交流等值法交直流电力系统潮流计算
国网考试真题Z（1）
国⽹考试真题Z（1）1.⼀台容量为20MVA的115kV/10.5kV降压变压器⾼压侧⼀次额定电流为（）A.110.4AB.171.8AC.1.004AD.1.719A2. 取基准容量为100MVA，110kV线路⼀次阻抗为40Ω，如采⽤近似计算法，其标⼳值为（）A.0.302B.0.330C.5290D.48403. 取基准容量为100MVA，容量为20MVA的110kV、10KV降压变压器，其短路电压百分数为10.5%，如果采⽤近似计算法，其标⼳值为（）。
A.0.525B.0.021C.1.004D.1.7194. 取基准容量为100MVA,⼀台600MW发电机功率因数为0.85，额定电压为11kV，次暂态电抗值为0.112.如果采⽤近似计算法，其标⼳值为（）。
A.0.01587B.0.672C.1.004D.1.7195. 取基准容量100MVA，⼀台600MW发电机功率因数为0.85，额定电压为11kV,次暂态电抗值为0.112.如果⽤近似计算法，其标⼳值为（）A.0.01587B.0.672C.0.01877D.0.79066.如A相电流为3∠00A，B相电流为3∠00A，C相电流为3∠00,，则A相电流中的零序分量为（）A.0∠00AB.3∠00AC.6∠00AD.9∠00A7.中性点直接接地系统中发⽣不对称短路时，故障处电流中（）A.⼀定存在零序分量B.⼀定不存在零序分量C.是否存在零序分量，应根据不对称短路类型确定D.只有正序分量8.在中性点直接接地的电⼒系统中某点发⽣短路，如果正序电抗等于负序电抗且为零序电抗的⼀半，那么该点发⽣单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从⼤到⼩的故障顺序排列是（）A.两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路B.单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路C.单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路D.两相短路、三相短路、两相短路接地、单相接地短路。
电网的潮流计算
（2）容纳
电力网线路的导线间，在电压作用下形成 电场，导线上电荷与电压的比值称为线路 里的容纳b＝WC。 若线路长度为L（KM），则每相线路容纳 B＝bL，每相线路容性电流Ic按下式计算： Ic＝UxB（KA） Ux――线路相电压
单位:西门子(S)
LGJ－ LGJ－ LGJ－ LGJ－ 120 150 185 240
0.27 0.21 0.17 0.13
LGJ－ LGJ－ 300 400
0.107 0.08
感 0.446 0.435 0.429 0.422 0.415 0.407 0.399 0.391 抗x
r、x
x r
S
LGJ导线r、x与S的关系曲线
2、一端电源供电网的潮流计算。
（4）电导
线路的电导是指对应于相间绝缘介质损耗 功率的参数，对于架空线路，相间绝缘介 质损耗主要为电晕损耗与绝缘子泄漏损耗； 对于电缆线路，主要为绝缘介质的极化与 泄漏损耗。
架空线路由绝缘子漏电所产生的有功损耗 很小，可以忽略不计，因此，架空线路相 间绝缘介质损耗主要有电晕所决定，电晕 所损耗的有功功率一般用参数电导表征。
计算出电力系统在正常及各种可能的故 障运行方式下的潮流分布，各节点电压及 元件中的功率损耗，对于电力系统设计、 运行都是十分必要的。
目前，计算机已广泛应运于电力系统的运 行、设计和科学研究各个方面。自1956年 成功地运用它计算潮流分布以来，几乎所 有主要的电力系统计算都已使用计算机。
1、电力网的功率损耗与电压计算。
（1）施工时不要磨损导线，要保持导线及金属元 件表面光滑，以防电场不均匀。
（2）增大导线半径，减小导线表面附近的电场强 度，可采用分裂导线、扩径导线、空心导线等。
电力系统潮流计算
3.2.1 节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵
将节点电压法应用于电力系统潮流计算，变量为节点电压与节
点注入电流。通常以大地作为电压幅值的参考（U0 = 0），以
系统中某一指定母线的电压角度作为电压相角的参考，以支路
导纳作为电力网的参数进行计算。节点注入电流规定为流向网
络为正，流出为负。
Pmax P
表征年有功负荷曲线特点的两个指标
0
年最大负荷利用小时数 Tmax
t Tmax 8760
根据年负荷曲线，可求得全年所需电能：
8760
A 0
Pdt MWh
