电力系统调度运行考试题库含答案

电力系统调度运行考试题库含答案一、单项选择题1.电力系统频率主要取决于（）。A.有功功率的平衡B.无功功率的平衡C.电压水平D.电流大小2.在电力系统中，无功功率电源不足将导致（）。A.频率升高B.频率降低C.电压升高D.电压降低3.电力系统发生三相短路时，短路电流中包含（）。A.周期分量和非周期分量B.只有周期分量C.只非周期分量D.零序分量4.在高压电网中，线路充电功率的主要性质是（）。A.感性无功B.容性无功C.有功功率D.电阻性消耗5.电力系统静态稳定是指电力系统受到（）后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。A.大扰动B.小扰动C.开关操作D.短路故障6.自动发电控制（AGC）的主要功能不包括（）。A.负荷频率控制（LFC）B.经济调度控制（EDC）C.备用容量监视D.继电保护整定7.变压器的有功功率损耗主要取决于（）。A.负荷电流B.电压C.频率D.功率因数8.电力系统中，将电力系统分为若干个区域，各区域间通过联络线连接，为了控制联络线功率交换，通常采用的控制方式是（）。A.定频率控制（FFC）B.定联络线功率控制（FTC）C.频率与联络线偏差控制（TBC）D.恒定电压控制9.当电力系统发生无功功率缺额时，最好的解决办法是（）。A.切除部分有功负荷B.增加发电机的励磁电流C.投入并联电抗器D.调整变压器分接头10.隐极同步发电机的功角特性方程为（）。A.=B.=C.=D.=11.电力系统暂态稳定通常是指电力系统受到（）后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。A.小扰动B.大扰动C.负荷缓慢变化D.电压波动12.下列哪种措施对提高电力系统暂态稳定性最有效？（）A.快速切除故障B.增加线路长度C.降低发电机电压D.减少发电机出力13.在电力系统调度中，N-1准则是指（）。A.系统中N个元件中任何一个元件故障，系统仍能保持稳定运行B.系统中N个元件全部故障C.系统中1个元件故障，需要切除N个负荷D.系统频率降低1Hz时的处理原则14.电力系统的备用容量中，为了满足负荷波动和计划外负荷增长而设置的备用称为（）。A.负荷备用B.事故备用C.检修备用D.国民经济备用15.调度员培训仿真系统（DTS）的主要用途是（）。A.实时控制电网B.继电保护配置C.调度员培训与反事故演习D.电费结算16.架空输电线路的电抗值主要与（）有关。A.导线材料B.导线半径C.线间距离D.电压等级17.电力系统中，母线电压的调整主要通过调整（）来实现。A.有功功率B.无功功率C.频率D.电流相位18.同步发电机的进相运行是指发电机（）。A.发出有功功率，发出无功功率B.发出有功功率，吸收无功功率C.吸收有功功率，发出无功功率D.吸收有功功率，吸收无功功率19.电力系统的有功功率电源主要是（）。A.变压器B.电容器D.电抗器C.发电机20.在潮流计算中，PQ节点是指（）。A.有功功率P和无功功率Q给定的节点B.有功功率P和电压幅值V给定的节点C.电压幅值V和相角θ给定的节点D.只有有功功率P给定的节点二、多项选择题1.电力系统调压的主要措施有（）。A.改变发电机端电压B.改变变压器变比C.改变无功功率分布（并联补偿）D.改变输电线路参数（串联补偿）2.电力系统中有功功率负荷的变化主要分为（）。A.变化幅度很小、变化周期很短的随机分量B.变化幅度较大、变化周期较短的脉动分量C.变化幅度最大、变化周期最长的持续分量D.无规律变化的异常分量3.提高电力系统静态稳定性的措施包括（）。A.提高发电机电势B.提高系统电压C.减小系统电抗D.采用快速励磁系统4.电力系统无功功率电源主要包括（）。A.同步发电机B.同步调相机C.静电电容器D.静止无功补偿器（SVC）/静止同步补偿器（STATCOM）5.下列属于电力系统大扰动的是（）。A.线路发生三相短路B.投切大容量负荷C.发电机突然失磁D.负荷的微小波动6.电网调度机构的职责包括（）。A.指挥电网的运行操作B.编制电网运行方式C.负责电网的调度计划D.继电保护及安全自动装置的定值管理7.关于电力系统频率特性的描述，正确的有（）。A.负荷的频率特性一般为正的调节效应B.发电机组的频率特性一般为正的调节效应C.系统频率下降时，负荷消耗的有功功率会自动减少D.