清华大学高网试题.docx

1、清华大学高网试题2007.7.2问答题 4*7=281、稀疏矩阵技术的关键2、稀疏矢量技术的要点，分前代回代分别说明3、最优潮流和常规潮流的异同4、简述因子表局部分解法的原理5、N-R法和快速分解法的优缺点比较6 丫形接法通过xg接地，当通过正序电流时，xg上电压是多少。正序电抗7、物理系统中三相电压和三相电流是否有耦合，如何理解？二、 分析计算题（ 6*3=18 ）1、 分析潮流计算中，如果v-theta节点的P越限，如何处理？ Q越限，又如何 处理？2、 联络线功率需要调整 deltPl 时。如果通过将一台发电机增出力 deltP, 另一 台发电机减出力 deltP 来实现，求 deltP

2、 应该是多少 ?3、 证明动态潮流方程中， v-theta 节点的有功平衡方程自动满足。三、 计算题（ 18*3=54 ）1、 两母线系统（节点 1、 2均通过电容支路节点， 1、 2 间有一电抗支路，没有 耦合）（1）求包含地节点的 丫和不含地节点的 丫0，以及相应的 Z0（ 2）用支路追加法形成 Z（3）给点节点 1、 2注入电流1 -1 ，求节点电压2、 给定系统导纳矩阵。要求进行图上因子分解，并指出道路数3、 给定 3 母线系统。节点 3 为参考节点。（1） 求解直流潮流，（2） 求节点 1 对 3 的戴维南等值参数（3） 求端口 1、 2 的戴维南等值参数（4） 用补偿法求解有一条支

3、路开端后的直流潮流 小结：感觉张老师考的公式不多， 不需要记那些很复杂的公式。 但对概念要求理 解得很清楚。最基本的两个就可以了： 1、矩阵求逆辅助定理 2 、补偿法（实际 上也是由 1 推来的）另外，考试的时候不要着急， 2 个小时做不完是很正常的事， 张老师一般会延长半个小时甚至更长，呵呵2003年 1月高等电力网络分析试题 一共三个大题，第一大题问答题， 12问，每问 5 分，共 60分 后两个大题为计 算题，每题 20 分1.电力网络的概念？包含那两个内容？2.节点对的自阻抗和互阻抗定义？3.稀疏矩阵技术的要点？4.稀疏矢量法的要点？5.分块计算的要点？6.潮流方程有几个方程？几个待求

4、变量？7.优化潮流和常规潮流的区别？8.012 变换9.短路电流计算思路10.Y 接通过 xg 接地，问为什么 x0=3*xg11.Y 形接法通过 xg 接地，当通过正序电流时， xg 上电压是多少，流过的正序 电流是多少从而得出 xg 上的正序阻抗是多少12.假设跟节点 i 相连三条之路 (i,j)(i,k)(i,l) 问当发生三相接地故障时，如 果只计算 i 点电流， 在阻抗矩阵中， 需要计算那些量， 如果还要求三条线路上的 电流呢？当发生单项接地故障，重新回答上面的问题1.写 Y0， Y，Z2.支路追加法求乙没有耦合3.已知 I ，由 Z 求 U三、赋权有向因子图进行因子分解， 并探索辐

5、射状电网直接由网络拓扑写出因子 分解图的方法，然后用此方法对另一网络进行编号 总结：计算量比往年小了很多，我大约提前了 40 分钟做完，但是前面问答题好 多没有 复习到，只能傻眼了， 555张伯明老师很注重考基本概念的， 历年都是如此， 所以 以 后ddmmfil复习的时候要多背书.电研2班高等电力网络分析期末考试试题一、如图所示两母线电力系统，支路电抗如图所示。（1） 形成包括地节点的不定节点导纳矩阵 丫0，再形成以地为参考节点的节点导 纳矩阵丫，最后求以地为参考点的节点阻抗矩阵 Z。（2） 用支路追加法形成节点阻抗矩阵 Z o（3） 当节点注入电流为1,节点流出电流是1时，求节点和的电压。

6、j5j-100 j-100、对于如下对称的节点导纳矩阵 A:2-1-13-1-1-12-1-1-14画出其赋权有向导纳图，并进行图上因子分解得赋权有向因子图，写出 A的因子表：A = LDU最后确定其道路树。三、如图所示的三母线电力系统，其中节点是 VB母线，分直角坐标和极坐标 两种情况说明哪些是待求的状态变量， 有几个什么样的潮流方程（不必写出具体1）节点和都是PQ母线；）节点是PQ母线，节点是PV母线;3）节点都是PV母线。四、如图所示三母线电力系统，支路电抗和节点注入有功示于图上。1） 用直流潮流求各支路上的有功潮流；2） 节点之间追加一条电抗同样为 1的输电线时，用补偿法重新计算各 支

