华北电力大学（北京）
2005年博士研究生入学考试试题（B）
解答下列各题（每题10分，共100分）
1、近几年我国多数地区出现了“电荒”现象，各地不得不采取拉闸限电措施，而10年前
我国的电力还是供大于求，你如何分析这种现象？对电力的规划和发展有何良策？
答案1：出现‘电荒’的原因：在“九五”期间特别是电力供应过剩之后，人们对电力工业是否应成为先行工业，有了不同的看法和不同的声音，这成为导致2002年开始出现较大范围缺电的重要原因之一。再加上多年来只高度重视电源，对电网协调发展有所忽视。即既有电源容量不足、又有电网结构薄弱问题，造成了电力短缺。
建议措施包括：建立电力安全危机管理机制，确保电网运行安全；进一步加强需求管理；深化电价改革，尽快形成分环节电价机制；完善宏观调控，深化电力项目审批制度改革，解决无序建设难题；加强协调，确保电煤供应；合理安排机组检修，提高设备健康水平；协调好水力调运与发电关系，提高水能利用率等。
答案2：产生‘电荒’的原因：(1)煤电价格冲突，凸显体制困局；(2)高耗能行业告诉增长，使电力供应对经济增长的支撑能力下降；(3)电力投资连年偏低，造成电力供应能力不足；(4)持续高温、干旱和水电不足，增加了随机性缺电；(5)省间电力壁垒困扰电力供应。
建议措施：加快电力建设同时抑制不合理需求；开发和节约并举；加大结构调整力度，租金产业升级；西电东送以资源换市场；发展循环经济，实行清洁生产；多元化开发电力资源。
2、什么是电力系统的可靠性？有哪些主要的研究内容？
答案：电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能量之能力的度量。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面。
充裕度是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑到系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运。充裕度又称静态可靠性，也就是在静态条件下，电力系统满足用户对电力和电能量的能力。
安全性是指电力系统承受突然发生的扰动，例如突然短路或未预料到的短路或丢失系统元件现象的能力。安全性也称动态可靠性，即在动态条件下电力系统经受住突然扰动，并不简短地向用户提供电力和电能量的能力。
电力系统规模很大，习惯上将电力系统分成若干子系统，可根据这些子系统的功能特点分别评估各子系统的可靠性。可分为：
(1)发电系统可靠性：是对统一并网后的全部发电机组按可接受标准及期望数量，满足电力系统负荷电力和电能量需求之能力的度量。
(2)发输电系统可靠性：是由统一并网后运行的发电系统和输电系统综合组成的发输电系统按可接受标准和期望数量向供电点供应电力和电能量之能力。其可靠性包括充裕度和安全性两方面。
(3)输电系统可靠性：是对从电源点输送电力到供电点按可接受标准及期望数量满足供电负荷电力和电能量需求之能力的度量。其可靠性包括充裕度和安全性两方面。
(4)配电系统可靠性：是对供电点到用户，包括配电变电所、高低压配电线路及接户线在内的整个配电系统及设备按可接受标准及期望数量满足供电电力和电能量需求之能力的度量。
(5)发电厂变电所电气主接线可靠性：是对在组成主接线系统的元件（断路器、变压器、隔离开关、母线）可靠性的指标已知和可靠性准则给定的条件下，评估整个主接线系统可靠
性准则满足供电电力和电能量需求之能力的度量。
电力系统可靠性是通过通过定量的可靠性指标来度量的。一般可以由故障对电力用户造成的不良影响的概率、频率、持续时间、故障引起的期望电力损失及期望电能量损失等指标描述，不同的子系统可以有专门的可靠性指标。
3、电力系统的潮流计算有哪些常规算法？有哪些扩展算法？
答案1：常规算法有：高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法、快速解耦法。扩展算法有：保留非线性潮流算法、最小化潮流算法、最优潮流算法。
高斯-赛德尔法（G_S法）。算法特点：在系统病态的情况下，收敛困难；计算速度缓慢；程序编制简便灵活。