系统频率升高时，发电机出力会自动增加8.短路电流的危害主要包括（）。A.电动力效应使设备损坏B.热效应使设备过热烧毁C.引起电压降低，影响用户正常用电D.导致系统振荡甚至失步9.能量管理系统（EMS）的主要功能模块包括（）。A.SCADA（数据采集与监控）B.AGC（自动发电控制）C.EDC（经济调度）D.SA（安全分析）10.继电保护装置应满足的基本要求是（）。A.选择性B.速动性C.灵敏性D.可靠性11.电力系统中性点接地方式主要有（）。A.直接接地B.经消弧线圈接地C.不接地D.经电阻接地12.变压器分接头开关的选择原则包括（）。A.通常在高压侧调压B.逆调压要求在最大负荷时提高电压C.顺调压要求在最大负荷时降低电压D.需要考虑系统无功功率充足与否13.造成电力系统电压波动的原因有（）。A.冲击性负荷的投入B.短路故障C.无功功率补偿设备的投切D.系统运行方式的改变14.下列属于减少线路损耗的措施有（）。A.提高电压等级B.增加导线截面C.提高功率因数D.优化电网结构，缩短供电半径15.电力系统黑启动的关键技术包括（）。A.启动电源的选择B.路径的充电功率控制C.负荷的恢复顺序D.继电保护的配合三、判断题1.电力系统的频率稳定性主要通过调节有功功率来维持。（）2.无功功率可以在电力系统中长距离传输。（）3.隐极发电机的同步电抗通常大于暂态电抗。（）4.所有的短路故障都会产生零序电流。（）5.电力系统的静态稳定极限功率就是功率特性曲线的最高点。（）6.自动发电控制（AGC）可以完全取代经济调度（EDC）。（）7.变压器采用降压运行（高压侧电压低于额定值）一定有利于降低损耗。（）8.电力系统发生振荡时，系统中各点的电压和电流都会发生周期性的变化。（）9.负荷的静态电压特性是指电压缓慢变化时负荷功率的变化规律。（）10.派克变换是实现从a、b、c坐标系向d、q、0坐标系转换的数学方法。（）11.对于高压输电线路，电纳B的影响通常可以忽略不计。（）12.当电力系统无功不足时，改变变压器分接头可以提高系统电压水平。（）13.快速重合闸可以提高电力系统的暂态稳定性。（）14.逆调压是指在最大负荷时将电压调低，最小负荷时将电压调高。（）15.发电机的耗量特性曲线通常是一条直线。（）16.环形网络中的功率分布与阻抗成反比。（）17.短路计算中，冲击电流主要用于检验电气设备的动稳定。（）18.调度指令分为口头令和书面令，口头令具有同等法律效力。（）19.静止无功补偿器（SVC）属于无源补偿装置。（）20.电力系统负荷预测包括中长期预测、短期预测和超短期预测。（）四、填空题1.衡量电能质量的指标主要包括________、________和________。2.电力系统的有功功率平衡方程为：∑=∑+3.同步发电机的功角δ是指________电势与________电压之间的相位差。4.电力系统常见的短路形式有________、________、________和________，其中________短路最为严重。5.根据一次能源的不同，发电厂主要分为________、________、________和________。6.电压调整中心通常设在________节点，该节点的________和________是给定的。7.输电线路的自然功率是指当线路阻抗等于负载阻抗时，线路传输的功率，此时线路沿线的电压幅值________。8.电力系统的稳定性按扰动大小分为________稳定和________稳定。9.隔离开关的主要作用是________，它________带负荷操作（填“能”或“不能”）。10.自动重合闸装置（ARC）主要分为________重合闸和________重合闸，对于架空线路通常优先采用________重合闸。11.发电机组的耗量微增率λ是指________。12.潮流计算中，平衡节点的有功功率和电压相角是________的，PV节点的有功功率和________是给定的。13.简单闭式网络（环网）中，功率的初步分布（不计损耗）按________进行分配。14.电力系统调度自动化系统（SCADA/EMS）中，SCADA的中文名称是________。15.提高电力系统静态稳定的措施之一是采用________励磁系统，减小________。16.发电机进相运行时，受________和________的限制。17.