7、路上的有功潮流。0.5五、发电机的运行极限图如下。试说明:发电杠的送行极阻團1其运行极限受到那些因素的制约？2、 图中孤线1和2是如何画出来的？说明什么？3、 图中由线段AB、BD、DG组成的允许运行区域，线段 AB、BD、DG各 说明什么？六、在潮流计算中，试提出一种方法使某指定的负荷节点电压维持在给定值。 假定发电机无功可调。电研3班高等电力网络分析考试题(1)(30%)如图所示两母线电力系统，支路(1 , 2)是变压器支路，非标准变比为 0.95 ,在节点侧。各支路导纳如图 1所示。节点和的注入电流也标在图上：(1)形成包括地节点在内的不定节点导纳矩阵 Yo,再形成以地为参考点的节点定导

8、纳矩阵Y。最后求以地为参考点的节点阻抗矩阵 Z。(2 )用支路追加法形成以地为参考节点的节点阻抗矩阵 乙(3 )求节点和的电压。(2)(20%)对如图2所示的电力系统网络图：(1 )用Tinney-2方法进行节点优化编号；(2 )对所得编号画出有向因子图；(3 )画出该有向因子图的道路树；(4)画出图中节点集(a,b,c )的道路集；(5) 若稀疏独立矢量只在点 a,b,c上的点位是非零，在有向因子图上描述前代过程进行的 顺序；(6) 若稀疏解矢量只在点 a,b,c的元素是待求的，在有向因子图上描述回代过程进行的顺 序。(3)(20%)如图3所示的两母线电力系统， 图上给出支路阻抗， 还给出了

9、节点注入电流。(1)形成以地为参考点的节点阻抗矩阵，并求出节点电压；(2)以节点和地为端口，画出戴维南等值电路并计算出戴维南等值参数；(3)求点发生三相金属接地短路时的短路电流；(4)支路(1, 2)开断一回线，用戴维南等值参数修正算法计算开断后网络的戴维南等值 参数；(5)在(4)的条件下，计算点发生三相金属短路时的短路电流。j0.4（四）（20%）某变电站如图4所示。非线性负荷，注入网络的谐波电流如下：I 3=20A; 15=30A; l7=10A, 10KV母线上并联改善功率因数的电容器 10KVA（三相），10KV母线的短路容量为：500MVA求：（1）10KV母线上的电压总畸变率为多

10、少？（2 ）若并联电容回路中串联 4%的小电抗，贝U 10KV母线上的电压总畸变率为多少?（五） （10%）已知图5电力系统网络的节点导纳矩阵 Y或节点阻抗矩阵Z。在网络中的节点和节点上各接一台同步发电机， 发电机内电抗分别是 X和X2,内电势分别是E1和E2 ,发电机内节点分别是i和j。试计算从节点i和j向电力系统网络看进去的 2 X 2阶节点收 缩（等值）导纳矩阵。只叙述思路即可。研究生试题（高等电力网络分析） 佃95117题目：（二）对如图所示的5节点电力网络，图上给出了支路导纳。选节点 为根节点（电压给定节点）， 写出节点导纳矩阵，画出赋权有向导纳图；（2） 然后进行图上因子分解，得到

11、赋权有向因子图；（3） 分析对此树支形辐射网，进行图上因子分解后的赋权有向因子图的拓扑 结构和边权有何特点。是否可以直接通过电力网络图直接写出赋权有向因子图；（4） 为有上述特点，辐射状电网的节点编号应满足什么条件；（5） 对图示的电网，请给出一个节点编号，使之能直接写出赋权有向因子图（四）电力系统中发电机节点的电压幅值保持不变 （PV节点）。当系统中某一 负荷节点的无功增加时，发电机节点的无功出力也将增加。试推导负荷节点无功 增量引起发电机节点无功增量的灵敏度公式，即- ：Qg Sg：Qd，求Sgd。分P、Q解耦（只考虑Qd引起节点电压幅值的变化）和不解耦（考虑-Qd引起节点电 压幅值和相角

