第7章 电力系统的经济运行
《电力系统自动装置》复习思考题参考答案
《电力系统自动装置》复习题参考答案绪论复习思考题1、简述电力系统自动装置的作用。
答：电力系统自动装置是保证电力系统安全运行、稳定运行、经济运行和避免电力系统发生大面积故障的自动控制保护装置。
2、电力系统自动装置有哪些功能？答：电力系统自动装置的功能主要有：（1）配合继电保护装置提高供电的可靠性；（2）保障电网的安全运行，防止故障的进一步扩大；（3）保证电能质量，使电力系统稳定运行和经济运行。
3、电力系统自动装置有哪些类型？答：电力系统自动装置有自动操作型和自动调节型。
而自动操作型又可分为正常操作型和反事故操作型。
第一章复习思考题1、AA T装置有何用途？答：备用电源和设备自动投入装置的作用是在当工作电源因故障被断开后，能自动、迅速地将备用电源或设备投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电的一种自动装置，保证用户供电的可靠性和电力系统安全运行。
2、对AAT装置有哪些基本要求？答：AA T装置应满足以下基本要求：(1)保证工作电源或设备断开后，备用电源或设备才能投入；(2)工作母线突然失压时AA T应能动作；(3)AAT装置应保证只动作一次；(4)发电厂用AA T装置运行方式应灵活；(5)应校验AAT动作时备用电源过负荷情况；(6)备用电源投于故障时应使其保护加速动作；(7)AAT装置动作过程应使负荷中断供电的时间尽可能短。
3、为什么要求AAT装置只能动作一次？答：当工作母线发生持续性短路故障或引出线上发生未被出线断路器断开的持续性故障时，备用电源或设备第一次投入后，由于故障仍然存在，继电保护装置动作，将备用电压或设备断开。
此后，不允许再次投入备用电压或设备，以免对系统造成不必要的冲击，因此，AA T 装置只能动作一次。
4、简述明备用和暗备用的含义。
答：明备用方式是指备用电源在正常情况下不运行，处于停电备用状态，只有在工作电源发生故障时才投入运行的备用方式。
暗备用方式是指两个电源平时都作为工作电源各带一部分自用负荷且均保留有一定的备用容量，当一个电源发生故障时，另一个电源承担全部负荷的运行方式。
电力系统分系
电力系统分析自测题第1章绪论一、填空题1、生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接一起而成的整体称为电力系统。
2、电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升压变压器、降压变压器、相关变电设备，以及各种电压等级的输电线路.3、电力网由输电和变电设备组成，又称为输电系统。
4、变电所是电力网的重要组成部分，它的任务是汇集电源、升降电源、分配电能。
5、电力系统的负荷就是系统中所有用电设备消耗功率的总和,也称电力系统综合用电负荷。
6、负荷曲线就是以曲线描述某一时间内负荷随时间变化的规律,按负荷可分为有功功率和无功功率负荷曲线，按时间长短可分为日负荷曲线和年负荷曲线曲线。
7、电力线路的额定电压和用电设备的额定电压相等.有时把他们称为网络的额定电压,例如22Kv网络等。
（掌握表1-7中的额定电压）8、发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电压高高5％。
9、变压器的一次绕组的作用相当于用电设备 ,其额定电压与网络的额定电压相等。
但直接与发电机连接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。
二次绕组的作用相当于用电设备，其额定电压规定比网络额定电压高 10％，直接与用户连接时，则规定比网络的额定电压高 5% 。
10、电力系统的接线方式大致分为两大类：无备用电源接线接线和有备用电源接线.11、无备用接线方式包括：单回放射式、树干式、链式网络.12、有备用接线方式包括：双回放射式、树干式、链式、环式、两端供电网络。
13、电力系统中性点是指发电机或变压器三相绕组星形连接的公共连接点。