电力系统紧急控制的主要目的是防止________，常用的措施包括________、________和________。18.变压器的短路损耗（铜耗）主要与________的平方成正比，空载损耗（铁耗）主要与________的平方成正比。19.在标幺值计算中，基准功率通常取________MVA或________MVA。20.电力系统负荷曲线中，日负荷率γ是指________与________的比值。五、简答题1.简述电力系统一次调频、二次调频和三次调频的区别与联系。2.试分析电力系统发生短路时，为什么短路电流会衰减？周期分量和非周期分量各是如何变化的？3.简述提高电力系统暂态稳定性的主要措施，并说明其原理。4.什么是电力系统的N-1原则？在规划设计阶段应用N-1原则有何意义？5.简述发电机进相运行的限制条件及其对电力系统运行的影响。6.什么是电压崩溃？简述防止电压崩溃的主要措施。7.请说明电力系统中变压器分接头调整对无功功率分布的影响，以及在无功缺额时为何不能仅靠调整分接头调压。8.简述自动发电控制（AGC）的基本功能及其实现过程。六、计算题1.某电力系统有两台并列运行的发电机组，其耗量特性分别为：()()两台发电机的出力约束分别为：100MW≤当系统总负荷为600M(1)满足等耗量微增率准则时的各发电机组出力分配。(2)此时的系统总耗量成本。2.简单电力系统如下图所示（文字描述），发电机G经变压器T1和双回线路L向受端系统供电。系统参数如下（均归算到同一电压等级下的标幺值）：发电机电势=1.5系统总电抗=+受端母线电压U=(1)写出该系统的功角特性方程(δ(2)计算该系统的静态稳定极限功率。(3)若发电机输出的电磁功率=1.0，求此时的初始功角。3.某输电线路采用PI型等值电路，已知线路末端电压̇=110∠线路参数为：R=16.5Ω，X忽略线路电阻，试用电压损耗法计算线路始端的电压̇（近似计算，不计电压降落的横分量）。4.某电力系统发电机组全部容量为2000MW，系统单位调节功率=600系统在额定频率50H(1)若系统突然增加负荷300M(2)若考虑调速器的一次调频作用，计算新的稳态频率。(3)若希望频率恢复到50H七、综合案例分析题1.某区域电网500kV环网运行方式下，一条重要的500kV线路发生单相接地短路故障，继电保护动作正确，单相重合闸成功。但在重合闸过程中，系统出现明显的功率振荡，部分发电机组功角摆动较大。调度员面临以下情况：系统频率在49.8Hz至50.2Hz之间波动。部分枢纽变电站母线电压在490kV至510kV之间大幅波动。区域间联络线功率超过静稳限额的10%。问题：(1)请分析此次系统振荡的性质（同步振荡还是失步振荡），并列举判断依据。(2)针对功率振荡，调度员应采取哪些紧急控制措施来平息振荡，恢复系统稳定？(3)结合此次故障，分析单相重合闸对系统暂态稳定的影响，为何有时重合闸不成功反而会加剧系统不稳定？(4)为防止此类振荡导致系统崩溃，应配置哪些安全自动装置？2.某省级电网在夏季大负荷期间，受端负荷中心（负荷主要以空调为主）无功需求急剧增加。由于受端电网缺乏足够的电源支撑，主要依靠几条长距离500kV线路送电。事故发生时，其中一条送电线路因故障跳闸，导致剩余线路传输功率接近热稳极限，受端电压开始缓慢下降。调度员试图通过投入受端变电站的电容器组来支撑电压，但电压继续下降，最终导致电压崩溃，损失大量负荷。问题：(1)请从无功功率平衡和电压稳定性的角度，分析导致此次电压崩溃的根本原因。(2)分析为何投入电容器组后电压未能回升反而可能继续恶化？（提示：考虑无功功率与电压的静态特性及线路充电功率）。(3)针对这种受端大负荷、弱联系电网，应采取哪些长期规划措施和运行控制措施来防止电压崩溃？(4)当系统出现电压持续下降的预警信号时，调度员应果断采取哪些措施？3.某发电厂通过双回110kV线路与系统相连。系统运行中，发电厂1号机组（300MW）突然发生励磁系统故障，机组失去励磁。此时发电厂2号机组（300MW）运行正常。现象：1号机组定子电流表指示大幅上升，且表计剧烈摆动。1号机组有功功率表指示下降并摆动。1号机组无功功率表指示反向（进相），指针指向负值并摆动。发电厂母线电压降低。问题：(1)分析发电机失磁后进入何种运行状态？机组的机电特性发生了什么变化？(2)为什么失磁发电机会吸收系统大量的无功功率？这对系统电压有何影响？