期末考试论文
题目：系统工程导论
院系: 机电工程系
专业班级：自动化1003班姓
学
系统工程导论
目录
摘要 (2)
1 航母飞行甲板作业 (4)
1.1 任务组成 (4)
1.2 任务流程 (5)
1.3 弹药转运对甲板作业的影响 (6)
2 弹药转运系统 (7)
2.1 弹药转运系统组成 (7)
2.2 弹药转运流程 (8)
2.3 战位人员设置 (9)
2.4 弹药需求与弹药转运能力的匹配 (11)
2.5模型建立 (11)
3 国外航母新型弹药转运系统的优越性 (13)
3.2 优化弹药装配区的布局，避免在机库甲板中转。 (13)
3.3 升级设备，提高自动化水平，缩短搬运时间 (14)
4 结语 (15)
参考文献 (16)
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西京学院
航空母舰飞行甲板作业及弹药转运系统分析
姓名：王龙班级：自动化1003 学号：1009101069
摘要
飞行甲板作业是影响舰载机出动架次率的重要因素之一，而在飞行甲板作业中，弹药供应始终是一个难题。针对美国现役“尼米兹”级航母的使用特点，重点分析国外航空母舰飞行甲板作业的任务组成与时序，论述弹药转运系统的基本组成与流程，提出弹药需求量与弹药转运能力的匹配问题。最后总结美国“福特”级航空母舰新型弹药转运系统的特点，验证了弹药转运系统研究的必要性。
关键词：飞行甲板作业；弹药转运；出动架次率；甲板作业时间；航空母舰
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系统工程导论
Abstract
Flight deck operation is one of the major limitations to sortie generation capacity of the embarked air wing and airborne weapon replenishment is the most const raining component of flight deck operations. This paper focuses on analysis of tasks involved and sequence of time intervals during flight deck operations，considering the operational features of NIMITZ class aircraft carrier，and discussion on the basics tructure and operating procedure of ordnance handling. It highlights that ammunition requirement should match with the capacity of ordnance handling . Analysis is also performed on the improved measures taken by FORD class aircraft carrier .
Keywords： flight deck operation； ordnance handling； sortie gene ration；
on- deck time； aircraft carrier
3
1 航母飞行甲板作业
本节将依据美国“尼米兹”级航母的作战使用经验，分析美国航母飞行
甲板作业的任务组成、时序及各任务的作业时间，并分析弹药转运对航母飞
行甲板作业的支撑作用。
1.1 任务组成
美国海军通常利用飞行甲板作业周期来规划航母的飞行甲板作业。在正
常部署情况下，航母舰载机航空联队每个飞行日的作业时间约为12h，期间
会划分为多个作业周期,作业时间各不相同，主要分为1＋00周期（1h）、1
＋15周期（1h15min）、1＋30周期（1h30min）和1＋45 周期（1h+45min）。飞行甲板作业周期真实地反映了航母保障舰载机的能力，对于同样的作业，如果所花费的时间越短，则证明飞行甲板的保障能力越强。
根据美国航母的使用经验，1＋00周期作业时间最短，每日可出动的作战架次也最多，航母的作战威力自然也就增强，但这会使飞行甲板作业变得非常紧张，明显增加其工作压力，而且更易引起甲板工作人员的作业疲劳，进一步增加作业难度。此外，鉴于飞行甲板周期循环进行，过于密集的短周期作业，即使是1＋15 周期，也会导致甲板作业在一定程度上的混乱，带来安全隐患。而过长的飞行甲板作业周期虽然可以缓解作业压力，但却无法满足作战架次要求。因此，在满足近海高强度作业及中程持续打击的需求下，航母上的飞行甲板作业周期昼夜均采用 1＋15，1＋15，1＋40周期循环。
在飞行甲板作业周期内，完成的作业包括舰载机的弹射、回收、以及飞
行甲板周转。其中，对于单个飞行甲板作业周期，首先进行一批次舰载机的
弹射，然后再实施一批次舰载机的回收。
1 ）弹射
美国“尼米兹”级航母有4部弹射器，其中2号和3号弹射器使用最频繁，单架舰载机的弹射时间需要 30～60s但是按照高峰演习的节奏和出动速
度每3部弹射器完成3架飞机的弹射需要2min，则一批次15 架飞机弹射起
飞通常需要10min。
4
2 ）回收
舰载机的回收作业每次只能回收1架飞机，着舰间隔约为45s，包括飞机着舰，离开着舰区，则一批次15架飞机回收通常10min。
3 ）飞行甲板周转
飞行甲板周转作业包括除舰载机弹射与回收外的所有任务，根据具体情况，可能包括舰载机的弹药卸载、系留、移除触发装置（Cartridge Activated Devices，CAD ）、维修保养（如充氮、换胎、加油、挂弹、弹药检查等任务。美国海军把在一个飞行甲板作业周期内F/A-18 舰载机可以用于飞行甲板周转作业的时间定义为“可用时间”。从 1997 年美国“尼米兹”号航母高峰演习的数据
分析来看，可用时间在25～57min 之间，具体详见表1。可用时间并不会随周期时间成比例增长，飞行甲板作业周期时间每增加5min可用时间约增加
10min。
1.2 任务流程
飞行甲板作业周期可细分为4个部分：弹射时间、回收时间、任务规划时间和周转作业时间。其中周转作业时间主要包括飞机加油时间、弹药搬运时间、在飞行甲板上飞机调度/定位时间、在机库甲板上飞机调度/ 定位时间和飞机维修保养时间等。
飞行甲板作业周期飞行甲板作业“可用时间”
1+00 25
1+15 35
1+30 42
1+45 57
表1 F/A- 18C 舰载机飞行甲板周转可用时间
1）着舰。
2）着舰的舰载机如果还携带有武器，将直接至武器卸载区卸载武器，然后再移动至其在甲板上的初始位置，直至回收作业结束。
5
3）当一些舰载机停留在初始位置时，其他一些舰载机被牵引至新的地点。
4）加油人员为舰载机加油，挂弹人员为舰载机挂弹，维修人员对舰载机进行维护。与此同时非完好的舰载机在甲板上被维修或与机库中完好的舰载机交换。武器和消耗品被送至甲板上，而空的、运载武器的弹匣则被送回到弹药库。交换。武器和消耗品被送至甲板上，而空的、运载武器的弹匣则被送回到弹库。
5 ）准备好的舰载机被牵引至起飞准备点。实际作业时，舰载机飞行甲板周转作业时间非常紧张。根据 1997 年美国“尼米兹”号航母高峰演习的数据，对于单架舰载机而言，完成一个飞行甲板作业流程(图 2 和表 2)需要22 min。但对于一批次飞机来说，完成飞行甲板周转各项作业时可能会有排队现象，这将增加总的时间，甚至有可能会超过可用时间。
周转作业
顺
序作业内容作业时间
min
说明
1 弹药卸载 5 设定弹药卸载区最多允许 4 架舰载机同时卸载弹药，通常卸载的是空
空弹药
2 系留0.5 ——
3 移除弹药触发装
置
2 加油、挂弹作业可以同时工作，但必须先将弹药触发装置移。
4 加油14 甲板上共有14 个加油泵，24 个加油管
5 弹药挂载8.3 每个中队有一个弹药装载小组，装载时间的根据，是15 名弹药人员的
装载小组费时25min 完成3 架舰载机的弹药装载工作，这里装载的弹药指
两枚 M k82
6 弹药检查0.5 ——
作业时间小计22 加油和挂弹是并行作业，作业时间重叠
表2 一周期内飞行甲板周转作业流程时间分配
1.3 弹药转运对甲板作业的影响
在飞行甲板周转作业中，耗时最多的两项作业是舰载机的加油和弹药挂载分别为14min和8.3min。但这两项作业的前期工作准备量却相差很大。对加油作业来说，燃油通常可以通过舰上自动化的输油管道完成输送，补给较
