电力系统稳态分析复习docWord格式文档下载.docx

资源描述

电力系统稳态分析复习docWord格式文档下载.docx

《电力系统稳态分析复习docWord格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统稳态分析复习docWord格式文档下载.docx（39页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电力系统稳态分析复习docWord格式文档下载.docx

4、电力系统接线如下图所示，试求:

（1）发电机及各变压器高低侧的额定电压;

T3工作于-5%抽头，求这些

（2）设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头,

变压器的实际变比。

解：

（l）UGN=10.5kV,Ti:

10.5/121kVT2：

l10/38.5kVT3：

35/llkV

121（12.5%）

11.81

10.5

110

（2）T2:

T3:

——2.86

38.5

35（15%）3.02

第二章电力系统各元件的特性和数学模型

1、复功率：

SU笃S（cos+jsin）PjQ

2、负荷以超前的功率因数运行时吸收容性无功功率（发出感性无功）。

3、决定发电机组运行极限的因素:

其他约束。

当发电机以超前功率因数运行（进相运行）。

层仅有6股，起支撑作用。

采用分裂导线町减小电晕损耗和线路电抗，但会增加线路电容。

10、标么值是指有名值和基准值的比值。

11、采用标么制计算时，只需要选择两个电气量的基准值，其它基准值可根据它们

之间的关系导出，通常选择的基准值是功率和电压。

12、对多电压等级的电网进行计算时，要作电压等级的归算。

13、年最大负荷曲线亦称有功功率年负荷曲线，即表示一年内每月最大有功功率负

荷变化的曲线。

常用于制订发电设备的检修计划。

1、当功率为SPjQ时（功率因数角为）,取基准功率为Sn,则无功功率的标么值为Q/S0

2、简单电力系统如图所示，试作出该系统以标么值表示的等值电路（不计电阻、

导纳），取Sb=100MVA,UB=Uavo

各设备的参数如下:

解:

XR:

UXR6kV,IXR1.5kA,Xr%8

等值电路为:

—AAA.

4655

jO.369

j0.6404

3、根据凸极式发电机的向量图（图2・3或图2-7a）,求证图2・7（b）

由图2・3可知•图2・7（b）中・OB=kd

NdqNd而

（U/x）,OD=Ix（U/x）,

与，

mOB00D

相似，故有mO/00■

=x/x,

所以,

mO=OO

/X）

mO=mO-00=OO

而00细d代人上式，得

=U/x,

■1）

*2n

qdi止毕

mO=U（1/x-1/X）

卜、

Z-..,r

n■■

■

•I

-I-G

rt・

弟二早

简单电力网络的计算和分析

1、线路功率分布的计算:

（1）阻抗支路的功率损耗

P2Q2

2：

（2）导纳支路的功率损耗

S%_GU2

（RjX）

2、

有功功率流过电抗时,功率损耗。

会产生无功损耗;

3、

PXQR

线路的电压降落是指线路始末两端电压的

PRCX・

末两端电压的数量差。

2（RjX）

Bu2

无功功率通过线路电阻时会产生有功

向量差；

线路的电压损耗是指线路始

对线路补充大量

1BU2，与之对应的

RTT

X，此时末端电

5、线路空载的情况下线路末端的电压会高于始端的电压。

因为线路与大地之间存在对地电容，线路越长，电容越大,

无功。

当线路空载时，线路末端电纳中的容性功率，功率值为

电流为_BU。

该电流在线路流动时产生的电压降落

压高于始端电压。

6、

有功功率损耗最小时的功率分布按线段的

电阻分布。

阻抗分布。

在两端供电网的最初功率分布中，由两个供电点的电压差引起的功率称为

循环

环网潮流的自然分布是按线路的阻抗分布。

1、已知一双绕组变压器的容量为31500kVA,额定电压为

121/lO.5kV,Pk=2OkW,Uk%=lO.5,Po=lOkWJo%=O.5。

若变压器二次侧的功率为5+jlOMVA,试求其一次侧的输入功率。

变压器归算到高压侧

Rt0.295

1000SM100031.5^

Uk%UM10.51212

Xt4&

100Sn10031.5

Gt——欣W一6.83107S

1000uM10001212

Bt40-^-S^_34-^1.07610S

100Un^1001212

由题冃可知，该变压器为升压变压器，其等值电路如下:

0.295+j4&

StO《St121/10.5kV

2、计算闭式网络的初步功率时（A）

3、为什么电力系统选择高压输电?