牛顿-拉夫逊法（N_L法），其实是非线性方程或非线性方程组的多次线性逼近。算法特点：平方收敛；对初值很敏感，需要其他算法为其提供初值；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；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。
快速解耦法（PQ分解法）：用两个阶数几乎减半的方程组来代替原方程组，显著减少了内存量和计算量；迭代矩阵为常数阵，只需形成求解一次，大大缩短每次迭代所需时间；迭代矩阵对称，可形成上下三角存储，减少内存量和计算量；基于以上原因，PQ法内存所需量是N_L法的60%，每次迭代所需时间为N_L法的20%；线性收敛，收敛次数多于N_L 法，但总的计算速度仍能大幅度提高；对于R/X过大的病态条件以及线路特别重载的情况下，可能不收敛，一般适用于110kv及以上的电网；由于算法的精确程度取决于e，PQ分解法的近似处理只影响计算过程，并不影响结果的精度。
保留非线性潮流算法。特点及性能：采用恒定雅克比矩阵；修正量总是相对于初始估计值；对初值敏感；计算速度比N_L法快，比PQ分解法慢；内存耗量较大。
最小化潮流算法。基于数学规划的潮流计算在内存需要量和计算速度方面都大大逊色于各种常规潮流计算法。
最优潮流算法：就是当系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，所找到的能满足所指定的约束条件，并使系统的某一个性能指标或目标函数达到最优时的潮流分布。最优潮流与基本潮流的不同点：基本潮流的控制变量是给定的，而最优潮流中的控制变量通过优选得到；最优潮流除了要满足潮流等式约束外，还必须满足大量的不等式约束条件；基本潮流计算是求解非线性代数方程组，而最优潮流是一个非线性规划问题；基本潮流仅仅完成计算功能，而最优潮流可以根据实际需要自动优选控制变量，具有指导系统进行优化调整的决策功能。
直流潮流法。
随即潮流法。
三相潮流法。
4、电力市场中通常采用可用输电能力（A TC）来衡量输电线的有功传输能力，请解释一下
什么是ATC？
答案1：ATC是指在现有的输电合同基础上，实际物理输电网络中剩余的、可用于商业使用的传输容量。
答案2：ATC是在已有的协议基础上，在实际输电系统中可以用于进一步商业活动的富余输电能力。
数学上，ATC可以表示为线路最大输电能力TTC减去输电可靠性裕度TRM，减去容量效益裕度CBM，再减去现存输送协议ETC。
5、用户电力技术（Customer Power）是应用电力电子技术解决用户电能质量问题的一种方
法，请简单说明之。
答案1：用户电力技术就是在配电系统应用电力电子控制器对用户提供增值的、可靠地、高质量的电力。
答案2：用户电力技术应用大功率电力电子器件解决用户电力中的电能质量、节约用电和安全用电等问题。
用户电力技术可以使电力用户在供电可靠性和电能质量上得到的益处主要有：
(1)无（或极少有）电力中断。
(2)电压降临的幅度和持续时间在允许范围内。
(3)过电压的幅度和持续时间在允许范围内。
(4)电压谐波含量低。
(5)相间不平衡度小
(6)在允许范围内的负荷波动、非线性和低功率因数对母线电压无明显影响
用户电力技术的核心是能够对供应的电力进行控制、变换，为用户或负荷提供满足电能质量指标及安全、经济、可靠运行等要求的电能。完成这种控制与变换的关键是各具特色的电力电子器件及其控制电路。
用户电力技术包括用户配电系统测试评估技术、电能质量控制技术、电能转换技术、固态开关技术。
6、请解释什么是电力系统的‘低频振荡’？
答案1：电力系统中发电机经输电线并列运行时，在扰动下会发生发电机转子间的相对摇摆，并在缺乏阻尼时引起持续振荡，此时输电线上功率也会发生相应振荡。由于机组的惯性时间常数，其振荡频率很低，一般为0.2~2.5Hz，故称为低频振荡（又称功率振荡，机电振荡）。
答案2：整个原动机、发电机组的转子，相对与电力系统发生振荡时，其振荡频率通常在每分钟几个周波至几十个周波范围内。
原因：弱阻尼或负阻尼。重负荷、长距离送点、有强励磁的大机组。