为便捷。但对于挂弹作业,作业开始前的弹药转运工作却十分繁琐。每一批
运至飞行甲板、供挂载作业的弹药都需要经历一个复杂而耗时的处理过程：
从弹药库的取出到单独装配再到各个环节多层次的搬运过程，只有保证了弹
药转运系统正常高效的运行，飞行甲板上才会有充足的弹药供应，甲板周转
作业才能顺利进行。
根据作战任务的不同，弹药挂载的作战架次比例通常是一个确定值，同
6
时参照舰载机的基本挂弹配置，便可基本反映舰载机航空弹药的消耗情况，
同时推算出航母单个飞行甲板作业周期，以及多个飞行日的弹药需求量。例如，在1997年美国“尼米兹”号航母高峰演习中，4 天共出动975个固定
翼架次，舰载机攻击架次占到近80%，其中727个架次装载了弹药。有683
个架次成功袭击了目标总投弹量达1336 枚,平均每架次投掷2 枚对陆攻击弹药。这也就意味着，在高峰演习时，航母平均每天要完成 181 架次的挂弹作业，按照美国舰载机对陆攻击6 枚导弹的标准配置，航母每天需完成的弹药
转运总达1086 枚。一旦弹药转运能力与弹药消耗无法匹配，舰载机将没有
弹药用于攻击目标，甲板周转作业流程就会受到限制，甲板周转作业时间也
会相应增加，从而影响舰载机的出动架次。而弹药转运能力过剩，也会导致
弹药堆积，从而对航母的安全以及其他甲板作业产生影响。
2 弹药转运系统
2.1 弹药转运系统组成
本文中的弹药转运是指航空弹药从航母底层弹药库中按照清单取出，在完成一系列组装之后最终搬运至飞行甲板的过程，这是一个作业密集、工作量大、耗费时间长的舰上物流过程。在“尼米兹”级航母上，弹药从弹药库取出至飞行甲板舰载机停机位，所经过的路程在402m左右，往返时间近2h。
弹药转运系统是指弹药转运所涉及的各要素，包括弹药、弹药库、搬运
设备、弹药装配区、人员和弹药搬运流程等，组成一个整体。
“尼米兹”级航母有22个弹药存储区，在存储区内，根据弹药存储类型，又划分为35个大小不一的弹药库，集中在船艏和船舯区域。弹药装配区集中在2甲板，艏部和舯部各对应设置两个。在所有弹药库及装配区内，约有起重设备 200 台，电动叉车30台，主要负责弹药的正常调运。此外，未经组装的弹药需要通过下层武器升降机送往装配区，它可在7甲板至机库甲板之间运行，其紧邻弹药库布置，其中艏部设置4部，舯部2部。组装完毕的弹药需通过3 部上层武器升降机或者舷侧的飞机升降机运至飞行甲板。此外，航母上共有3200套搬运设备，包括各种类型的弹药推车及炸弹架等
7
2.2 弹药转运流程
航母上的弹药转运有3个关键环节：弹药取出、弹药装配和弹药搬运，
整个流程要穿越多层甲板，需要使用弹药升降机、飞机升降机以及弹药推车
等搬运工具，并需要保证弹药安全。
1）弹药取出
当需要取出弹药时，首先应根据作战需求，确定要取出弹药的类型及数量，选定弹药库，弹药库人员根据库内弹药的存放位置，使用起重设备将盛
放弹药的弹药托盘或弹药集装箱起吊，放至弹药库的空置区域，然后再由电
动叉车将托盘运送至弹药库内的弹药升降机，利用下层弹药升降机将托盘运
至弹药装配区的所在甲板。将弹药从弹药库取出是十分耗时的过程，例如，
要将2枚 453.59 kg 的精确制导武器从弹药库内取出，托盘的取出时间就需
要15min。
2）弹药装配
“尼米兹”级航母将弹药装配区设置在机库甲板的下一层甲板（按照美国航母的编号，为 2 甲板），与舰员食堂兼用。弹药通过下层弹药升降机提升到弹药装配区后，通过电动叉车从下层弹药升降机内取出弹药托盘，再从托盘上取出炸弹。然后，利用弹药提升机将弹药提升至炸弹组装平台，并利用弹药提升机固定好稳定翼。同时，根据弹药类型，安装制导装置。最后，将弹药从平台提升至炸弹架或弹药推车上，准备往上层甲板运送。装配作业实行轮班制度，平均每班有8个装配小组可同时作业，每个装配小组通常包
括10人，但只可同步完成一枚弹药的组装，再加上考虑到安全因素，因此
弹药装配流程相当耗时，例如，装配1 枚453.59kg 的精确制导武器，平均
需要15～20min。
3）弹药搬运
“尼米兹”级航母上的弹药搬运有两条路径路径A：弹药从弹药库，通
过下层弹药升降机到弹药装配区，再通过上层弹药升降机运往飞行甲板
- 9 -
系统工程导论
路径B：弹药从弹药库，通过下层弹药升降机到弹药装配区，再通过上
层弹药升降机运往机库甲板，最后利用飞机升降机统一运送至飞行甲板。
航母上的弹药搬运需要动用大量的设备和人员。在弹药运输过程中，要特别注意武器弹药的安全问题，运输通道的选择要尽量避开人员密集或者电、磁设备密集处。垂向运输通常采用直通式弹药升降机或飞机升降机，而横向运输则采用无动力运输设备，通常是以步行速度行进。
航空弹药经过一系列的复杂作业之后，最终通过飞行甲板的挂弹作业完
成其部署使命。下面，本文将对飞行甲板的挂弹作业流程进行分析。首先需
明确甲板上每个F/A－18 飞行中队仅1 个挂弹小组，每组15 人，同时只能
为1架舰载机挂载空地导弹；其次，每个飞行中队的舰载机需要排队挂弹，
依次完成。下面列出了舰载机返回后到再次出动之间装载武器的过程顺序：
（Ⅰ）舰载机着舰，并被牵引到武器卸载区；
（Ⅱ）卸载空对空武器；
(Ⅲ）将舰载机牵引至停机位（F/A－18 通常停在舰艏）；
(Ⅳ）舰载机到达停机位后，武器工作人员将炸弹从炸弹区运至舰载机；
(Ⅴ）关闭飞机引擎，并进行安全保障；
(Ⅵ）解除弹药触发装置；
(Ⅶ）将炸弹放到挂架的滑轨上，然后提升到一定位置；
(Ⅷ）当1 名人员仍旧在为第一枚炸弹安装引信时，其它军火管理员开始装载下1 枚炸弹；
（Ⅸ）一旦所有的炸弹都装载完毕，武器工作人员将进行质量保障检查。
2.3 战位人员设置
在航母上，武器弹药部门专门负责弹药的存储、维护、计量和搬运，包
括从枪械子弹到航空炸弹等的所有弹药。根据职能的不同，武器部门可划分
为 5 个中队，其中弹药搬运的具体工作由G1和G3 中队共同负责。其中，
G1 中队负责机库甲板到飞行甲板的弹药搬运，编制 111 人；G3中队负责机库
甲板以下的弹药搬运，编制 239 人。G1和G3中队的职责如表3。
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2.4 弹药需求与弹药转运能力的匹配
弹药转运的整个过程受多重因素的影响，包括设备、人力和安全等面。
另外，随着现代航空弹药朝着精确制导武器的向发展，弹药重量增加，装配 环节更加复杂，弹药运输所需的时间也在增加。但是，无论如何，在飞行甲 板作业周期内，为了使该周期内的舰载机能够顺利出动，弹药转运系统就必 须提供足够的弹药，也就是说，弹药转运能力必须满足弹药需求量的要求。
G1 中队 G3 中队
负责武器从机库到飞行甲板的安全有效搬运 负责主甲板下所有弹药的接收、分发、储
藏和搬运
负责武器从机库到飞行甲板的安全有效搬运 保持从舰首到舰尾有两个熟练的专家组，
进行舰 艇和舰载机武器 军械的装配与拆卸 监督并引导飞行甲板上所有弹药的移动，
确保每一
次弹射和回收的成功
进行所有的弹药垂直补给工作 运行并维护弹药库中各种气动起重滑车
表 3“尼米兹”级航母武器部门 G1 和 G3 中队的职责
通常情况下，挂载弹药的作战架次决定航空弹药的具 体需求量， 架次
要求高，弹药需求量就大，对弹药转运能力的要求也就高，需要储备一定的 系统能力冗余。而架次要求少， 弹药需求量也会 减少，就需适时调整 弹
药转 运系统 的作 业计划。尽管一定的弹药转运能力冗余有助于缓解弹药
需求带来的压力， 但该能力也不能超过弹药需求量太多，因为航母飞行甲
板上的弹药存储量是有限的， 而且太多的弹药堆积在飞行甲板上也会造成
安全隐患。为此，需认真考虑弹药需求量与弹药转运能力的匹配问题，然后 合理规划弹药转运系统的作业计划，平衡系统能力。
2.5模型建立
美国F 一35联合攻击战斗机项目采用自主式保障这 一代 表美军21世纪武器装备后勤保障发展方向的新概念,及与自主式保障相关 的新技术和策略 ,值得在新型武器装备研制中加以借鉴 。
=(),i=1,2,3,4,5
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（1）建立模糊综合评价矩阵
R==
求一级评判向量:C=AR,评判总分T=C。
（2）评估实例
现有信息化炮兵部队，由10位炮兵领域评估专家对信息作战能力评估，得出的评判矩阵分别为。
=; =;
=;;
=;