14、所谓中性点运行方式是指中性点的接地方式,即与大地的连接方式。
15、我国电力系统常用的中性点接地方式有四种：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地、中性点经电阻或阻抗接地。
它们分别归结为非有效接地和有效接地.我国目前采用的中性点接地方式主要为不接地、经消弧线圈接地、直接接地、小电阻接地.16、电力系统中规定，当10Kv电网接地电流大于30A时，中性点宜采用经消弧线圈接地方式.电力系统中规定,当35Kv电网接地电流大于10A时，中性点宜采用经消弧线圈接地方式。
供电工程复习题-翁双安
供电工程复习题—翁双安第一章1.P1 电力系统的构成包含：发电、输电、变电、配电和用电。
2.P4 电力系统运行的特点：(1）电力系统发电与用电之间的动态平衡（2）电力系统的暂态过程十分迅速（3）电力系统的地区性特色明显(4）电力系统的影响重要3、P4 简答：对电力系统运行的要求（1)安全在电能的生产、输送、分配和使用中,应确保不发生人身和设备事故（2）可靠在电力系统的运行过程中,应避免发生供电中断，满足用户对供电可靠性的要求(3）优质就是要满足用户对电压和频率等质量的要求(4）经济降低电力系统的投资和运行费用,尽可能节约有色金属的消耗量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行.4、P7 电力系统中性点的接地方式：电源中性点不接地，电源中性点经消弧线圈接地，电源中性点经小电阻接地和中性点直接接地。
P9 电源中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压电压升至电源相电压的√3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的√3,而故障相的对地电容电流升至正常工作时的3倍。
·中性点不接地发生单相短路时,短路电流小;·源中性点直接接地发生单相短路时，短路电流很大。
对于3-10kV电力系统中单相接地电流大于30A,20kV及以上电网中单相接地电流大于10A时,电源中性点必须采用经消弧线圈的接地方式。
5、P14 三相低压配电系统分类N、TT和IT系统。
6、P18 各级电力负荷对供电电源的要求：一级负荷：由两个独立电源供电二级负荷：采用两台变压器和两回路供电三级负荷：对供电方式无特殊要求（一个回路）7、额定电压的计算：P6用电设备的额定电压=所连电网的额的电压UN发电机的额定电压UN.G =1.05UN（UN同级电网额定电压）电力变压器的额定电压：一次绕组：与发电机或同级电网的额定电压相同，U1N。
T =UN。
G或U1N。
T=UN1;二次绕组：线路长:U2N。
T =1。
工厂供电简答题
第一章＊*1。
电力系统的基本概念由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。
（构成：发电、输电、变电、配电和用电）＊*2。
额定电压的概念及电力系统的额定电压额定电压是能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压(1）电网（线路）的额定电压：首末两端电压的平均值，国家规定的额定电压(2）用电设备的额定电压:用电设备的额定电压与同级电网（线路）的额定电压相同（3）发电机的额定电压:发电机的额定电压为线路额定电压的105％（4）变压器的额定电压:一次线圈，升压变压器比电网的额定电压高5%，降压变压器与电网的额定电压相同;二次线圈,升压变压器比电网的额定电压高10%，降压变压器比电网的额定电压高10%3.我国的电压等级低压:220V，380V，660V高压：3、6、10、35、110、220、330、500、750KV＊4。
