电力系统分析复习题(包括答案)

电力系统分析复习题
2. 综合负荷、供电负荷和发电负荷的区别及关系
答：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的供电负荷。

供电负荷再加上发电厂厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷。

2.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同
答：网络元件电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即12
()V V R jX I -=+&&&；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用V ∆表示，12V V V ∆=-；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用KV 表示，也可以用额定电压的百分数表示。

若某点的实际电压为V ，该处的额定电压为N V ，则用百分数表示的电压偏移为
电压偏移（%）100
N N V V V -=⨯
5.输电线路何时作为无功电源、何时作为无功负荷
答：35KV 及以下的架空线路的充电功率甚小，一般说，这种线路都是消耗无功功率的；110KV 及以上的架空线路当传输功率较大时，电抗中消耗的无功功率将大于电纳中产生的无功功率，线路成为无功负载，当传输功率较小（小于自然功率）时，电纳中生产的无功功率，除了抵偿电抗中的损耗以外，还有多余，这时线路就成为无功电源。

（0180δ<：无功电源；0180δ>，无功负荷）
1.两端供电网络功率分布的计算公式﹝掌握假设的条件和两个功率分量 式11-7﹞
答：
*****12212211,******22112112*****11112222,******22112112()()()()b b a b N a a LD cir b b a a a a a b N a a LD cir b b a a Z Z S Z S V V V S S S Z Z Z Z Z Z Z S Z Z S V V V S S S Z Z Z Z Z Z ⎧++-⎪=+=+⎪++++⎪⎨⎪++-=-=-⎪⎪++++⎩
① 第一部分由负荷功率和网络参数确定，阻抗共轭值成反比的关系分配
②第二部分与负荷无关，它可以在网络中负荷切除的情况下，由两个供电点的电压差和网络参数确定。

2.什么是循环功率的定义
答：由两端电压不等而产生的功率叫循环功率，它与负荷无关，当两电源点电压相等时，循环功率为零。

2.潮流方程中节点的分类和相对应的定义
答：分为PQ 节点、PV 节点和平衡节点三类。

PQ 节点的有功功率P 和无功功率Q 是给定的，节点电压(,)V δ是待求量。

电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。

PV 节点的有功功率P 和电压幅值V 是给定的，节点的无功功率Q 和电压的相位δ是待求量。

一般是选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所作为PV 节点。

在电力系统中，这一类节点的数目很少。

平衡节点：网络中至少有一个节点的有功功率P 不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，故称之为平衡节点。

平衡节点只有一个，它的电压幅值和相位已给定，而其有功功率和无功功率是待求量。

3.潮流方程中平衡节点存在的必要性﹝潮流计算前有功网损未知,且电网中节点电源的相角须有参考轴﹞
答：在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P 不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，故称之为平衡节点。

另外必须选定一个节点，指定其电压相位为零，作为计算各节点电压相位的参考，这个节点称为基准节点。

为了计算上的方便，常将平衡节点和基准节点选为同一个节点。

3.输电线路的无功特性
答：35KV 及以下架空线路是消耗无功功率的，110kV 及以上架空线路，当传输功率较大时，线路为无功负载，当传输功率较小时，线路成为无功电源。

4.无功电源的种类
答：①发电机； ②同步调相机；③静电电容器；④静止无功补偿器； ⑤静止无功发生器
5.无功功率平衡的含义
答：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和。

为了保证运行可靠性和适应无功负荷的增长，系统还必须配置一定的无功备用容量。

令GC Q 为电源供应的无功功率之和，LD Q 为无功负荷之和，L Q 为网络无功功率损耗之和，res Q 为无功功率备用，则系统中无功功率的平衡关系式是：GC LD L res Q Q Q Q --=
1.改变变压器变比的调压方法 例12-3 12-4
答：对应额定电压N V 的称为主接头，改变变压器的变比调压实际上就是根据调压要求适当选择分接头。

①降压变压器分接头的选择：1()/T T T V PR QX V ∆=+，21()/T V V V k =-∆，12/t N k V V =， 高压侧分接头电压是：1122T t N V V V V V -∆= 1.负荷的频率特性
答：系统处于运行稳态时，系统中有功负荷随频率的变化特性称为负荷的静态频
率特性。