解决措施：减负荷、PSS电力系统稳定器（励磁）、GPSS调速侧PSS、其他
7、简述高压直流输电（HVDC）系统的概念、特点、和主要应用。
答案1：
HVDC的优点：(1)线路造价低、损耗少；(2)不存在稳定问题（没有电抗）；(3)可以实现交流系统非同步联网；(4)调节速度快，运行可靠；(5)限制短路电流；(6)可方便地进行分期建设和增容扩建，有利于发挥投资效益
HVDC的缺点：(1)换流站造价高；(2)换流器消耗的无功多；(3)产生大量的谐波；(4)换流装置几乎没有过载能力；(5)缺乏高压直流开关；(6)直流输电利用大地（或海水）为回路而带来的一些技术问题；(7)直流输电线路难于引出分支线路，绝大部分只用于端对端送电。
HVDC应用场合：(1)远距离大容量输电（等价距离）；(2)非同步联网；(3)海底电缆送电；(4) 用地下电缆向大城市供电；(5)交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；(6)配合新能源的输电。
8、等面积定则是判断暂态稳定的基本准则，请简述其内容和物理意义。
答案：
9、电力市场条件下，电力生产和运行部门的辅助服务包含哪些主要内容？
答案1：辅助服务是电网的安全稳定运行所必需的，分为基本辅助服务和有偿辅助服务。基本辅助服务按照有关规则的规定，是发电公司的义务，必须提供，有偿辅助服务由市场运行部门有偿购买使用。
发电辅助服务包括：(1)有功频率控制（AGC）；(2)旋转备用；(3)非旋转备用；(4)替代备用；(5)无功及电压支持；(6)恢复及黑启动，即调峰、调频、调压、黑启动。
答案2：辅助服务是为保障电力系统安全稳定运行和电力供应质量必不可少的一种服务，指除正常电能生产外所提供的频率控制、备用容量、无功支持、黑启动等服务。
辅助服务是相对于电能生产、输送和交易的主市场而言的。目前辅助服务并没有一个公认的统一定义，不同的学者对辅助服务的定义和内容的划分有所不同，现将有关辅助服务的定义和主要内容总数如下：(一）从输电的角度将辅助服务定义为: 为完成输电的主要功能——将电能从发电厂输送到用户, 并保证安全和质量所需要采取的所有辅助措施。认为辅助服务的主要内容有: (1) 负荷跟踪与频率控制; (2) 旋转备用; (3) 运行备用; (4) 无功备用和电压控制; (5) 发电再计划; (6) 处理能量不；(二)认为辅助服务是指那些为满足输电的可靠性和经济性要求而必须提供的服务, 包括调度、电压和无功功率控制、频率控制、各种系统备用、稳定控制等；(三)从发电侧考虑, 认为辅助服务是发电厂为保证电力系统安全可靠运行而采取的必要措施。电厂的辅助服务包括: (1) 发电厂失去厂用电时机组启动能力; (2) 发电机调节特性——系统频率控制; (3) 发电机无功能力——系统电压控制；(四)也从发电侧角度来考虑, 认为辅助服务是发电厂为保证电力系统安全可靠运行能力而采取的必要措施。主要内容有: (1) 发电厂的频率偏差调整和控制; (2) 发电厂的AGC;(3) 发电厂额外增发无功容量; (4) 发电厂提高自启动能力；(五)从运行管理的角度出发, 把在当日的实时运行中, 由于一些不可预测和不可控制的原因, 如交易的临时变动、负荷的随机波动以及机组的强迫停运等, 为保证供电质量和可行性而要求有一个有功、无功的实时平衡服务以及其它的运行服务, 称为辅助服务；(六)提出了辅助服务的定义: 辅助服务是由控制设备和操作员执行的有关功能,这些功能是发、控、输、配电用以支持基本的发电容量、电能供应和电力传输服务。主要内容有:( 1) 计划和调度; (2) 负荷跟踪; (3) 旋转备用; (4)运行备用; (5) 能量平衡; (6) 替代备用; (7) 电压控制；(七)认为辅助服务包括: (1) 有功备用和频率控制; (2) 无功备用和电压控制; (3) 黑启动。
10、请写出你硕士学位论文题目，并简述主要研究内容和贡献。
华北电力大学（北京）
2005年博士研究生入学考试试题（A）
解答下列各题（每题10分，共100分）
1.2003年8月14日，美加部分地区发生了大停电事故，这次事故震动了全世界，请简述
事故的起因是什么？谈谈大停电给我们的教训是什么？