（p2Q2）

答：

由S（RjX）可知，若输送的功率相同，米用咼汗.输电可降低网损,

提高运行的经济性；

另外，由U（PRQX）/U知，输送的功率相等时，采

用高电压输电可以减少电压损耗，改善电压质量。

4、输电系统如题图2所示。

已知：

每台变压器Sn=100MVA,aPo=450kW,△

Qo=3500kvar,APs=1000kW,Vs=12.5%,工作在・5%的分接头；

每回线路长250km,n=0.08/km,xi=0.4/km,bi=2.8X10S/km；

负荷Pld=15OMW,cos=0.85。

线路首端电压VA=245kV,试分别计算:

输电线路，变压器以及输电系统的电压降落和电压损耗;

输电线路首端功率和输电效率;

图2简单输电系统

线路首端A,末端B以及变压器低压侧C的电压偏移。

I3sV

答:

1）作出等值电路图，并计算相应的参数（归算到

SaLZt

SaZBSb

卜jF

Syt

负荷:

Sld

220kV侧）

►

（0.08

一（n

jxi）1

—

jO.4）

25010

j50

106

7104

B2-

bil

2.8

250

1Ps

UrN

1000

22（）2

10（）2

2.42（

）

21000

1Us%

U/n

12.5

30.25（

2100

100

等值电路

输电线路（双回）

变压器（两台）：

Pldtg（arccos（cos

150

tg（arccos（0.85））92.96MVA

PldJQld150

j92・96MVA

2）假设Ua=Ub=Uc=220kV,计算网络的功率分布s

220

Pld?

Ql；

15（）292.96^

——（RtJXt）2——（2.42j30.25）

1.56jl9.46MVA

SzL

PjQb2

（RlJXl）

6.31

捋嗣）0.9j7MVA

152.46285.542

（10j50）

j31.57MVA

B/2

uB?

71（）4

33.88Mvar

输电系统首端的功率为:

Sa3

150j92.961.56

158.77j83.23MVA

jl9.460.9j72j33.886.31j31.57

亠P

输电效率为：

上100%m100%94.48%

Pl158.77

3）用求出的功率分布和已知的首端电压计算网络的电压分布

SaSaQb/2158.77

j83.23

j33.88158.77jll7.llMVA

PaRlQaXl

15"

1°

115。

30.38kV

PaXLQaRl

245

50"

111027.62kV

V（UaUl）2（Ul）2

V（24130.38）227.622216.39kV

输电线路的电压降落为：

30.38j27.62kV

输电线路的电压损耗为：

100%24521639100%13.0%

SbSldSzt150j92.96（1.56

151.56jii2.42MVA

PbRtQbXt

151.562.42

PbXtQbRt

jl9.46）

1124230.25

17.41kV

216.39

151.5630.25112.422.42

19.93kV

uc（uBi

TTUcuc—

kO.95

UT）2（UT）2J（216.3917.41）2卩932j9993kV

199.98

10.53kV

220/11

变压器的电压降落为:

Ut17.41jl9.93kV

变压器的电压损耗为:

3100%216.39199.98100%7.46%

UN220

输电系统的电压降落

为:

UUlUt

30.38j27.6217.41jl9.9347.79j47.55kV

输电系统的电压损耗

UaUc

245199.98

100%—100%20.46%

A、B、C的电压偏移分别为:

UaUn

245220

UbUn

100%

U「Un

216.39220100%

1U.33lU

第四章

164%

5.3%

复杂电力系统潮流的计算机算法

1、电力系统潮流是指在某一时间断面下，电力系统中节点电压和支路功率的稳态分

布。

电力系统的潮流分布是用各节点的电压和线路功率（或电流）来表示。

自导纳等于该节点直接连接的所有支路导纳的总和.互导纳等于连接节点i,j支

路导纳的负值。

1）对称性；

2）强对角性；

3）高度稀疏。

电网的节点越多，稀疏程度越高。

6、潮流计算常用的算法有：

高斯-赛德尔迭代法、牛顿■拉夫逊法和P・Q分解法。

（1）高斯■赛德尔迭代法：

对初值不敏感，收敛性较好。

但为一阶收敛，迭代次

数较多。

（2）牛顿■拉夫逊法：

具有平方收敛性，对初值的选择要求较高，需接近准确解,

否则可能不收敛，迭代很快，但稳定性不高。

（3）P-Q分解法：

由混合坐标形式的牛顿-拉夫逊法改进而来。

与牛顿-拉夫逊

法相比，其具有如下特点:

以一个阶和一个m・l阶系数矩阵B和B代替原有的n+m-2阶系数矩阵J,

提高了计算速度，降低了对存储容量的要求；

以迭代过程中保持不变的系数矩阵替代起变化的系数矩阵J,能加快计算速度；

以对称的常数系数矩阵代替不对称的系数矩

llOkV及

阵J,使求逆的运算量和所需的存储容量均大为减少；

具有线性收敛特性，与牛顿拉夫逊法相比，当收敛到同样的精度时，需要迭代的次数较多；

只适用于

算不收敛的情况。

束条件UiminWUiWUiinax是由电压质SE决定的。

8、在计算机潮流计算的三类节点（PQ、PV、平衡节点）中，数量最多的一类是PQ

节点。

PQ节点的给定量为注入功率Pi、Qi,待求量是节点电压大小Ui和相位角6i；

节点的给定量为注入有功功率Pi和节点电压大小U.，待求量是注入无功功

率Q和相位角5i；

平衡节点的给定量为该节点电压大小Us和相位角6S,待求量为该节点的注入

功率Ps、Qso平衡节点是电压参考点，它的另一个角色是相角参考点

9、当可调无功功率电源已经达到上限或者下限时，PV节点将转化为PQ节点。

12、

13、

用牛顿■拉夫逊法进行潮流计算，修正方程求解的是节点电压修正量0

n个节点的电力系统，其中平衡节点1个，PQ节点（m・l）个，PV节点个。

（1）用直角坐标表示的牛顿法的修正方程的维数（J矩阵的阶数）是（2n-2）;

（2）用极坐标表示的牛顿法的修正方程的维数是2n-2-（n-m）=n-2+mo

（3）用混合坐标表示的牛顿法的修正方程的维数是n-2+mo

14、P・Q分解法：

由混合坐标形式的牛顿■拉夫逊法改进而来。

与牛顿■拉夫逊法相比,其具有如下特点：

（1）以一个n-1阶系数矩阵B和一个mJ阶系数矩阵B代替原有的n+m・2阶系

数矩阵J；

（2）系数矩阵为对称的常数矩阵;

（3）系数矩阵在迭代过程中保持不变;

（4）与牛顿-拉夫逊法相比，迭代一次所需的时间较短，当收敛到同样的精度时，需要迭代的次数较多。

总的计算速度仍快于牛顿-拉夫逊法。

1、1000节点的电力系统，其中平衡节点1个，PV节点150个，用极坐标表示的

牛顿法的修正方程的维数是1848；

用直角坐标表示的牛顿法的修正方程的维数

是1998o

2、电力系统有400个节点，其中平衡节点1个，PV节点80个，用混合坐标表示

的牛顿法求解潮流时，其修正方程有718阶。

关于节点导纳矩阵Y,以下说法错误的是（B）0

A是复数方阵

B一定存在与其对应的阻抗矩阵

C是稀疏阵

D既包含元件特性约束，又包含网络拓扑约束

对于存在R2X的电力网络，是否可以采用P-Q分解法进行潮流计算？

为什么?

一般不行。

因为在P・Q分解法中，简化的依据是R<

X,从而By>

Gij,以致Bijcosij>

Gijsiny,则可将Gysiny略去。

若存在R鼻X的情况，则不满

足简化条件，将导致潮流不收敛。

P-Q分解法是由什么方法改进发展而来的？

它进行了哪几方面的改进？

简化的条

件是什么？

修正方程是什么？

（1）P—Q分解法是在混合坐标形式N—R迭代法基础上的改进形式，该方法

利用电力系统的一些特有的运行特性，对牛顿-拉夫逊法进行简化。

1）考虑到电力系统中有功功率分布主要受节点电压相角的影响，无功功率分布主

要受节点电压幅值的影响，所以忽略了电压幅值变化对有功功率的影响以及电

压相位变化对无功功率分布的影响，即认为雅克比矩阵中:

△P=H^5'

△Q=LLPAU

2）电力系统正常运行时线路两端的电压相位角一般变化不大（不超过

10~20°

）；

3）架空线路的电抗远大于电阻;

4）节点无功功率相应的导纳Q/L?

远小于该节点的自导纳的虚部。

（2）修正方程

P/UBU

Q/UBU

6、网络结构如下图所示。

各参数单位均为S,求：

（1）网络的导纳矩阵；

（2）如果

2・3支路的导纳由j5变为jlO,导纳矩阵如何修改?