中性点运行方式、选择依据、各电压等级适合运行方式（1）运行方式:中性点直接接地和中性点不接地（即中性点有效接地和中性点非有效接地）（2）选择依据：单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性（3)各电压等级的方式：110kV及以上,中性点直接接地;6～35kV，中性点不接地或中性点经消弧线圈接地：低于1kv，中性点直接接地5.用户供电系统的特点用户供电系统由用户内部变配电所、供电线路和用电设备等组成,其供电电压一般在110KV及以下.6决定供电质量的主要指标决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性. ＊＊7.三类负荷(1)一类负荷：要求由两个独立电源供电。
而对特别重要的关键负荷，应由两个独立电源供电。
(2）二类负荷：重要负荷应由两回路供电,两个回路应尽可能引自不同的变压器或母线段。
（3)三类负荷:对供电无特殊要求，允许较长时间停电,可采用单回路供电。
第二章**1.有关负荷的概念（1）设备安装容量（Pn）：是指连续工作的用电设备名牌上的标称功率Pe。
《电力系统控制与调度自动化》教学大纲
《电力系统控制与调度自动化》教学大纲课程名称：电力系统控制与调度自动化适用班级：16电气工程及其自动化专科辅导教材：《电力系统控制与调度自动化》（第二版）王士政等编著中国电力工业出版社一、本课程的地位、任务和作用本课程是为电气工程及其自动化专业开设的一门专业选修课，涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，内容十分丰富，包括发电机励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等。
通过本课程的学习，使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和了解；使学生深入了解发电机自动励磁控制的基本原理和方法，掌握发电机的并网过程；使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题，掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施；使学生了解电力系统自动化的基本知识，熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题，训练和培养学生独立思考、解决实际工程问题的能力，为以后走上工作岗位打下基础。
二、本课程的相关课程先修课程：《高等数学》、《电机学》、《自动控制原理》、等。
三、本课程的基本内容及要求第一章，电网调度自动化的内容、任务及功能。
第二章，SCADA/EMS.掌握能量管理系统（ EMS）概念，变电所、馈电线自动化功能。
第三章，数据通信原理，电力系统通信信道，差错控制基本概论。
循环码编码。
第四章，电力系统频率控制掌握电力系统频率特性、调频与调频方程式、电力系统的经济调动和自动调频、电力系统低频减载第五章，电力系统电压控制第六章，电力系统安全控制第七章，电力系统运行成本控制……四、习题数量及要求以思考题、名词解释为主，针对课程内容适时进行讨论。
五、教学方式与考核方式教学方式：面授辅导、平时作业考核方式：考勤、作业和考试《电力系统控制与调度自动化》复习范围1.请对以下名词或术语进行简要解释和说明：调度自动化系统：信息集中处理自动化系统，保证电力系统正常、安全、经济、可靠、优质运行，实现运行状态采集处理监测控制分析等功能。
现代电力系统分析理论与方法 第7章 电力系统最优潮流
最优潮流计算
在系统的结构参数及负荷情况给定情况下，通过控制变量的优选， 找到能够满足所有给定的约束条件，并使系统的某一技术指标达到 最优（如网损、煤耗）时的潮流分布。
注：u为待选变量 约束条件分为等式约束条件和不等式约束条件。 采用的方法为：非线性规划
4
第一节
概述
随着电力系统规模扩大，对计算速度和系统安全性提出了更高要求，这 些经典调度理论已不能满足要求。将电力系统的潮流计算和优化理论结合， 并且计及系统的各种约束条件和电能质量，即形成了经典的优化理论—— 最优潮流(OPF)。OPF已在电力市场很多经济理论中广泛应用。
11
第二节
最优潮流的数学模型