利用matlab求的二级综合评判向量；
=;
=;
=;
=;
=;
于是得到：
系统工程导论
R==；
可得一级综合评判向量为：
C=AR=(0.541 0.233 0.136 0.085)
参照评语分数等级可得：
D=C=C=81.9
评价等级为良好。
3 国外航母新型弹药转运系统的优越性
通过对比美国新一代“福特”级航母和现役“尼米兹”级航母的弹药转运系统，发现“福特”级航母的设计吸取了“尼米兹”级航母在转运流程设计和使用上的经验教训，从总布置和设备能力的角度对弹药转运
流程进行了全新设计，进一步优化了该流程。本文对美国“福特”级航母的新型弹药转运系统作了总结分析，表述如下：转运流程设计和使用上的经验教训，从总布置和设备能力的角度对弹药转运。流程进行了全新设计，进一步优化了该流程。本文对美国“福特”级航母的新型弹药转运系统作了总结分析，表述如下：“福特”级航母颠覆了弹药升降机靠近船舯的传统设计，布局更靠近舷侧，在降低对飞行甲板作业影响的同时，也提高了飞行甲板的作业效率和安全性。此外，这还可以充分利用航母右舷的部分空间，布置更多的弹药升降机“福特”级航母上布置了4 部弹药升降机，可在弹药装配区作业，大大提高弹药搬运效率。
3.2优化弹药装配区的布局，避免在机库甲板中转。
“福特”级航母将弹药装配区从2甲板向上提升了3 层，布置在面积更大的02甲板。这是一个专用的弹药转运区，不需要像“尼米兹”级航母，弹药装
配区还要兼顾舰员食堂的职能。且其空间面积更大，使得弹药升降机可以靠近
舷侧布置。同时，还使得装配好的弹药仅通过 2 层甲板就可以直接“速递”到
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飞行甲板，作业效率明显提高。
3.3 升级设备，提高自动化水平，缩短搬运时间。
在“尼米兹”级航母上，在整个弹药搬运流程中，升降机和弹药推车的使用频
率最高，前者用于完成弹药在垂向距离上的运输，后者则负责弹药在各层甲板
平面距离上的搬运，不仅在速度上受限制，而且也需要大批弹药搬运人员参
与。而在“福特”级航母上，搬运设备得到了升级，自动化水平提高，在弹
药搬运速率和载重上都有了显著提高，也相对减少了人力需求。
1）先进的弹药升降机
升降机采用的则是永磁直线同步电机技术。该升降机的平台面积大，21.8t 的载重能力达到了美国现役航母载重约(2.5t）的8.72 倍。另其设计速度为 0.75
m/s，能在 2s 内加速到最大值，这也达到了现役航母的2.14 倍。除此之外，该升降机的设计技术还可以兼顾速度与可性，不需要任何缆索或电缆的连接，有利于保证弹药库及各层甲板的安全。
2）全方位自动搬运车
无论是叉车还是弹药推车，其自动化水平都不高，而且对人力需求很大。“福特”级航母为了提高弹药的运输速度，设计了一款全方位自动搬运车，具
备平面运动所需的3个自由度。该车实际上是一个遥控机器人，采用智能控制和导航系统，可以在甲板与货舱间自动驾驶往返，减少了人员劳动量。该车的
人员配备、电力消耗，以及搬运车自身的重量和体积都将比当前使用的车辆减
少5 0%但搬运重量（5.433 t）却是当前搬运车辆的2倍以上
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4 结语
本文结合国外航母飞行甲板作业的组成，分析了各作业类型、流程以及时间分配，并解释了弹药转运系统的基本组成，对系统流程中的弹药取出、弹药装配和弹药运输 3 个重要环节进行了详细分析，突出了弹药转运系统在飞行甲板作业中的重要价值，同时提出了弹药转运能力与弹药需求量的匹配问题。
弹药转运是舰载机舰面保障能力的体现，也是舰上多个部门团结协作的
印证。弹药转运系统的路径选择、搬运能力和效率、安全性，以及相关舱室
的布局优化、设备能力的提高，都是可以深入研究
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参考文献
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作业 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？ 答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高5%。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电 机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定
电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电 压咼10%。 3、我国电网的电压等级有哪些? 答：0 . 22kv 、0 . 38kv 、3kv 、6kv 、10kv 、 3 5kv 、11 v 、 220kv 、 330kv 、 500kv 、7 5 0kv 、10 kv 答：：10 . 5kv 、121kv 、 2 4 2 kv kv 、 2 1kv 、 kv 、 .6kv 、38 . 5 kv v 、1 kv v 、4 0 kv 4、标出图 电力系统中各元件的额定电压。 1-7 E1-7
0 kv、.5kv kv、6 v、40 .5kv、400kv 作业二 1、一条110kV、的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为，导线的计算外径为，求输电线路在的参数，并画出等值电路。 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=。 于是有：半径r=17/2=， 单位XX的电阻: r i =「40 =「20 -20)]= 0.21* [1+0.0036(40-20)]= 0.225(0/km) 单位XX的电抗为 D 5040 捲=0.14451 Ig 4 +0.0157 = 0.14451 Ig + 0.0157 = 0.416( O / km ) r 8.5 单位XX的电纳为
一、解释下列名词和术语 1、能量管理系统：EMS主要包括SCADA系统和高级应用软件。高级应用软件从发电和输配电的角度来分，发电部分包括AGC等，输配电部分包括潮流计算、状态估计、安全分析及无功优化。其功能是根据电力系统的各种两侧信息，估计出电力系统当前的运行状态。 2、支路潮流状态估计：进行状态估计所需的原始信息只取支路潮流量测量，而不用节点量。在计算推导过程中，将支路功率转变成支路两端电压差的量，最后得到与基本加权最小二乘法类似的迭代修正公式。 3、不良数据：误差特别大的数据。由于种种原因（如系统维护不及时等），电力系统的遥测结果可能远离其真值，其遥信结果也可能有错误，这些量测称为坏数据或不良数据； 4、状态估计：利用实时量测系统的冗余度提高系统的运行能力，自动排除随机干扰引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态。 5、冗余度：全系统独立量测量与状态量数目之比，一般为1.5-3.0 6、最小二乘法：以量测值z和测量估计值之差的平方和最小为目标准则的估计方法。 7、静态等值：在一定稳态条件下，内部系统保持不变，而把外部系统用简化网络来代替，这种与潮流计算，静态安全分析有关的简化等值方法就是电力系统的静态等值； 8、静态安全分析：电力系统的静态安全分析只考虑事故后系统重新进入新稳定运行情况的安全性，而不考虑从当前运行状态向事故后新稳定运行状态转变的暂态过程，其主要内容包括预想事故评定、自动事故选择以及预防控制。 9、预想事故自动筛选：静态安全分析中，先用简化潮流计算方法对预想事故集中的每一个事故进行近似计算，剔除明显不会引起安全问题的预想事故，且按事故的严重性进行排序，组成预想事故一览表，然后用更精确的潮流算法对表中的事故依次进行分析 10、电力系统安全稳定控制的目的：实现正常运行情况和偶然事故情况下都能保证电网各运行参数均在允许范围内，安全、可靠的向用户供给质量合格的电能。也就是说，电力系统运行是必须满足两个约束条件：等式约束条件和不等式约束条件。 11、小扰动稳定性/静态稳定性：如果对于某个静态运行条件，系统是静态稳定的，那么当受到任何扰动后，系统达到一个与发生扰动前相同或接近的运行状态。这种稳定性即称为小扰动稳定性。也可以称为静态稳定性。 12、暂态稳定性/大扰动稳定性：如果对于某个静态运行条件及某种干扰，系统是暂态稳定的，那么当经历这个扰动后系统可以达到一个可以接受的正常的稳态运行状态。 13、动态稳定性：指电力系统受到小的或大的扰动后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。 14、极限切除角：保持暂态稳定前提下最大运行切除角，即最大可能的减速面积与加速面积大小相等的稳定极限情况下的切除角。 15 常规潮流计算的任务：根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，如各母线电压，网络中的功率分布以及功率损耗。 16 静态特性：在潮流计算时计及电压变化对各节点负荷的影响。