-jl3

（1）变压器兀型等值电路参数为

（1k）YT

（11.1）j3

Xl_J3k1.1（k1）Yt

j0.2479

j2.7273

（1.11）j3

j0.2727

等值电路如下:

j2・7273

-1^^-

iO-2479

j02727

②

-o

（2）网络的节点导纳矩阵为

jl4,4794

Yj2.7273

（3）修改后的节点导纳矩阵

jl4.4794

7、网络结构如下图所示。

各参数单位均为

S,求网络的导纳矩阵。

（10分）

j20|p

（1）变压器皿

型等值电路参数为

jl5

k）YT

（k1）Yt

（1

jl3.6364

（11.1）jl5

1.12

（1.11）jl5

jL2397

j1.3636

J13.6364

——CZZk-

-jl.2397

ji.3636

V戸

j32.3967

j13.6364

8、写出用牛顿■拉夫逊法求解潮流的计算步骤。

a、形成节点导纳矩阵;

C、

d、

将各节点电压的初值代入极坐标下的潮流方程中，求修正方程式中的不平衡量

Pi（°

）、Qi（°

）、U卩2

将各节点电压的初值代入，求解雅克比矩阵中的H、N、J、L,形成J矩阵;

解修正方程式，求各节点电压的变化量;

f、计算各节点电压的新值

（1）（0）（0）

UiUiUi,i=ii

g、运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次的迭代;

h、计算平衡节点的功率和线路功率。

在

第五章电力系统的有功功率和频率调整

1、电力系统的有功功率和频率调整大体上可分为一次、二次、三次调整。

所谓一次

调整指由发电机的调速器进行的频率调整，二次调整指由发电机的调频器进

行的频率调整，三次调整其实是指按最优化准则分配发电负荷。

电力系统频率的一次调整是有差调整，频率的二次调频可实现无差调整。

电力系统按存在形式可分为冷备用和热备用。

按备用容量的用途可分为负荷备用、

事故备用、检修备用和国民经济备用。

编制预计负荷曲线时，网络损耗和厂用电是两个重要指标。

5、在丰水季节，一般宜选用中温中压火电厂为调频厂；

在枯水季节，一般宜选用水

电厂为调频厂。

有功负荷在运行的火电机组间最优分配的原则是等微增率准则。

电力系统的频率主要与有功功率有关，电压主要与无功功率有关。

负荷波动是频率偏差的根本原因。

发电机的单位调节功率：

发电机组原动机或电源频率特性的斜率。

其标志着随频

率的升降发电机组发出功率减少或增加的多寡。

Mw/Hz

Kg*

PgfN

1/f/PGNGN

Pgnf

10、发电机的调差系数：

单位调节功率的倒数。

fPoN

fkifijfhfkj

GN0GN

Is_hL100

NGN

1、电力系统有功功率电源是（

A发电机

B变压器

C调相机

D电容器

2、为了能在实际负荷超过预测值时及时地向增加的负荷供电而设置的备用容量称为

A国民经济备用

B负荷备用

C检修备用

D事故备用

下列电力系统负荷波动中，可以预测的是（

A设备投入或退出运行所引起的第一类负荷变化

B大容量用电设备投入或退出所引起的第二类负荷变化

C生产、生活规律及气象变化所引起的第三类负荷变化

D第一、第二类负荷变化

同步发电机的转速与系统频率之间是否有严格的关系（A）?

一次调频对第一类负荷变动引起的频率偏移的调整，是由发电机的调速器进行

的调频，不能做到无差调频；

二次调频是针对第二类负荷变动引起的频率偏差的调整，由发电机的调频器进行调频，可以实现无差调频；

三次调频是针对第三类负荷变动引起的频率偏差的调整，由系统中所有按给定曲线发电的发电机

组分担，与前两种调频方式不同，三次调频是事前的调整。

调频电厂经二次调频增发400MW,系统频率变化为0.2Hz,计算系统等值发电机的单位调节功率解：

（△PL0-APgo）=（Kg+Kl）f

KG=（△PLO-APG0）/f-KL

=（800-400）/0.2-400

=1600（MW/Hz）

7、某电厂有两台机组，其耗量特性分别为：

Fi=（L02Pi+2Pi+10（t/h）,20MWWP1W

60MW；

F22?

=0.03P+3P+16（t/h）,20MWWPW60MW。

求当负荷分别为

展开阅读全文