当频率偏离额定值不大时，负荷的静态频率特
性常用一条直线近似表示。

直线的斜率为
D D P K tg f
β∆==∆，用标幺值表示：*//D DN N D D N DN P P f K K f f P ∆==∆，D K ，*D K 称为负荷的频率调节效应系数或简称为负荷的频率调
节效应。

在实际系统中，*1~3D K =，表示频率变化1%时，负荷有功功率相应变化（1~3）%。

3.发电机的频率特性﹝静态调差系数,单位调节功率﹞
答：当调速器的调节过程结束，建立新的稳态时，发电机的有功出力同频率之间
的关系称为发电机组调速器的功率—频率静态特性（简称为
功频静态特性）。

①机组的静态调差系数：2121f f f P P P δ-∆=-=--∆，以额定参数为基准的标幺值表示时，便有*//N GN GN N
f f P P P f δδ∆=-=∆。

调差系数也叫调差率，可定量表明某台机组负荷改变时相应的转速（频率）偏移。

例如，当*0.05δ=，如负荷改变1%，频率将偏移0.05%；如负荷改变20%，则频率将偏移1%（0.5HZ ）。

②调差系数的倒数就是机组的单位调节功率（或称发电机组功频静特性系数）即1
G G P K f
δ∆==-∆，或用表幺值表示**11N N G G GN GN f f K K P P δδ===，G K 的数值表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。

调差系数的大小对频率偏移的影响很大，调差系数愈小（即单位调节功率愈大），频率偏移亦愈小。

汽轮发电机组：*0.04~0.06δ=，*25~16.7G K =
水轮发电机组：*0.02~0.04δ=，*50~25G K =
4.电力系统的有功功率—频率静态特性
答：0()D G D G D P P P K K f K f ∆=∆-∆=-+∆=-∆
0/G D D K K K P f =+=-∆∆
K 称为系统的功率—频率静特性系数，或系统的单位调节功
率。

K 的数值越大，负荷增减引起的频率变化就越小，频率
也就越稳定。

0*****
D r G D P K k K K f -∆=+=∆，/r GN DN k P P =为备用系数，表示发电机组额定容量与系统额定频率时的总有功负荷之比。

由于A 点以后，0G K =，**D K K =，由于*D K 得数值很小，负荷增
加所引起的频率下降就相当严重了。

2.频率的二次调整 图13-7 13-8 13-18 13-19
答：当机组负荷变动引起频率变化时，利用同步器平行移动机组功频静特性来调节系统频率和分配机组间的有功功率，这就是频率的“二次调整”，也就是通常所说的“频率调整”。

系统负荷的初始增量：0D G G D P P K f K f ∆=∆-∆-∆（二次调整时的功率平衡方程）该式也可改写成，0()D G G D P P K K f K f ∆-∆=-+∆=-∆，或 0
D G P P f K
∆-∆∆=- 二次调整一般只是由一台或少数几台发电机组（一个或几个厂）承担，这些机组（厂）称为主调频机组（厂）。

3.互联系统的频率调整
DA AB GA A A P P P K f ∆+∆-∆=-∆，DB AB GB B B P P P K f ∆-∆-∆=-∆
A B f f f ∆=∆=∆，D G P P f K
∆-∆∆=-，()()A DB GB B DA GA AB A B K P P K P P P K K ∆-∆-∆-∆∆=+ A 、B 都进行二次调整的话，若满足条件：
DA GA DB GB A B P P P P K K ∆-∆∆-∆=，则联络线上的交换功率增量AB P ∆便等于零，如果没有功率缺额，则0f ∆=。

若B 不进行二次调整，则0GB P ∆=，其负荷变化量DB P ∆将由系统A 的二次调整来承担，这时联络线的功率增量()B D GA AB DB A B
K P P P P K K ∆-∆∆=∆-+，当互联系统的功率能够平衡时0D GA P P ∆-∆=，于是有AB DB P P ∆=∆，系统B 的负荷增量全由联络线的功率增量来平衡，这时联络线的功率增量最大。

五、求下图所示系统的节点导纳矩阵（图中数字是标么值阻抗）10分
334.3667.300667.3244
.80419.1352.2588.0891.1454.00352
.2588.0728.4069.1404.248.00891
.1454.0404.248.0261.4935.0j j j j j j j j j j j Y B --+-+-+--+-+-+--=。