电力系统稳定与控制小作业 学院：电气与电子工程学院 年级：2014级研究生 专业：电气工程 姓名：罗慧 学号：20140208080008 指导老师：罗杰
1. 为什么要进行派克变换？简述派克变换的物理含义？ 答：派克变换的原因有：(1) 转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，致使定、转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化。 (2) 转子在磁路上只是分别对于d轴和q轴对称而不是任意对称的，转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。 ①变换后的电感系数都变为常数，可以假想dd绕组，qq绕组是固定在转子上的，相对转子静止。 ②派克变换阵对定子自感矩阵起到了对角化的作用，并消去了其中的角度变量。Ld,Lq,L0 为其特征根。 ③变换后定子和转子间的互感系数不对称，这是由于派克变换的矩阵不是正交矩阵。 ④Ld为直轴同步电感系数，其值相当于当励磁绕组开路，定子合成磁势产生单纯直轴磁场时，任意一相定子绕组的自感系数。物理意义上理解，它将观察者的角度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上，从而使得定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，大大简化了同步电机的原始方程。 派克变换的物理意义：将a、b、c三相静止的绕组通过坐标变换等效为d轴dd绕组、q轴qq绕组，与转子一同旋转 2.派克方程具有怎样的特点？ 答：派克方程它具有的特点是，派克方程是将三相电流 i、b i、c i a 变换成了等效的两相电流 i和q i，0dq i=P abc i。如果定子绕组内存在三 d 相不对称的电流，只要是一个平衡的三相系统，即满足
a i + b i + c i =0 当定子三相电流中存在不平衡系统时，即a i +b i +c i ≠0，此时三相电流时三个独立的变量，仅用两个新变量不足以代表原来的三个变量。 这时可以找出a i ='a i +0i ，b i =0'i i b +，0'i i i c c +=的关系，使0'''=++c b a i i i 。0i 为 零轴分量，其值为)(3/10c b a i i i i ++=。三相系统中的对称倍频交流和直流经过派克变换后，所得的d 轴和q 轴分量是基频电流，三相系统的对称基频交流则转化为dq 轴分量中的直流。 3. 为什么要引入暂态电势q E '和暂态电抗d X '，它们具有怎样的物理含义？ 答：我们引入暂态电动势'q E 和暂态电抗' d x 是为了暂态分析方便。暂态电动势' q E 在发电机运行状态突变瞬间数值保持不变，可以把突变前后的状态联系起来。 其的物理意义为：暂态电动势' q E 可看成无阻尼绕组发电机暂态过程中虚构的气隙电动势，暂态电抗' d x 是无阻尼绕组发电机在暂态开始瞬间的定子纵轴漏抗。 4. 试比较同步发电机各电动势（Q q q q d E E E E E '''''、、、、）、各电抗 （d q d d q X X X X X '''''、、、、）的大小？ 答： ' "" '"" d q d q d q Q q q d x x x x x E E E E E > >>>>>>> 5. 无阻尼绕组同步发电机端突然三相短路时定子、转子、等效绕组（d-d 、q-q ）中会出现哪些自由分量的电流？分别以什么时间常数衰减？ 答：他们会出现的自由分量电流有：基频交流分量（含强制分量和自
自测题（一）一电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题 2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷（ 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D—级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可 能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B ［、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、
电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配 电线路。 6、关于变压器，下述说法中错误的是（） 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求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； 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同； D变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的 1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建 设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8关于联合电力系统，下述说法中错误的是（）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源; B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减 少;
工程硕士研究生2014年《现代电力系统分析》复习提纲 2014.6 一、 简述节点导纳矩阵自导纳及互导纳的物理意义；试形成如图电路的节点导纳矩阵和节点阻抗矩阵。 答：节点导纳的阶数等于网络的节点数，矩阵的对角元素即自导纳等于与该节点连接的所有支路的导纳之和，非对角元素即互导纳则为连接两点支路导纳的负值。（李）在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电压，网络的其它节点接地时，节点i 对网络的注入电流值称为节点i 的自导纳；此时其它节点j 向网络的注入电流值，称为节点j 对节点i 的互导纳。 节点导纳矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电压，网络的其它节点接地即U =0时，节点i 对网络的注入 电流值称为节点i 的自导纳；此时其它节点j 向网络的注入电流值，称为节点j 对节点i 的互导纳。 ???? ????? ??????? ????? ?----- ++-- =j j jk jk j jk jk j j j j j Y 10 2 10011021 1121110011 2 ；李 ????? ?? ? ???? ? ???---=105.00 01.111.1105.01.115.2100 112j j j j j j j j j j Y 节点阻抗矩阵为：在电力网络中，若仅对节点i 施加单位电电流。 ????????????=22222544244424452 k k k k k k k j Z ；李????????????=22.222 2.205.64.44.424.44424.445j j j j j j j j j j j j j j j j Z 二、 写出下图所示变压器电路的П型等效电路及物理意义。 1：k 答：1、物理意义： ①无功补偿实现开降压；②串联谐振电路；③理想电路（r<0）。 2、П型等效电路： ??????+--+=??????201212 1212 1022211211Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y ，令U1=1时，点2接地U2=0 图一 Y 10 Y 20 Y 12