12、同时变化）两种情况讨论。（五）电力网络如附图所示。各元件阻抗参数（标么值）注明于图上。节点的 电压V! =1.0 0，当负荷（开关K）退出和投入时，为了要维持节点的电压幅值V2在1.0_0.05p.u.范围内，求SVS所需提供的无功功率的范围（p.u值）。j0.05一、问答题：（1 ）有5个节点的电力系统，在潮流计算中取 1个节点是平衡节点，取 2个节点是PV节点，其余是PQ节点。试论述潮流计算中有几个什么样的潮流方程，有几个什么样的待求状 态变量，分别按极坐标和直角坐标两种情况讨论。（2） 论述电力系统网络中节点对（i,j）之间的自阻抗，以及节点对（i,j）和节点对（p,q） 之间的互阻抗的

13、物理意义。（3） 试述最优潮流和常规潮流之间的异同点。（4） 假定电力网络中所有负荷节点 （PQ节点）的注入功率不变，试推导发电机节点电压和发电机节点无功出力之间的灵敏度关系， 即求式 Ug= SA Qg中的灵敏度矩阵S,用快速分解法的潮流方程模型推导。、如图1所示的三节点电力系统,j0.05四、如图3所示的两个电源的电力系统， 输电线两回之间零序有互感， 每回自感抗和两回之 间互感抗已在图中给出， 发电机和变压器的正序、 负序电抗也在图中给出， 试求节点发生 单相（a相）接地故障时的短路电流，用简化算法（即忽略故障前负荷电流）来计算。线路每回xl1 =Xl2 =0.3 , xlo =0.9，

14、两回之间互感 Xmo =0.6五、输电线（i,j ）的电抗是x=1.0，输电线传输功率是 Pij，求最大传输功率 Pmax。当输电线中点k处加无功补偿，接入电容器的电抗是 Xc=-1.0，求此时的最大传输功率。电研7班期末考试题与解答一、如图所示的三节点电力系统，各条支路的电抗值和变压器支路的非标准变比标么值都在图上标出。试写出该电力系统的节点导纳矩阵，然后利用支路追加法形成节点阻抗矩阵。PQ节点，节点、对如图所示的三节点电力系统，图上标出三条支路的阻抗值，节点为是PV节点，节点是平衡节点，其中P；p =1，Q；p =-0.5，P=0.5 , V；p =1.05 , V；p =1，03P =

15、0。用快速分解法计算潮流时，试问:(1 )写出有功潮流方程和无功潮流方程的表达式，不必计算具体数值;(2)计算出B和B；(3 )写出有功迭代方程和无功迭代方程的表达式，并说明迭代过程。三、对如图所示的三节点电力系统， 各支路电抗和各节点注入的有功功率在图上标出。 选节点为相角参考点(1 )用直流潮流法计算各支路的有功潮流分布；(2)求节点和参考节点组成的端口的戴维南等值参数；(3)求节点对、之间的组成的端口的戴维南等值参数；(4)用补偿法求j2支路开断后各支路的有功潮流分布。(5)用WARD法进行外网等值，消去外网节点得等值后电网的节点导纳矩阵为:丫 丫Y=Tbb ，bi试写出等值后电网的节点

16、阻抗矩阵，并写出 Y 的因子表矩阵。Yib Yii五、电力系统可分为三个区域，分别为 A、B、C,三个区域之间通过联络线交换功率，分别为Pab , Pac , Pbc。如果想把区域之间的交换功率分别控制在 pSP , PAC, pBSP,试给出一种潮流控制方案，即给出一种发电机调节方案。假定各区域中的负荷在发电机调节中不变，假定联络线的有功损耗忽略不计，调整前各区域的发电机总有功分别为 Pga , Pgb , Pgc，负何分别为Pda , PDB , PDC 5次、7次和11次谐波电流分别解答：六、某变电站的结构如图，负荷为非线性负荷，它产生的是30A , 21A和13A。变电六母线的短路容量

17、为 500MVA。试问（1）变电站无并电容补偿 时，则其母线的电压畸变率是多少。（2） 接入15MVA并联电容补偿（Xc）而回路中无串联小电抗（XL）时，母线的电压的畸 变率是多少？（3） 接入15MVA并联电容补偿（Xc）而回路中有4%的串联小电抗（Xl = 4%X时，母 线电压的畸变率是多少？（4） 讨论并联电容及其串联小电抗对谐波引起的电压畸变的影响。（其值为 Sb= 100MVA , Ub= 115KV ）电研8五、某变电站的结 和变压器的容量，参数和接线如左图所示。负荷为非线性负荷，它产生的 3次5次7次谐波电波分别为 26A, 31.2A , 13A。变电站高压母线的短路容量为 7