答案1：
2.电力系统可靠性、安全性、和稳定性各有什么含义？简述各自的主要研究内容。
答案1：电力系统安全性：指在设备不过负荷，而且在它的网络上的变量不偏离允许范围的条件下，满足负荷需求的能力。
3.通过功率方程说明为什么潮流计算的数学模型是非线性的？应该采用什么样的数学方
法求解？
4.简述保证电力系统安全的‘三道防线’是什么？
答案1：
第一道防线是指正常运行方式下的电力系统受到单一故障扰动后，由继电保护装置准确动作迅速切除故障，保持电力系统稳定运行和电网的正常供电。
第二道防线是指正常运行方式下的电力系统受到较严重的故障扰动后，继电保护装置正确动作后，由切除发电机和切除负荷等稳定运行。
第三道防线是指电力系统的稳定破坏后，由防止事故扩大的稳定控制措施构成第三道防线。采取解列电网等措施防止系统全部崩溃，保证部分重要用户供电，避免长时间、大面积停电。
5.电能质量包含哪些内容？电能质量的指标有什么特点？
答案：电能质量的定义：导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。
电能质量包括4个方面的相关术语和概念：
电压质量即用实际电压与额定电压间的偏差，反映供电企业向用户供给的电力是否合格；
电流质量即对用户取用电流提出恒定频率、正弦波形要求，并使电流波形与供电电压同相位，以保证系统以高功率因数运行；
供电质量包括技术含义和非技术含义：技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量包括供电企业对用户投诉的反应速度和电力价格等；
用电质量包括电流质量和非技术含义。
电能质量标准：(1)频率偏差：包括在互联电网和鼓励电网中的两种；(2)电压幅值：慢速电压变化（即电压偏差）；快速电压变化（电压波动和闪变）；电压暂降（是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间（10ms~1min）内下降到90%的额定值以下，然后又恢复到正常水平，会使用户的次品率增大或生产停顿）；短时断电（又称电压中断，是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失3min，电压中断使用户生产停顿，甚至混乱）；长时断电；暂时工频过电压；瞬态过电压；(3)电压不平衡；(4)电压波形：谐波电压；间谐波电压；(5)信号电压（在电力传输线上的高频信号，用于通信和控制）。
电能质量的改善：
(1)改善电能质量基础工作：掌握供电网络运行状态，对电能质量开展实时监测，以掌握其动态；分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用仿真软件对电网结构的固有谐振特性进行计算与分析，排除虚假的谐波干扰；开展系统的合理设计和改造，变电站的设计和投运以及新的电力用户投运之前都要进行谐波源负荷及电能质量要求等方面的技术咨询，线路网络改造和建设也要结合运行负荷的特点和措施，以降低线损，降低设备损失事故；开展滤波装置或无功补偿装置的研制、调试和现场测试，以了解治理后的效果，并总结经验。
(2)VQC装置（电压无功综合控制装置），其基本控制原理：把主变高压侧无功潮流量，减去目前补偿量，作为负荷的无功潮流量。将目前测得的电压值与电压比较器定值比较，当超出或低于两个电压比较器定值时，通过运算器进行运算来启动主变分接开关换挡及增减补
偿电容的投切组数，从而使主变中、低压侧电压控制在标准范围内，并可以使主变高压侧的无功潮流>0（即无功不反送）。
(3)无源滤波装置：该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上谐波形成低阻抗通路，已达到抑制高次谐波的作用。
(4)有源滤波器(APF)：利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。与无源滤波器相比，有以下特点：不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，既具有高度可控性和快速响应性等特点。