(3)调度规程通常规定，发电机失磁后，在一定条件下允许短时运行，但必须迅速处理。请列出失磁机组的处理流程。(4)如果失磁机组未能及时切除，且系统无功储备不足，可能会诱发什么类型的系统事故？参考答案一、单项选择题1.A2.D3.A4.B5.B6.D7.A8.C9.B10.A11.B12.A13.A14.A15.C16.C17.B18.B19.C20.A二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABCD4.ABCD5.ABC6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD11.ABCD12.ABD13.ABCD14.ABCD15.ABCD三、判断题1.√2.×（无功功率不宜长距离传输，应尽量就地平衡）3.√4.×（只有不对称短路和中性点直接接地系统中的接地短路才产生零序电流，三相短路无零序分量）5.√6.×（EDC是AGC的高级功能或配合功能，AGC侧重实时平衡，EDC侧重经济性优化，不能完全取代）7.×（降低电压可能使电流增大，导致铜耗增加，不一定降低总损耗）8.√9.√10.√11.×（高压线路电纳较大，分布电容影响不可忽略）12.×（无功不足时，下调分接头（减小变比）会加剧无功缺额，导致电压更低）13.√14.×（逆调压是最大负荷时升高电压，最小负荷时降低电压）15.×（通常为向上凸的二次曲线）16.×（环形网络功率自然分布与阻抗成反比，电抗起主要作用，近似与电抗成反比）17.√18.√19.×（SVC包含晶闸管等控制元件，属于柔性交流输电系统范畴，是有源控制的静止补偿，区别于传统无源电容/电抗）20.√四、填空题1.电压；频率；波形（或谐波）2.总有功功率损耗（网络损耗）3.空载电势（或暂态电势）；端电压（或无穷大系统母线电压）4.三相短路；两相短路；单相接地短路；两相接地短路；三相5.火力发电厂；水力发电厂；核能发电厂；新能源（风力/太阳能）发电厂6.电压中枢；电压幅值；无功功率（或电压范围）7.保持不变（或相等）8.静态；暂态9.检修设备、形成明显断开点、隔离电压；不能10.三相；单相；单相11.单位时间内输入能量增量对输出功率的导数（即耗量特性曲线的斜率）12.待求（未知）；电压幅值13.阻抗（或电抗）反比14.数据采集与监控15.快速；系统电抗（或暂态电抗）16.定子电流过热；静态稳定极限降低（或系统电压降低）17.系统失去稳定（频率崩溃或电压崩溃或失步）；切除发电机（快关汽门）；切除负荷；直流输电功率调制18.负荷电流（或电流）；电压19.100；100020.日平均负荷；日最大负荷五、简答题1.答：一次调频：指利用发电机组调速系统的固有特性，当系统频率变化时，发电机组自动调整出力以维持频率稳定的过程。它是快速、自动的，但只能调整频率偏差，是有差调节。二次调频：指通过手动或自动装置（AGC）移动调速系统的特性曲线，改变发电机组出力来平息频率变化，使频率恢复到额定值。它可以消除较大的频率偏差，实现无差调节。三次调频：指按最优化准则分配各发电机组的有功功率，即经济调度。通常涉及在较长时间尺度内（如几分钟到几十分钟）调整发电计划，以实现系统运行的经济性。联系：一次调频是基础，响应最快；二次调频在一次调频基础上进行，负责恢复频率；三次调频在二次调频的基础上进行，负责优化经济分配。2.答：短路电流衰减的原因：非周期分量衰减：短路瞬间，电感电流不能突变，电路中会产生一个非周期分量电流。由于电感线圈存在电阻，该分量按指数规律衰减，时间常数与L/周期分量衰减：在短路初期，发电机定子电流产生的电枢反应磁通会穿过转子铁芯，在转子绕组中感应出很大的直流分量，此直流分量产生反向磁通抵消电枢反应，使得定子周期分量电流在短路初期很大（次暂态电流）。随着转子回路电阻的作用，转子中的感应直流分量逐渐衰减，对电枢反应的抵消作用减弱，导致定子周期分量电流逐渐减小，直到达到稳态短路电流值。3.答：提高暂态稳定性的主要措施及原理：快速切除故障：减小加速面积，增加减速面积，是提高暂态稳定最根本、最有效的措施。采用自动重合闸：特别是单相重合闸，可以快速恢复网络结构，减小故障冲击。强行励磁（快速励磁）：故障时快速增加发电机励磁，提高发电机电势，增加电磁功率输出，增大减速面积。电气制动：故障时在发电机端投入电阻，消耗发电机发出的多余功率，减小加速面积。