18、00MVA(基值为Sb=100MVA Ub=115KV)400MVAuk%=12%115KVxi负荷xc试问:(1) 变电站无并联电容补偿时，则变电站低压母线 A的电压总畸变率是多少？(2)接入25MVA并联电容补偿(Xc)而回路中无串联小电抗(Xl)时，A母线的电压总 畸变率为多少？(3)接入25MVA并联电容补偿 Xc,而回路中有4%的串联小电抗(Xl = 4%Xc)时，A母 线的电压总畸变率为多少？(4) 如(3),但并联补偿电容回路的接线， Y接线中点不接地，则 A母线的电压总畸变率 为多少？(5)就上面的结果，讨论并联电容，及其串联小电抗和接线方式对谐波引起的电压畸变的 影响。KV

19、SB KASb=100MVA Ub=115 , lB= 0.5v3U bI； =0.06 I； =0.0 4 2 I* 0.0 2 6u5 u2 - U：电压总畸变率为U th ； 7U1U* =1.0无并联电容时：U； =1； X；n Xs1为系统基波阻抗Xsn二nXg Xsn为系统的n次谐波阻抗*1 * WkXsi 匸 Wk - Wk为母线矩阵容量Wk Sb有并联中容时 U； =ln X*n xC1 I =1 =6.666Qc 15*X snX ( -X cn X Ln )X n - , Xl =4%Xd =0.2666Xsn-Xcn XLn计算结果一、 Wk =500MVAX；1 -0.

20、2 Xs5 -1.0 Xs7 -1.4 Xsn =2.2U5 =0.06 U 7 =0.059 U11 =0.057Uth=0.1二、 Wk =500MVA Xs1 =0.2 Xs5 =1.0 X s7 =1.4 Xs11 =2.2有 15MVA 并联电容 XC1 =6.67 XC5 二1.334 XC7 二一0.95 XC11 二0.606Qc=0.15XsnXcn +3.92 -2.96 -0.84U5 =0.235 U 7 =0.124 U 11 =0.021Uth=0.26三、 Wk =500MVA Xs1 =0.2 Xs5=1.0 X s7 =1.4 Xs11=2.2有 15MVA

21、并联电容 XC1 =6.67 XC5 = -1.334 X C7 = -0.95 XC11 = -0.606有 4%串联的电抗 XL =0.2 6 7 XL5 =1.3 3 4 X L7 =1.87 XL11=2.937Xsn(Xcn X ) 0 +0.556 +1.13U5 U5=0 U7=0.023 U11=0.029 Uth=0.037四、 并联电容 将增大时变率，题中恰是接近5次谐波并联谐振点 Uth从0.1增大到0.26并联电容回路中串小电抗，可使并联支路在高次谐波下转化为电抗支路从而减小畸变率，4%小电抗恰是5次谐波滤波器，从而 U5=0，使Uth减小到0.037 。研究生试题（高

22、等电力网络分析） 佃95117题目：（二）对如图所示的5节点电力网络，图上给出了支路导纳。选节点 为根节点（电压给定节点），（6） 写出节点导纳矩阵，画出赋权有向导纳图；（7） 然后进行图上因子分解，得到赋权有向因子图；（8） 分析对此树支形辐射网，进行图上因子分解后的赋权有向因子图的拓扑 结构和边权有何特点。是否可以直接通过电力网络图直接写出赋权有向因子图；（9） 为有上述特点，辐射状电网的节点编号应满足什么条件；（10） 对图？的电网，请给出一个节点编号，使之能直接写出赋权有向因子图（四）电力系统中发电机节点的电压幅值保持不变 （PV节点）。当系统中某一 负荷节点的无功增加时，发电机节点的无功出力也将增加。试推导负荷节点无功 增量引起发电机节点无功增量的灵敏度公式，即- ：Qg -SgdPd，求Sgd。分P、Q解耦（只考虑Qd引起节点电压幅值的变化）和不解耦（考虑 Qd引起节点电 压幅值和相角同时变化）两种情况讨论。（五）电力网络如附图所示。各元件阻抗参数（标么值）注明于图上。节点的 电压V1.0 0，当负荷（开关K）退出和投入时，为了要维持节点的电压幅值V2在1.0_0.05p.u.范围内，求SVS所需提供的无功功率的范围（p.u值）