考虑电力系统的经济因素，20世纪60年代末出现了一些经济调度理论， 例如最优分配有功负荷分布的等耗量微增率和无功电源最优分布的等网损 微增率。等耗量微增率准则是指系统所有发电机组具有同样的耗量微增率 时，系统运行所需要的费用最小，等网损微增率是指系统所有无功电源配 置具有相同的网损微增率时，系统网损最小。
最优潮 流的目 标函数
全系统火电机组燃料总费用，即 f Ki (PGi ) inG
式中：nG 为全系统所有发电机的集合，Ki (PGi ) 为第i台发 电机的耗量特性，一般用二次多项式表示，PGi 为第i台发电
机的有功出力。
有功网损，即 f (Pij Pji ) (i, j )nl 式中，nl 表示所有支路的集合。 9
可以证明最优潮流包含了等耗量微增率和等网损微增率，是这2个准则 在电力系统中的进一步发展运用（通过对目标函数的比较、约束条件的比 较、物理含义的分析等等）。
12
第三节
最优潮流的简化梯度算法
13
第三节
电力系统经济学原理朱治中第七章
• 如果实际情况并非如此，切负荷就成了避免系统 崩溃的必须选择。
发电投资
23
价格尖峰的作用
• 对于用户来说，价格尖峰的代价显然是高昂的， 但因此它也会促使用户对价格信号作出更为灵敏 的反应。
• 第一段坡度平缓，它对应干有效竞争市场上的 大部分发电机组。
• 第二段坡度较第一段陡得多，它对应于调用次 数很少的峰荷机组。
• 第三段则是垂直向上的竖线，它代表了所有机 组都已投入运行时的供应函数。
需求函数是用一条几乎垂直的直线来表示的，它
的价格弹性极低。它们与供应曲线的交点即决定
了市场的最低与最高价格。
好的评估方法显然应当尽可能地反映系统的可靠 性水平，奖励可靠性高的电厂，加速低可靠性电 厂的退役。
发电投资
32
建立容量市场的难处
• 虽然有些电能购买者没有购买相应比例的目标发 电容量，但他们也将从其他市杨成员所承担的边 界装机容量中受益，并且他们还将在电能市场上 取得一定的成本优势。
• 电厂固定成本主要有不随生产量变化而改变的维 护费用，还包括取决于电厂容量或价值的人力成 本、税收，以及与电厂可回收价值相关的机会成 本。
例7-5：电厂退役需考虑的因素问题
发电投资
16
基本内容
7.1 简介 7.2 发电容量投资分析 7.3 发电容量需求分析
发电投资
17
发电容量需求分析
• 从用户的角度出发，研究发电容量投资问题。 • 在完全竞争的电力市场上，已有电力企业没有投
发电投资
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建立容量市场的难处
西北电网调度管理规程
西北电网调度管理规程第一章总则第1条为了加强电网调度管理,维护正常的生产调度秩序，确保电网安全、稳定、优质、经济运行，根据《中华人民共和国电力法》、《电网调度管理条例》、国家有关文件精神以及现行有关规程、规定，结合西北电网具体情况，制定本规程。
第2条西北电网主要是指覆盖陕西、甘肃、宁夏、青海四省（区）的联合电网。
电网调度管理坚持“统一调度、分级管理”的原则，网内各发、输、配、用电单位对维护电网的安全经济运行均负有相应责任。
第3条本规程适用于西北电网内调度运行、设备操作、事故处理和业务联系等涉及电调、水调、市场、方式、保护、自动化、通信等专业的各项活动。
网内各电力生产运行单位颁发的有关规程、规定等，均不得与本规程相抵触。
新疆电网在与西北主网实现互联前，可依据本规程编制其相应的规程规定，并在调度业务上接受西北电网调度机构的指导。
第4条各发电企业、用户变电站及地区电网在并入西北电网前，应根据平等互利、协商一致的原则，与相应的电网管理机构签订并网调度（联网）协议,否则不得并网运行。
西北电网跨大区互联工作由西北电网经营企业及调度机构按照国家和上级有关文件统一进行。
第5条各级电网管理部门、调度机构和并入西北电网内的各发、输、配、用电单位及各有关单位的有关领导和专责人员都必须熟悉和遵守本规程；凡涉及西北电网调度运行的有关活动均须遵守本规程。
第6条本规程的解释权和修订权属西北电网有限公司（以下简称西北电网公司）。
第7条本规程自颁布之日起执行。