定义年最大负荷（最大值 Pmax）利用小时： Tmax
A Pmax
h
Tmax 越大，负荷曲线越平坦
负荷曲线为一水平线时， Tmax 达到最大值8760 (h)
2
1 ZT1
2
Zl
T2
34
3
ZT2 4
YT3
Yl /2
YT2
已知末端功率和电压， 计算网上潮流分布。
1 ZT1 2 Zl
3 ZT2 4
已知始端功率和电压， 计算网上潮流分布。
Y20
Y30
已知末端功率和始端电 压，计算网上的潮流。
不管哪种情况，先作等值电路
3.1.3 辐射形网络的分析计算
1）已知末端功率、电压 利用前面的方法，从末端逐级 往上推算，直至求得各要求的量。
Pm(t)
损耗称年电能损耗，是电网运行经
济性的指标。
Pmi
1）年电能损耗的准确计算方法
已知各负荷的年有功和无功负荷曲线 时，理论上可准确计算年电能损耗。
8760小时分为 n 段，第 i 时段时间为 Dti (h)，全网功率损耗为DPi (MW)，则 全网年电能损耗为
国网考试总结-高等电力系统分析
电力系统静态安全分析的基本概念电力系统静态安全分析是电力系统规划和调度的常用手段，用以判断在发生预想事故（输变电设备强迫退出运行）后系统是否会过负荷或电压越限的功能。
电力系统动态安全分析用于判断在发生预想事故后系统是否会失稳的功能。
静态安全分析的基本方法：补偿法，直流潮流法，灵敏度分析法。
直流输电的基本原理及稳态数学模型1、直流输电线路输送的电流和功率由线路两端的直流电压所决定，与两端的交流系统的频率和电压相位无关。
直流电压的调节是通过调节换流器的触发角和交流系统的电压来实现的，换流器输出直流电压的改变，将决定直流电流的大小。
（直流潮流的控制）2、由于交流变压器等值电感的存在，相电流不能突变，因而换流器的供电电源从一相换到另一相时不能瞬时完成，需要经过一个换相期，换相期所对应的电角度称为换相角。
（换相角定义，范围）3、由于换相角的存在，直流电压的平均值将随直流电流的增大而减小；换流器正常工作的触发角的变化范围减小。
（换相角对直流系统的影响）4、换相电流中包含两个分量，分别为常数分量和正弦分量。
其中，常数分量随着触发角的增大而减小，正弦分量滞后于换相电压90°。
常数分量是短路电流中的自有分量，其产生机理是电感回路中的电流不能发生突变；正弦分量是短路电流中的强迫分量，由于短路回路是纯电感回路，所以正弦分量的相位滞后于电源电压90度。
因此，换流器的稳态工况是在换相期使交流系统两相短路，在非换相期使交流系统单相断线。
（换相电流的理解）5、直流潮流的基本方程：整流器、逆变器、交流基波电流和直流电流、直流电压和交流电压的关系。
6、直流稳态运行方程中引入了等值换相电阻，等值换相电阻并不具有真实电阻的全部意义，它不吸收有功功率，其大小体现了直流电压平均值随直流电流增大而减小的斜率。
等值换相电阻是一个网络参数，不随系统运行状态的改变而改变。
由于等值电阻的引入，换相角不显含在直流潮流公式中，换相效应完全由换相电阻与直流电流的乘积表征。
2014年国家电网高校毕业生招聘考试(第一批)电工类本科生--笔试真题
国家电网公司2014年高校毕业生招聘考试（第一批）电工类本科生（A卷）（总分：100分，考试时间：180分钟）一、专业单选题（共50小题，每题0.5分，合计25分）1、某-110kv线路的接地距离保护的，零序补偿系数由0.667被误整为2，将使保护范围（）（本题分数：0.5分）A、增大B、减小C不变D、不一定2、定时限过电流保护采用两相三组电器式接线，电流互感器变比为1200/5，动作电流二次额定值为10A，如线路上发生CA相短路，流过保护安装处的A相一次电流，C相一次电流均为1500A，如A相电流互感器极性反接时，则该保护将出现（）？（本题分数：0.5分）A、拒动B、误动C、返回D、保持原状3、一台容量为20MVA的115kv/10kv降压变压器高压侧一次额定电流为（）（本题分数：0.5分）A、100.4AB、171.9 AC、1.004AD、1.719A4、取基准容量为100MVA，110KV线路一次阻抗为40欧姆，如果采取近似计算法，其标幺值为（）（本题分数：0.5分）A、0.302 B0.330 C 5290 D 48405、取基准容量为100MVA，容量为20MVA的110kv/10kv降压变压器，其短路电压百分数为10.5%，如果采用近似计算法，其标幺值为（）（本题分数：0.5分）A 0.525B 0.021C 1.004 D1.7196、取基准容量为100MVA，一台600MW的发电机的功率因数为0.85，额定电压为11kv，次暂态电抗值为0.112，，如果采用近似计算法，其标幺值为（）（本题分数：0.5分）A 0.01587 B0.672 C0.01877 