电力系统分析（第2版）_在线作业 _1 交卷时间：2017-04-11 10:25:55 一、单选题 1. (5分)一条线路，电阻为1W，末端电压为10kV，末端有功、无功功率分别为1.6MW和1.0Mvar，线路的有功功率损耗为（）MW。 ? A. 1.6 ? B. 0.016 ? C. 0.0356 ? D. 1 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 2.
(5分)已知节点1的注入功率P1=0.8和Q1=0.2，待求U1和δ1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 参考 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 3. (5分)针对冲击性负载引起的电压变动，宜采用（）调压措施。 ? A. 并联电容器 ? B. 并联电抗器 ? C. 静止无功补偿器 ? D. 同步调相机 纠错 得分：0
知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案C 解析 4. (5分)架空线路的各序等值电抗的关系为：（）。 ? A. X1 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案A 解析 6. (5分)对于型号为JL/G1A-500/35-45/7的导线，（）。 ? A. 铝线导电截面积为45mm2 ? B. 导线总截面积为500 mm2 ? C. 钢线额定截面积为500 mm2 ? D. 铝线导电截面积为500mm2 纠错 得分：0 知识点：电力系统分析（第2版） 收起解析 答案D 解析 7. (5分)发电机耗量特性曲线上某一点切线的斜率为（）。 练习二：单项选择题 1、通过10输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10 B 10.5 C11 （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性 C供电可靠性 （答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组 B中压绕组 C低压绕组 （答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小 C保持不变 （答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A 1.732×V×I B ×I C 3×V×I （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点 B星形接线变压器的中性点 C发电机的中性点 D B和C （答案：D） 7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220() B 3、6、10、35、66、110、220() C 3、6、10、110、220、330() D 3、6、10、35、60、110、220、330、500() （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 （答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 （答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 （答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 （答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗 B正序电抗＝零序电抗 C负序电抗＝零序电抗 （答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。 2019国家电网校园招聘题库参考—现代电力系统分析 2019国家电网校园招聘尚未开始，预计将于2018年11月份开始招聘，每年招聘两批，总人数超过两万人。今天中公电网小编给大家整理一下备考2019国家电网笔试的试题资料，帮助大家备考。 1、电力系统暂态稳定分析用的逐步积分法是( ) A、时域仿真法 B、直接法 C、频域法 D、暂态能量函数法 2、( )是一个多约束的非线性方程组问题，采用牛顿法和基于线性规划原理处理函数不等式约束的方法。 A、状态估计 B、网络拓扑 C、最优潮流 D、静态安全分析 3、电力系统( )就是利用实时量测系统的冗余性，应用估计算法来检测和剔除坏数据。其作用是提高数据精度及保持数据的前后一致性，为网络提供可信的实时潮流数据。 A、网络拓扑 B、状态估计 C、静态安全分析 D、调度员潮流 4、稳定计算的数学模型是一组( )方程 A、代数 B、微分 C、长微分 D、其它三个选项都不是 5、离线计算主要应用范围( ) A、规划设计 B、运行方式分析 C、为暂态分析提供基础数据 D、安全监控 6、柔性交流输电可实现的功能是( ) A、控制潮流 B、远程调用 C、增加电网安全稳定性 D、提高电网输送容量 7、电力系统潮流计算出现病态的条件是( ) A、线路重载 B、负电抗支路 C、较长的辐射形线路 D、线路节点存在高抗 8、最优潮流常见目标函数( ) A、总费用 B、有功网损 C、控制设备调节量最小 D、投资及年运行费用之和最小 E、偏移量最小 9、静态不安全的判断准则( ) A、频率失稳 B、电压失稳 C、电压越限 D、发电机不能同步运行 10、属于分布式发电的有( ) A、建筑一体化光伏 B、大型风电厂 C、小型光伏 D、小型风电厂 11、微电网的常态运行方式有( ) A、独立运行模式 B、正常运行模式 C、联网运行模式 D、不正常运行 电力系统分析（第2版）_在线作业_3 交卷时间：2017-04-25 19:48:51 一、单选题 1. (5分)用户降压变电所母线为平衡节点。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析2. (5分)已知节点1的U1=1.03和δ1=0，待求注入功率P1和Q1，该节点属于（）节点。 ? A. PQ ? B. PV ? C. 平衡 ? D. 负荷 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案C 解析3. (5分)某一点的短路容量S f等于该点短路的次暂态电流乘以该点额定电压的倍。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析4. (5分)电力系统二次调频由发电机组的调频器完成。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案A 解析5. (5分)在电力系统的发电机功-角特性曲线中，最大减速面积小于加速面积就能保持系统暂态稳定。（） ? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析6. (5分)架空线路换位可以降低线路电阻。（）? A. 正确 ? B. 错误 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析7. (5分)1000kV为（）压。 ? A. 低 ? B. 中 ? C. 超高 ? D. 特高 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案D 解析8. (5分)用电设备的额定电压为（）kV。 ? A. 11 ? B. 10 ? C. 10.5 ? D. 9 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 答案B 解析9. (5分)对于三绕组升压变压器，其等值电抗最小的是（）。 ? A. X T1 ? B. X T2 ? C. X T3 ? D. X T1-2 纠错 得分：5 知识点：电力系统分析（第2版） 展开解析 (单选题)1: 根据元件约束及拓扑约束建立一组方程，并求满足该组方程的变量解的分析方法称为:（）。 A: 解析法 B: 图解法 C: 网络法 D: 变量法 正确答案: (单选题)2: 高斯消元法是（）直接解决法中最优秀的解法之一。 A: 线性方程 B: 非线性方程 C: 微分方程 D: 积分方程 正确答案: (单选题)3: 反射系数越小，输入阻抗与电源内阻相差越（）。 A: 大 B: 小 C: 先小后大 D: 先大后小 正确答案: (单选题)4: 节点导纳矩阵行和列中元素之和为（）。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)5: 任意响应的变换式都是各激励变换式的（）。 A: 线性组合 B: 非线性组合 C: 正弦函数 D: 余弦函数 正确答案: (单选题)6: 对一般大规模的电路来讲，元件的数目是节点数目的（）。 A: 1~2倍 B: 2~4倍 C: 4~6倍 D: 6~8倍 正确答案: (单选题)7: PSpice交流分析中所有参量和变量均为:（）。 A: 正数 B: 负数 C: 实数 D: 复数 正确答案: (单选题)8: 基尔霍夫定律使电路受到（）约束。 A: 时域 B: 频域 C: 拓扑 D: 电流 正确答案: (单选题)9: 当终端开路时，终端反射系数为：（）。 A: 0 B: 1 C: 2 D: 3 正确答案: (单选题)10: 理想运算放大器的频带范围是:（）。 A: 0~∞ B: 0~100 C: 0~1000 D: 0~10000 正确答案: (多选题)11: 开关电容滤波器包含：（）。 A: MOS开关 B: MOS运放 C: 电容 D: 电阻 正确答案: (多选题)12: 在电路分析与设计中，所采用的归一化方法主要是对（）同时归一化。A: 电压 B: 电流 C: 频率 D: 阻抗 正确答案: (多选题)13: 拉普拉斯变换法求解时域解的全过程是:（）。 A: 将一给定的时域方程对应到复变量域的代数方程 B: 求s域解 作业一 1、什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？ 答：把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体成为电力系统。 电力系统加上发电厂的动力部分就称为动力系统。 电力系统中输送和分配电能的部分就称为电力网 当输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所用导线的截面积可以减小，用于导线的投资也越小，同时线路中的功率损耗。电能损耗也相应减少。 2、为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？答：为了使电力设备生产实现标准化和系列化，方便运行、维修，各种电力设备都规定额定电压。 电力系统的额定电压和用电设备的额定电压相等。 发电机的额定电压比网络的额定电压高５％。 变压器一次绕组和额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压等于发电机额定电压。变压器二次绕组的额定电压定义为空载时的额定电压，满载时二次绕组电压应比网络额定电压高１０％。 3、我国电网的电压等级有哪些？ 答：０.２２ｋｖ、０.３８ｋｖ、３ｋｖ、６ｋｖ、１０ｋｖ、３５ｋｖ、１１０ｋｖ、２２０ｋｖ、３３０ｋｖ、５００ｋｖ、７５０ｋｖ、１０００ｋｖ 4、标出图1-7电力系统中各元件的额定电压。 T：１０.５ｋｖ、１２１ｋｖ、２４２ｋｖ 答： 1 T：２２０ｋｖ、１２１ｋｖ、 2 T：１１０ｋｖ、６.６ｋｖ、３８.５ｋｖ 3 T：３５ｋｖ、１１ｋｖ 4 T：１０ｋｖ、４００ｋｖ 5 T：１１０ｋｖ、３８.５ｋｖ 6 7T ：３５ｋｖ、６６ｋｖ 8T ：６ｋｖ、４００ｋｖ 9T ：１０.５ｋｖ、４００ｋｖ 作业二 1、一条110kV 、80km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，其线间距离为4m ，导线的计算外径为17mm,求输电线路在40°C 的参数，并画出等值电路。 解： 对LGJ-150型号导线经查表得，直径d=17mm,km 2 mm 5.31Ω=ρ。 于是有：半径r=17/2=8.5mm ，mm m D D D D ca bc ab 504004.5424433m ==???== 单位长度的电阻：2031.5 r 0.21(/)150 km s ρ == =Ω ()()()140201200.21*10.003640200.225/r r r t km α==+-=+-=Ω???????? 单位长度的电抗为 m 15040 0.144510.01570.144510.01570.416(/)8.5 D x lg lg km r =+=+=Ω 单位长度的电纳为 ()66617.587.58b *10*10 2.73*10/5040 lg lg 8.5m S km D r ---= == 集中参数为 ()1r 0.0225*8018R l ===Ω ()1x 0.416*8033.3X l ===Ω ()641b 2.73*10*80 2.18*10B l S --=== ()41.09*102 B S -= 等值电路如图1所示 1833.3j +Ω 4S - 1 第一章 现代电力系统的主要特点， 电网互联的优点及带来的问题， 电力系统的运行状态及运行状态带来的好处。电力系统分析概述。 第二章 电力网络的基本概念 结点电压方程，关联矩阵， 用关联矩阵与支路参数确定结点电压方程，变压器和移向器的等值电路， 节点导纳矩阵， 第三章 常规潮流计算的任务、应用、， 对潮流计算的基本要求， 潮流计算的方法， 电力系统数学表述， 潮流计算问题的最基本方程式 潮流计算的借点类型， 节点功率方程及其表示形式， 潮流计算高斯赛德尔发。 牛顿拉弗逊法， 潮流计算的PQ分解法， 保留非线性潮流算法， 最小化潮流算法（潮流计算和非线性规划潮）， 潮流计算的自动调整， PV节点无功功率越界的处理，PQ节点电压越界的处理，带负荷调压变压器抽头的调整，负荷特性的考虑，互联系统区域间交换功率控制 最优潮流计算 最优潮流和基本潮流的比较，最优潮流计算的算法，最优潮流的数学模型，（目标函数，约束条件），最优潮流计算的简化梯度算法，（迭代求解算法的基本要点），最优潮流的牛顿算法， 交直流电力系统的潮流计算 直流输电的应用 交直流电力系统的潮流计算的特点 交流系统和直流系统的分解 交流系统部分的模型 直流系统部分的模型 直流电力系统模型 直流系统标幺值，直流电力系统方程式，（换流站，及其控制方式） 交直流电力系统潮流算法 联合求解法和交替求解法 直流潮流数学模型 第四章故障类型及分析 双轴变换-派克变换及正交派克变换 两相变换-克拉克变换 顺势对称分量变换（120 +-0）对称分量变换 坐标变换的运用 网络方程网络中的电源模型 不对称短路故障的边界条件 短路故障通用复合序网 断线故障通用负荷序网 两端口网络方程 阻抗行参数方程（有源无源）导纳型参数方程（有源无源）混合型参数方程 复杂故障分析 第五章 状态的确定（状态估计 量测误差随机干扰测量装置在数量上或种类上的限制 电力系统状态估计的功能流程 对量测量的数量要求 状态估计与常规潮流计算比较 条件不同模型和方程数的不同求解的数学方法不同 电力系统运行状态的表征与可观察性 量测方程五种基本测量方式状态估计误差的原因高斯白噪声型的随机误差噪声响亮 电力系统状态的可观察性 最小二乘估计最小方差估计的概念 h(x)为线性函数时的最小二乘准则、h(x)为非线性函数时的最小二乘准则及步骤 快速解耦状态估计算法 支路潮流状态估计法 递推状态估计 追踪估计、估计的目标函数递推估计公式第六章 电力系统安全性 实时安全监控功能结构 安全性、稳定性和可靠性 北交《电力系统分析》在线作业二-0002 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共15 道试题,共30 分) 1.为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。 A.设置足够的无功电源 B.