第二章调度管理的任务和组织形式第8条电网调度管理的任务是组织、指挥、指导和协调电网的运行和操作，保证达到下列基本要求：1 按照电网的客观规律和有关规定使电网连续、稳定、正常运行，使电网的供电质量（频率、电压、谐波分量、可靠性等）符合国家规定的标准。
2 按资源优化配置的原则，结合本网实际情况，充分发挥电网内发供电设备的能力，合理利用一次能源，降低全网的运行成本，最大限度地满足社会发展及人民生活对电力的需求。
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第7章电力系统的经济运行
一、填空题
1.各发电机组之间有功负荷的经济分配采用准则。
2.电力系统的有功功率损耗包括损耗和损耗，其中损耗所占比例较大，其与有关，而损耗所占比例较小，仅与有关。
3.导线截面积选择必须满足的三个必要条件为条件、条件和条件。
4.当变电站的总负荷功率一定时，铁耗与并联运行的变压器台数成比，铜耗则与并联运行的变压器台数成比。
5.环形网络中的功率分布在没有外施任何调节和控制手段时称为功率分布，其与______成反比分布；当与成反比分布时可使功率损耗最小，此时的功率分布即为经济分布。
6.导线截面积选择的发热条件是指。
7.综合考虑国家总的利益原则后，单位截面导线对应的最经济的电流大小，称为。
二、选择题
1.对于电力网运行电压水平的确定，下列说法正确的是（）
（1）对于35kV及以上的电力网，应适当提高运行电压以降低网损
（2）对于农村低压配电网，为降低铁耗，应适当降低运行电压
（3）对于35kV及以上的电力网，为降低铁耗，应适当降低运行电压
（4）对于农村低压配电网，应适当提高运行电压以降低网损
A.（1）（2）
B.（2）（3）
C.（3）（4）
D.（1）（4）
2.对于电压等级较低的配电线路导线截面积选择，不需要校验的条件是（）
A.机械强度条件
B.发热条件
C.电晕条件
D.电压损耗
3.关于组织变压器的经济运行，下列说法正确的是（）
A.当负荷功率小于临界功率时，为降低铜耗，应减少并联运行的变压器台数
B.当负荷功率小于临界功率时，为降低铁耗，应减少并联运行的变压器台数
C.当负荷功率大于临界功率时，为降低铜耗，应减少并联运行的变压器台数
D.当负荷功率大于临界功率时，为降低铁耗，应减少并联运行的变压器台数
三、简答题
1.简述线损、总供电量、总售电量的概念。
2.什么是最大功率损耗时间？它和最大负荷利用小时数有什么不同？
3.降低电力网电能损耗的措施有哪些？
4.结合公式说明，适当提高电力系统的运行电压有哪些好处？
5.为什么应适当降低农村低压配电网的运行电压？
6.在负荷水平较低时，减少并联运行的变压器台数有哪些好处？
7.为使非均一环网的功率分布接近经济分布，可采取哪些措施？
8.试说明用经济电流密度法选择导线截面积的步骤。
四、计算题
1.一个变电所通过两台10MVA 、110/11kV 的变压器馈电给某工业区，其最大负荷为12MW ，9.0cos =ϕ（已知变压器的特性数据：Δp k =60kW ，Δp 0=18kW ）。
年持续负荷曲线如下图所示。
求下列两种情况下变压器的总电能损耗和网损率：
（a ）两台变压器全年并联运行；
（b ）当负荷降至40%时，立即切除一台运行。
设全年功率因数不变。
年持续负荷曲线
2.图（a ）所示是一35kV 网络。
试比较在两种功率因数下最大有功功率损耗和年电能损耗的大小。
图（b ）为年持续负荷曲线。
已知：输电线l =15km ，r 1=0.28Ω/km ，x 1=0.43Ω/km
变压器：2×7500kVA ，Δp k =75kW ，Δp 0=24kW ，u k %=7.5，I 0%=3.5
负荷：P D =10MW ，7.0cos 1=ϕ，9
.0cos 2=ϕ在计算中忽略变压器损耗对输电线功率和功率因数的影响。
S D
U N =35kV
(a)35kV
网络
(b)年持续负荷曲线
3.某10kV 配电线阻抗为R +jX ，最大负荷为2MW ，8.0cos =ϕ，设功率因数全年不变，日负荷曲线如图所示，而且全年如此。
试用日负荷曲线和最大功耗时间法两种方法计算年电能损耗。
日负荷曲线
4.