D0.79067、对于AB两相金属性短路边界条件与序量关系描述正确的是（）（本题分数：0.5分）A、A相电流与B相电流大小相等且方向相反，C相正序电流与C相负序电流大小相等且方向相反B、A相电流与B相电流大小相等且方向相反，A相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相反C、A相电流与B相电流大小相等且方向相同，A相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相同D、A相电流与A相电流大小相等且方向相同，C相正序电流与C相负序电流大小相等且方向相同8、三段式电流保护中（）（本题分数：0.5分）A、III段灵明性最好B、II段灵明性最好CI段灵明性最好D11段速动性最好9、以下不属于主保护的有（）（本题分数：0.5分）A、复合电压闭锁过电流保护B、纵联电流差动保护C、方向比较式纵联保护D、110kv距离保护I、II段10、以下不属于一台容量为20MVA的110KV降压变压器应配置的保护使（）（本题分数：0.5分）A、电流速段保护B、过负荷保护C、瓦斯保护D、纵差动保护11、距离保护的CA相阻抗继电器采用接线，其输入电压为CA相线电压（？），则其输入电流应为（）（本题分数：0.5分）A、A、C相电流之差ia-icB、A、相电流iaC、C相电流icD、C、A相电流之差i c-ia12、对于BC两相金属性短路边界条件与序量关系描述正确的是（）（本题分数：0.5分）A、B相电流与C相电流大小相等且方向相反，A相正序电流与A相负序电流大小相等且方向相反B、B相电流与C相电流大小相等且方向相反，B相正序电流与B相负序电流大小相等且方向相反C、B相电流与C相电流大小相等且方向相反，C相正序电流与C相负序电流大小相等且方向相反D、B相电流与C相电流大小相等且方向相同，C相正序电流与C相负序电流大小相等且方向相同13、如A相电流为3<0.A，B相电流为3<0.A，C相电流I B为3<0.A，则A相电流中的零序分量为（）（本题分数：0.5分）A、0<0.AB、3<0.AC、6<0.AD、6<0.A14、中性点直接接地系统中发生不对称短路时，故障处短路电流中（）（本题分数：0.5分）A 一定存在零序分量 B.一定不存在零序分量C、是否存在零序分量，应该根据不对称短路类型确定D、只有正序分量15、在中性点直接接地的电力系统中某点发生短路，如果正序电抗等于负序电抗且为零序电抗的一半，那么该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排除顺序是（）（本题分数：0.5分）A、两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路B、单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路C、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路D、两相短路、三相短路、两相短路接地、单相接地短路、16、中性点不接地系统中，同一点发生两相短路和两相短路接地两种故障情况下，故障相电流的大小关系为（）（本题分数：0.5分）A、相等B、两相短路时的电流大于两相短路接地时的电流C、两相短路接地时的电流大于两相短路时的电流D、不确定17、以下不属于电力系统无备用结线方式的有（）（本题分数：0.5分）A、双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络B、双回路放射式、干线式及单回路链式网络C、两端供电网络和单回路链式网络D、单回放射式、干线式和链式网络18、关于变压器，下述说法中错误的是（）（本题分数：0.5分）A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需要B、变压器不仅可以对电压大小进行变化，也可以对功率大小进行变化C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相D、对降压变压器来讲，其副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍19、架空输电线路全换位可（）（本题分数：0.5分）A、使三相线路的电阻参数相等B、使三相线路的电抗和电纳参数相等C、减小线路电抗D、减小线路电阻20、电力系统计算机潮流计算中，关于节点类型正确的说法是（）（本题分数：0.5分）A、发电机节点一定是PV节点或平衡节点，负荷节点一定是PQ节点B、PV节点即已知节点无功率和电压相角求有功功率和电压幅值C、发电机节点一般是PV节点或平衡节点，但特殊情况下也可转换为PQ节点，不管是否有无功电源，负荷节点任何情况下不能选为PV节点。