设置足够的旋转备用（热备用）容量，并使尽可能多的机组参与频率的一次调整 C.设置足够的旋转备用（热备用）容量，但应尽量较少参与一次调整的机组的数量 D.设置足够的冷备用容量，并装设自动按频率减负荷装置 答案:B 2.关于节点导纳矩阵，描述不正确的有（） A.阶数等于网络中的节点数 B.是稀疏矩阵 C.是对称矩阵 D.与节点编号无关 答案:D 3.PV节点要求已知节点的（） A.电压模值U B.有功功率P和电压模值U C.有功功率P D.无功功率Q 答案:B 4.装有无功补偿装置，运行中可以维持电压恒定的变电所母线属于（）。 A.平衡结点 B.不能确定 C.PV节点 D.PQ节点 答案:C 5.在标幺制中，只需选定两个基准，常选的是（） A.电流、电抗 B.电压、电路 C.电压、电流 D.电压、功率 答案:D 6.电力网中，任意两点之间电压的代数差，称为（） A.电压降落 B.电压损耗 C.电压差 D.电压偏移 答案:B 7.在多电压等级电磁环网中，改变变压器的变比（）。 A.改变有功功率分布和无功功率分布 B.功率分布不变 C.主要改变有功功率分布 D.主要改变无功功率分布 答案:D 8.对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A.除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电 B.所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电 C.一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电 D.一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电 答案:C 9.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是（） A.龙格-库塔法 B.牛顿-拉夫逊法 C.小干扰法 D.对称分量法 答案:D 10.关于电力系统等值电路参数计算时，变压器变比的选择，下述说法中正确的是（）。 A.近似计算时，采用实际变比；精确计算时采用平均额定变比 B.精确计算时采用实际变比，近似计算时采用平均额定变比 C.不管是精确计算还是近似计算均应采用额定变比 D.不管是精确计算还是近似计算均应采用平均额定变比 答案:B 11.架空输电线路采用分裂导线的目的是（）。 A.改善输电线路的电晕条件 B.增大线路电纳 C.减小线路电阻 D.减小线路电抗 答案:D 12.电力系统频率调整的基本原理是（）。 A.根据负荷的变化调整系统中变压器的分接头，将电力系统频率限制在允许范围 B.根据负荷的变化，调整电力系统中无功电源的出力，将系统频率限制在允许范围 C.根据负荷的变化，调整发电机的有功出力，将系统频率限制在允许范围 D.根据系统频率的变化，切除或投入负荷，将电力系统频率限制在允许范围 答案:C 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（ ）。 A 、一级负荷； B 、二级负荷； C 、三级负荷； D 、特级负荷。 4、衡量电能质量的技术指标是（ ）。 A 、电压偏移、频率偏移、网损率； B 、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C 、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D 、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（ ）。 A 、配电线路； B 、直配线路； C 、输电线路； D 、输配电线路。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（ ）。 A 、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B 、燃料消耗率、建设投资、网损率； C 、网损率、建设投资、电压畸变率； D 、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（ ）。 A 、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B 、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C 、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D 、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（ ）。 A 、交流500kv ，直流kv 500±； B 、交流750kv ，直流kv 500±； C 、交流500kv ，直流kv 800±；； D 、交流1000kv ，直流kv 800±。 10、用于连接220kv 和110kv 两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（ ）。 A 、220kv 、110kv ； B 、220kv 、115kv ； C 、242Kv 、121Kv ； D 、220kv 、121kv 。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（ ）。 A 、单电源双回路放射式； B 、双电源供电方式； C 、单回路放射式接线； D 、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（ ）。 A 、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B 、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C 、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D 、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（ ）。 A 、交流500kv 通常用于区域电力系统的输电网络； B 、交流220kv 通常用于地方电力系统的输电网络； C 、交流35kv 及以下电压等级通常用于配电网络； D 、除10kv 电压等级用于配电网络外，10kv 以上的电压等级都只能用于输电网络。 14、110kv 及以上电力系统应采用的中性点运行方式为（ ）。 A 、直接接地； B 、不接地； C 、经消弧线圈接地； D 、不接地或经消弧线圈接地。 16、110kv 及以上电力系统中，架空输电线路全线架设避雷线的目的是（ ）。 移相器（Phaser）能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移，这是早期模拟移相器的原理；现代电子技术发展后利用A/D、D/A 转换实现了数字移相，顾名思义，它是一种不连续的移相技术，但特点是移相精度高。移相器在雷达、导弹姿态控制、加速器、通信、仪器仪表甚至于音乐等领域都有着广泛的应用。在R-C串联电路中，若输入电压是正弦波，则电路中各处的电压、电流都是正弦波。从相量图可以看出，输出电压相位引前输入电压相位一个φ角，如果输入电压大小不变，则当改变电源频率f或电路参数R或C时，φ角都将改变，而且A点的轨迹是一个半圆。同理可以分析出，以电容电压作为输出电压时，输出电压相位滞后输入电压相位一个φ角。因此，不论以R端或C端作输出，其输出电压较输入电压都具有移相作用，这种作用效果称阻容移相。阻容移相环节，在电子技术应用中广泛采用，如移相电路、耦合电路、微分电路、积分电路等等。 移相器的相关应用 [1]当系统负荷较重、并且有持续快速攀升趋势时，需要进行电压紧急态势分，注视运行工况将可能通过何种途径逼近电网负荷供应能力的临界点。负荷在高位快速攀升时，电源如何分担负荷增量，可以从运行模式的调峰特征去寻找预估线索。主力调峰电源与负荷中心之间，各联络线在潮流上涨逼近限值方面，往往步调上有差异，线路潮流骤增时，对可能首先跳闸的联络线，应该给予特殊的关注，因为其保护跳闸势必引起功率转移，使其它联络线相继跳闸，产生恶性连锁反应，可能导致系统解列。