问题同上题，但日负荷曲线如下图所示。
日负荷曲线
5.今有两个火电厂共同承担负荷，两电厂的燃料成本与单位时间内输出电能的关系如下：
224540.01/h
3020.03/h
A A A
B B B
C P P C P P =++=++元元（a ）设总负荷为80MW ，求每一电厂负担的经济负荷值（不计网损）；
（b ）又设电厂A 的最小技术出力和最大技术出力为40MW 和60MW ，这时的经济分配
结构如何？
6.一个火力发电厂有两台机组，它们的燃料费用微增率（元/MW ·h ）分别为：
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=15125.0201.022
2111P dP dC P dP dC 假设两台机组同时运行，最大和最小技术出力均分别为125MW 和20MW 。
若总负荷为130MW ，经济分配负荷比平均分配负荷能节约多少燃料费用（元/h ）。
7.某区域变电所有两台31.5MVA 变压器并联运行，且由长100km 的双回输电线供电，额定电压为110kV 。
变电所最大负荷为40MW ，8.0cos =ϕ，一年中负荷的功率因数恒定，T max =6000h 。
如果两台变压器全年运行，试分别计算线路和变压器的年电能损耗。
已知：
变压器参数：Δp k =210kW ，Δp 0=36kW ，u k %=10.5，I 0%=0.9
线路参数：r 1=0.17Ω/km ，x 1=0.409Ω/km ，b 1=2.82×10-6S/km
在计算中忽略变压器损耗对输电线功率和功率因数的影响。
8.某35kV 降压变电所装有两台7.5MVA 变压器，全年负荷持续时间曲线如图所示。
设其低压母线最大负荷为10MVA ，7.0cos =ϕ（全年不变）。
欲使其全年电能损耗最小，应在多大负荷时切除一台变压器运行？试计算年电能损耗的大小。
变压器参数：Δp k =57kW ，Δp 0=9.6kW。
年负荷持续时间曲线
9.已知两台机组的耗量特性为
21113.50.70.0015F P P =++/t h
2
2222.50.50.0020F P P =++/t h 两机组容量均为100MW ，总负荷150MW 。
试计算：
（a ）按经济分配原则，各机组的负荷；
（b ）若平均分组负荷，多耗的燃料（单位时间内）。
10.两台发电机同时向一380MW 负荷供电，它们的燃料耗量特性为
21118.00.570.0002F P P =++/t h
22227.50.550.0003F P P =++/t h
求按经济原则两台发电机各应带多少负荷？机组最大和最小技术出力为200MW 和80MW 。
11.已知某火电厂有两台机组，其耗量特性分别为
h t P P F / 43.0004.01211++=，h
t P P F / 24.0008.02222++=每台机组的额定容量均为300MW 。
求发电厂负荷为500MW 时，两机应如何经济的分配负荷。
12.某电力网年持续负荷曲线如下图所示，已知U N ＝10kV ，R =10Ω，有关数据示于图中，cos ϕ=0.8，试求一年内线路中的电能损耗及能耗百分数。
1000020008760t (h)
P （kW ）
500
13.某110kV 输电线路长120km ，r 1+j x 1=（0.17+j0.42）Ω／km ，b 1＝2.82×10-6S ／km 。
线路末端最大负荷为（32＋j22）MVA ，T max =4500h ，求线路全年电能损耗。
14.某110kV 的架空线路，采用钢芯铝绞线，输送最大功率为30MW ，T max =4500h ，85.0cos =ϕ，试按经济电流密度选择导线截面。