6.对同步发电机的数学模型进行派克变换的数学和物理意义是什么？
7.简述高压直流输电（HVDC）系统的概念、特点、和主要应用。
8.等面积定则是判断暂态稳定的基本准则，请简述其内容和物理意义。
答案：
暂态稳定的“等面积定则”必须满足面积abcd=defg的条件，转子才能再一次回到同步转速，功角才不再继续增大。面积abcd成为加速面积，面积defg成为减速面积。因此，加速面积与减速面积相等是保持暂态稳定的条件。
在同样的切除时间条件下，扰动越大，即P2越小，加速面积越大，系统暂态稳定水平越低。另外正常运行点越高，也会造成加速面积大于减速面积，使系统不能保持暂态稳定。加速面积=减速面积的最高正常运行点就是暂态稳定极限。即P0在一定位置时，abcde=defk’就是暂态稳定极限。
物理意义：在上图中画出了发电机在正常运行P1、故障P2和故障切除P3三种状态下的功率特性曲线。假定机械功率P T始终保持P0。图中a点表示正常运行时发电机的运行点。发生短路后功率特性立即降为P2，但由于转子的惯性，转子角度不会立即发生变化，其相对于无限大系统母线U 的角度δ0仍然保持不变。因此发电机的运行点由a点突然变至b点，输出功率显著减少，而原动机机械功率P T不变，故产生较大的过剩功率。故障情况愈严重，P2功率曲线幅值愈低（三相短路时为零），则过剩功率愈大。在过剩转矩的作用下发电机转子将加速，其相对速度（相对于同步转速）和相对角度δ逐渐增大，使运行点由b点向c 点移动。如果故障永久存在下去，则始终存在过剩转矩，发电机将不短加速，最终与无限大
系统失去同步。实际上，短路后继电保护转置将迅速动作切除故障线路。假设在c点时将故障切除，则发电机的功率特性为P3，发电机的运行点从c点突然变至e点（同样由于δ不能突变）。这时发电机的输出功率比原动机的机械功率大，使转子受到制动，转子速度逐渐减慢。但由于此时的速度已经大于同步转速，所以相对角度还要继续增大。假设制动过程延续到f点时转子转速才会到同步转速，则δ角不再增大。但是，在f点是不能持续云高兴的，因为这时机械功率和电磁功率仍不平衡，前者小于后者。转子将继续减速，δ开始减小，运行点沿功率特性P3由f点向e、k点转移。在达到k点以前转子一直减速，转子速度低于同步速。在k点虽然机械功率与电磁功率平衡，但由于这时转子速度低于同步转速，δ继续减小。但越过k点以后机械功率开始大于电磁功率，转子又加速，因而δ一直减小到转速恢复同步转速后又开始增大。此后运行点沿着P3开始第二次振荡。如果振荡过程中没有任何能量损耗，则第二次δ又将增大至f点的对应角度δmax，以后就一直沿着P3往复不已地振荡。实际上，振荡过程中总有能量损耗，或者说总存在着阻尼作用，因而振荡逐渐衰减，发电机最后停留在一个新的运行点k上运行。k点即故障切除后功率特性P3与P T的交点。
如果故障线路切除得比较晚，这时在故障线路切除前转子加速已比较严重，因此当故障线路切除后，在到达f点时转子转速仍大于同步转速。甚至在到达k’时转速还未降至同步转速，因此δ就将越过k’点对应的角度δk’。而当运行点越过k’点后，转子又立即承受加速转矩，转速又开始升高，而且加速度愈来愈大，δ将不断增大，发电机和无限大系统之间终将视区同步。
9.电力市场条件下，电力生产和运行部门的辅助服务包含哪些主要内容？（答案见上）
10.请写出你硕士学位论文题目，并简述主要研究内容和贡献。
08年有一道题是关于节能调度的。
答案：2007年12月20号，随着贵州省正式启动节能发电调度试点，标志着将对我国电力市场产生重大影响的节能调度政策的开始付诸实施。2007年8月，由发展改革委、环保总局、电监会和能源办联合下发的《节能发电调度办法》（试行）规定了不同类型发电的调度优先级，具体如下：
1、无调节能力的可再生能源发电机组；
2、有调节能力的可再生能源发电机组满足环保要求的垃圾发电机组；
3、核能发电机组；
4、按“以热定电”方式运行的燃煤热电联产机组和资源综合利用发电机组；
5、天然气、煤气化发电机组；
6、其他燃煤发电机组，包括未带热负荷的热电联产机组；
7、燃油发电机组。
