导致系统频率下降，分析以下稳定控制方案的有效性：

a.调整发电机的调速器设定值。

b.采取措施增加电力系统中的无功补偿。

c.启动紧急备用电源。

2.设计一种电力系统稳定控制方案，并说明其原理。

设计要求：针对某地区负荷增长迅速，分析并设计一种有效的电力系统稳定控制方案，包括但不限于控制策略、设备选型等。

原理解释：请详细阐述所设计方案的原理和预期效果。

3.分析某电力系统稳定控制方案的不足，并提出改进措施。

案例描述：在某电力系统稳定控制方案实施过程中，发觉存在以下问题：

a.控制响应时间过长。

b.控制效果不稳定。

c.成本较高。

改进措施：针对上述问题，提出具体的改进措施。

4.分析某电力系统稳定控制方案的优点，并说明其应用前景