第3章 电力系统的潮流计算
= =
P′2 + Q′2 V12
P′2 + Q′2 V12
R X
(2) 并联支路功率损耗 ΔSB
ΔS B1
=
−
jΔQB1
=
−
j
1 2
BV12
ΔS B2
=
− jΔQB2
=
−j
1 2
BV22
2
(3) 功率关系 S ′′ = S2 + ΔS B2 S ′ = S ′′ + ΔSL S1 = S ′ + ΔS B1 = S2 + ΔS B1 + ΔS B2 + ΔS L
●
●
110kV
●
●
3地区变电所
10kV
●
●
4终端变电所
110kV ● ● ● 220kV
2中间变电所
●
●
35kV
●
水电厂
电气接线图
火电厂
3.1 网络元件的电压降落和功率损耗
3.1.1 网络元件的电压降落 1. 电压降落的概念:
元件首末两端电压的相量差。
由图可知电压降落: dV = V1 − V2 = (R + jX )I
开就得到两个实数方程，n个节点共2 n个方程每个方
程包含4个变量： Pi、 Qi、Vi、δi，全系统共4 n个变
量。
4
所以，每个节点必须给定2个变量，留下两个待求 变量，根据电力系统的实际运行条件，按给定变量的 不同，一般将节点分为以下三类：
PQ节点、PV节点、平衡节点 (1)PQ节点
这类节点的P和Q给定，节点电压(Vδ)是待求 量一般包括：负荷节点、联络节点、固定出力的发 电机(厂)节点，
4-3交直流混联系统的潮流
换流器的功能是把三相交流电变换成直流电或直流电变换成三相交流 电，前者称为整流，后者称为逆变。相应的换流设备称为整流器和逆 变器。换流器中最基本的元件是阀元件，现代高压直流输电系统所用 的阀元件为普通晶闸管。为了满足所需的电压和电流需要，用于直流 输电的换流器可由一个或多个换流桥串并联组成，换流桥为三相桥式 换流电路，有6个桥臂，桥臂由阀元件组成。
电力系统发生紧急功率缺口时应对更灵活快捷。
电力系统暂态过程中，当快速大幅度调整输送功率时，交流系统 的原动机并不立即承担全部功率增量，只是系统频率发生相应变 化。系统1频率下降，系统2频率升高，相当于先将系统1中所有转 动设备的动能转化为电能传输给了系统2，系统1的频率可以在随 后增加原动机出力后逐渐恢复。
4-3 交直流混联系统的潮流计算方法
计算方法：
1. 统一迭代法（联合求解法） 以极坐标形式下的牛顿法 为基础，将交流节点电压的幅值和相角与直流系统中的 直流电压、直流电流、换流器变比、换流器的功率因素 及换流器控制角统一进行迭代求解。 交替迭代法 在迭代过程中，将交流系统方程和直流系 统方程分别进行求解。在求解交流系统方程时，将直流 系统用接在相应节点上的已知其有功和无功功率的负荷 来等值。而在求解直流系统方程时，将交流系统模拟成 加在换流器交流母线上的一个恒定电压。
交、直流系统输电功率相 同的情况下，直流输电达到 一定距离时，建设换流站多 花费的投资恰好被直流输电 线路节省的投资完全补偿， 则称这个距离为交、直输电 的等值距离。随着电力电子 技术的进步，直流输电技术 的关键元件换流阀的耐压值 和过流量大大提高，造价大 幅下降，直流输电经济性优 势日益显著。
潮流计算
Sb SG STc S0c jQB 2 jQB3
1 b Tb 2 c Tc 3
A
d Td
SLDb
G
SG
SL D d
14
二、两级电压的开式电力网计算 计算方法一：包含理想变压器，计算时，经过理 想变压器功率保持不变，两侧电压之比等于实际 变比k。 T b d c L-1 L-2 SLD A
V1 arctg V1 V1
4
网络元件的功率损耗
功率损耗包括：电阻和等值电抗上的损耗 对地等值导纳上产生的损耗
V1S1 , I1 S ' I
jQB1
B j 2
R jX
S '', I S 2 , I 2 V2
jQB 2
B j 2
线路
VS1 , I1
线路
S0 (GT jBT )V 2
I0% S0 P0 jQ0 P0 j SN 100
开式网络的电压和功率分布计算
一、已知供电点电压和负荷点功率时的计算方法 已知末端的功率和电压：从末端开始依次计算出 电压降落和功率损耗。 已知电源点的电压和负荷的功率：采取近似的方 法通过叠代计算求得满足一定精度的结果
X2 k2 X2
T
A
A
B2 B2 / k 2 d c L-2 SLD
R'2+ j X'2 j B'2/2
16
R1+ jX1
j B1/2 j B1/2
b ΔS0
Z'T
c' j B'2/2
d'
SLD
二、两级电压的开式电力网计算 计算方法三：用π型等值电路代表变压器