快关汽门：快速减少原动机输入功率，减小加速面积。连锁切机（切负荷）：故障时切除部分发电机或负荷，改变系统功率平衡。4.答：N-1原则：是指在电力系统的规划设计中，针对电网中某一关键元件（如线路、变压器、发电机）因故障或检修退出运行时，剩余电网元件仍能保持稳定运行，并且不中断对用户的供电，不过负荷，电压不越限。意义：保证电力系统具有较高的运行可靠性。防止单一元件故障引发连锁反应，导致大面积停电事故。指导电网结构规划和设备选型，确保电网具备足够的抗扰动能力。5.答：限制条件：静态稳定限制：进相运行时，发电机吸收无功，功角增大，静态稳定能力下降。定子端部发热限制：进相运行时，端部漏磁通增加，导致定子端部铁芯和金属构件发热严重。定子电流限制：进相运行时，定子电流可能超过额定值。系统电压限制：受限于母线电压最低允许值。影响：进相运行可以吸收系统过剩的无功功率，解决低谷负荷时电压过高的问题，利于电压调节。6.答：电压崩溃：指电力系统在受到扰动或负荷增加时，由于无功电源不足或系统电压下降导致无功电源输出减少，使得电压进一步下降，形成恶性循环，导致系统电压大面积、持续不可控地下降的过程。防止措施：装设足够的无功补偿装置（如SVC、STATCOM、调相机）。加强受端电网建设，提高受端电压支撑能力。采用带负荷调压变压器，配合无功补偿。配置低电压减负荷装置。优化电网结构，减小线路电抗。7.答：影响：调整变压器分接头（通常是降压变压器高压侧分接头）改变了变比，从而改变了变压器两侧无功功率的分布。例如，降低高压侧分接头（减小变比），相当于提高低压侧电压，低压侧负荷吸收的无功会增加，同时变压器可能从高压侧吸收更多的无功。为何不能仅靠调整分接头：在无功缺额时，系统电压水平低。此时若强行下调分头试图提高二次侧电压，会增加无功负荷，使无功缺额更加严重，导致高压侧电网电压进一步降低，最终可能导致电压崩溃。因此，调压必须在无功平衡的基础上进行。8.答：基本功能：负荷频率控制（LFC）：自动调节发电机出力，维持系统频率恒定和区域间联络线交换功率计划值。经济调度控制（EDC）：在满足负荷和约束条件下，合理分配各机组出力，使系统运行成本最低。备用容量监视。实现过程：SCADA系统采集频率、联络线功率、发电机出力等实时数据。AGC程序计算区域控制误差（ACE）。根据ACE的大小和分配系数，计算各发电机组的调节命令。通过遥控通道下发控制指令给发电机组控制系统。六、计算题1.解：(1)耗量微增率分别为：==等耗量微增率准则：=且+联立方程：0.020.020.020.06≈=校验约束：100≤100≤所以，最优分配为：=396.67MW(2)总耗量成本：===≈2099.42.解：(1)功角特性方程：=代入数据：=(2)静态稳定极限功率：=1.875(3)当=1.01.0s=3.解：忽略电阻R=线路末端充电功率Δ=B=×2.0××=1.21计算阻抗支路末端功率：=−更准确：线路末端的功率为。线路阻抗上的功率损耗：ΔS因为忽略R，故ΔP=0S=40+ΔQ线路阻抗首端功率：≈40忽略横分量电压降落，始端电压：≈由于R=≈≈110（注：若考虑电纳对电压的支撑作用精确计算需迭代，但按电压损耗公式近似计算，通常取阻抗末端功率计算电压降。此处取Q≈30或36均可，若直接用负荷Q计算：=1104.解：(1)不计调速器作用（=0单位调节功率K=频率偏差Δf新频率f=(2)考虑一次调频（=600系统单位调节功率=+频率偏差Δf新频率f=(3)需增加出力Δ。要使频率恢复到50Hz，即需由二次调频承担全部负荷增量。故需增加出力300M七、综合案例分析题1.答：(1)振荡性质：同步振荡。判断依据：单相重合闸成功，网络结构恢复，系统未失去同步。频率在49.8-50.2Hz之间波动，未出现频率持续单向失稳。功率和电压呈周期性波动，且波动幅度在一定范围内。虽然联络线功率越限，但并未解列，发电机功角虽有摆动但可能在逐渐衰减（虽然题目说摆动较大，但重合成功意味着结构恢复，具备了恢复稳定的条件，若是失步振荡通常会伴随周期的滑极和异步运行）。(2)调度员措施：提高系统电压：提高发电机和枢纽变电站电压，增强系统同步力矩。增加发电机出力：特别是送端发电机出力，提高功率极限。减少联络线传输功率：必要时调整功率分配，降低重载线路压力。必要时解列：若振荡持续不衰减或加剧，威胁系统安全，应按预定解列点将系统解列，以保全各子系统稳定。(3)单