移相器在国外广泛用来进行潮流调控。灵活交流输电系统(FACTS)装置家族中的“静止移相器”(SPS)，由于电力电子技术的采用，在调控性能上有了长足进步，免除了任何机械操作，在安全稳定控制方面具有良好的应用前景，肯定了SPS可用来提高暂态稳定性、阻尼次同步振荡、缓和区域间振荡、减轻轴系暂态扭矩以及稳态环流控制。 移相器的作用是将信号的相位移动一个角度。运用移相器规约敏感联络线的潮流，保障电压稳定性不因联络线连锁跳闸、相继退出而遭到破坏，可以明显提高电压稳定极限。其工作原理根据不同的构成而存在差异。如晶体管电路，可在输入端加入一个控制信号来控制移相大小；在有些电路中则利用阻容电路的延时达到移相；在单片机控制系统还可利用内部定时器达到移相的目的。 牛顿法的性能和特点： 1) 平方收敛，开始时收敛比较慢，在几次迭代后，收敛得非常快，其迭代次数和系统 的规模关系不大，如果程序设计良好，每次迭代的计算量仅与节点数成正比。 2) 对初值很敏感，有时需要其他算法为其提供初值。如果初值选择不当，可能根本不 收敛或收敛到一个无法运行的解点上。 3) 对函数的平滑性敏感，所处理的函数越接近线性，收敛性越好，为改善功率方程的 非线性，实用中可以通过限制修正量的幅度来达到目的。但幅度不能太小。 4)对以节点导纳矩阵为基础的G-S法呈病态的系统，N-L法一般都能可靠收敛。 最小化潮流计算：上述潮流计算问题归结为求解一个非线性代数方程组。另外潮流问题在数学上还可以表示为求某一个由潮流方程构成的目标函数的最小值问题，并以此代替代数方程组的求解。从原理上保证了计算过程永远不会发散，有效解决了病态系统的潮流计算并为给定条件下潮流问题的有节与无解提供了一个明确的判断途径。 对非线性规划进行改进，并将数学规划原理和常规的牛顿潮流算法有机结合起来，形成带有最优乘子的牛顿算法，简称最优乘子法。能有效解决病态电力系统的潮流计算问题。 最优潮流：基本潮流可归结为针对一定的扰动变量，根据给定的控制变量，求出相应的状态 欢迎您：W320901121259 | 退出系统 ?在线作业 ?成绩管理 在线作业 ?进行中的 ?未开始的0 ?已过期的 成绩详细信息 序号时间成绩状态查看1 2013-03-02 21:53:42 100.0 结束 2 2013-03-02 21:48:19 95.0 结束 3 2013-03-02 21:37:01 95.0 结束 返回 电力系统分析-在线作业_A用户名：W320901121259最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 对某一时刻，系统用户所消耗功率之和，称为电力系统的（）。 发电负荷 综合用电负荷 经济负荷 供电负荷 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：综合用电负荷 知识点： 2. 电力系统如图四所示，（）。 图四 节点1为平衡节点 节点3为平衡节点 节点4为平衡节点 节点2为平衡节点 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：节点4为平衡节点知识点： 3. 当电压中枢点供电的各负荷变化规律大致相同，且负荷的变动较大、供电线路较长时，电压中枢点应采用（）的调压方式。 逆调压 恒调压 常调压 顺调压 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：逆调压 知识点： 4. 一条35kV线路的参数为：r1=0.26Ω/km，L=20km；线路末端最大负荷P max=6MW，功率因数cos=0.95，最大负荷利用小时数T max=5000h，则（）。 线路全年的电能损耗为5.4×105 kWh 用户全年实际用电量为550万kWh 最大负荷损耗时间为5000h 线路全年运行小时为5000h 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答：线路全年的电能损耗为5.4×105 kWh 知识点： 5. （）分配各节点无功电源功率，可以能使电网有功功率损耗?P∑最小。 东北农业大学网络教育学院 电力系统分析作业题参考答案 作业题一参考答案 一、填空题 1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为231KV。 2．电力系统中性点有效接地方式指的是中性点直接接地。 3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和电阻。 4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路额定电压的数值差。 5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和功率表示。 6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的频率。 7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统二个及以上地方发生故障。 8．用对称分量法计算不对称故障，当三相阻抗完全对称时，则其序阻抗矩阵Zsc的非对角 元素为零。 9．系统中发生单相接地短路时故障点短路电流的大小是零序电流 的3倍。10．减小输出电元件的电抗 将提高（改善）系统的静态稳定性。 二、单项选择题 11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系 （②） ①否②是③不一定④根据发电机的形式定12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（③） ①内层②中间层③外层④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是 （③） ①全补偿②欠补偿③过补偿④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（②） ①越大②越小③不变④无法确定 15．变压器的电导参数GT，主要决定于哪一个实验数据（①） ①△PO ②△PK ③UK% ④IO% 16.当功率的有名值为s＝P＋jQ时（功率因数角为）取基准功率为Sn，则有功功率的标么值为（③） ①P ②P ③P④Pcos S n cos S n si n S n S n 17.环网中功率的自然分布是 （④） 八、某简单系统如图若在K 点发生三相短路，求使得系统保持暂态稳定的极限切除角。 九、某电厂有两台机容量均为50MW ，耗量特性分别22 1 11222F 0.01P 1.2P 10F 0.02P P 12＝＋＋，＝＋＋，最小技术负荷为其容量的25%，求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？ 十、有一台降压变压器如图所示，其归算至高压侧的参数为4.93＋j63.525Ω，已知变压器母线在任何方式下均维持电压为107.5KV，其低压侧母线要求顺调压，若采用静电电容器作为补偿设备，试选择变压器分接头和无功补偿设备容量。 解 一、10kV 线路的等值电路如图所示，已知末端电压为10.4kV 。求始端电压。 解： 2113 0.48kV 10.4 PR QX U U +?+??= == 1210.40.4810.40.4810.88kV U U U =+?=+=+= 二、试求如图所示的等效电路的节点导纳矩阵，图中给出了各支路阻抗和对地导纳的标幺值。若3、4节点间的支路用图2所示的支路代替，再求该网络的节点导纳矩阵。 1+j3Ω 10.4kV 2＋j1MV A 1U 解 三、某电力系统如图所示，f 处发生不对称接地故障，试画出正序、负序和零序等值电路（各元件的序参数用相应的符号表示，如用X L1表示线路正序电抗）。 3 j0.3 0.1+j0.4 0.12+j0.5 j0.25 j0.25 2 4 0.08+j0.4 1 解 四、已知系统如图所示。k点发生不对称接地短路，试画出图示系统的正序、负序、零序网络。 解 L N x f G-1 G-2 B-1 B-2 G1 G2 115kV k T2 N jx T1 l G1G2电力系统分析(本)网上作业二及答案
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