同类型火力发电机组按照能耗水平由低到高排序，节能优先；能耗水平相同时，按照污染物排放水平由低到高排序。机组运行能耗水平近期暂依照设备制造厂商提供的机组能耗参数排序，逐步过渡到按照实例数值排序。
节能调度的提出，旨在建立一种以能耗及排放水平为基准的发电调度方式，在发电能源消耗方面，最大限度地发挥可再生能源及其他清洁能源的作用，最大限度减少化石燃料的使用；其核心是“改变传统的以平均利用小时数计划为指导的发电量调度方式，取而代之是在保证电网安全的前提下，按照机组能耗水平排序，能耗低的机组多发电，能耗高的机组少发电或不发电，实现电能生产环节的能耗最小化，从而达到节能的目的。”
节能调度的背景：1、节能减排是大势所趋。电力行业作为主要能源消耗型行业，节能减排效益十分显著，理应成为优化调整的对象；2、电力供应相对富余。经过近几年来在电源建设方面投入的增多，全国开始出现电力供应相对富余的态势，为节能调度提供了可能，
同时也是通过政策调控促进发电机组更新换代的良好时机；3、电网建设投入增多。电网建设的投入增多，使得实施节能调度后电网输电环节的配套投入能够保证，避免出现在发电侧节能调度，却因电网受阻无法实施的情况。
华北电力大学（北京）
2003年博士研究生入学考试试题（A）
解答下列各题（每题10分，共100分）
1、从安全角度来看，电力系统运行的五种状态是什么？简述每种状态的特点。
2、电力系统的可靠性、安全性和稳定性各有什么含义？简述各自的主要研究内容。
3、通过功率方程说明为什么潮流计算的数学模型是非线性的？应该采用什么样的数学方
法求解。
4、电力系统正常运行时既要保持有功平衡，也要保持无功平衡，试从电源、负荷及管理、
控制方面说明保证有功平衡和无功平衡的主要特点。
5、电能质量包含那些内容？电能质量的指标有什么特点？
6、对同步发电机的数学模型进行派克（Park）变换的数学和物理意义是什么？
7、简述高压直流输电（HVDC）系统的概念、特点和主要应用。
8、等面积定则是判断暂态稳定的基本准则，请简述其内容和物理意义。
9、电力市场条件下，电力生产和运行部门的辅助服务（Auxiliary Service）包括那些主要
内容？
10、请写出你硕士学位论文题目，并简述主要研究内容和贡献是什么。
中国电力科学研究院
2004年博士研究生入学考试试题
1、2003年8月14日，美加部分地区发生了大停电事故，这次事故震动了全世界，请简述事故的起因是什么？谈谈大停电给我们的教训是什么？
答案1：起因：2003年8月14号下午，美国俄亥俄州克利夫兰市郊外一条过热的电线下垂到一棵树上，引发了一系列激烈的连锁反应，导致了北美有史以来最大规模的停电。据负责美加大面积停电事故调查的北美电力可靠性委员会披露了大停电的一些情况：这次事故的原因可能是电压变化、输电线故障和发电厂停电等问题共同造成的。
教训：电网结构要合理；具备合适的可靠的继电保护和安全自动装置；无功电源和电压
控制；防止负荷大量转移引起的恶性连锁反应；建立好最后一道防线，防止长时间大面积停电和对最重要用户的破坏性停电。
答案2：教训：(1)控制适当的电网规模；(2)对陈旧的电网的改善：加强日常维护；保证足够的备用容量；发展分散配置电网；开发分散式电源；(3)研发新的自动控制技术；(4)提高运行人员素质；(5)加强管制，采用统一分层管理，促进信息协调；(6)加强经济、政策的引导作用；(7)建立紧急事故防御体系。
结论：改革和发展与安全应当是并行不悖、相辅相成的，电力系统体制改革的推进不是以牺牲电力系统安全、可靠性为代价，相反，改革和发展的目的之一就是要实现更高的安全、可靠性这一目标。同时电力系统的安全也是电力改革能否顺利进行的重要条件和成功与否的重要标志。在电力市场化的今天，在电力改革的过渡时期会给电力可靠性带来一定的风险。面对众多的重大事故，在今后的发展过程中必须认识到电力系统的改革和发展必须高度重视安全问题。
2、高斯-赛德尔迭代法和牛顿拉夫逊迭代法是常规的潮流计算方法，请介绍一下最优潮流（OPF）算法的原理及其应用。
3、简述电力系统中主要有那些控制？并简单介绍其控制原理，你认为那种控制是最完美的？
答案1：励磁控制、调速控制、AGC控制、有载调压变压器分接头控制、无功补偿装置自动投切、直流输电控制、FACTS控制、自动重合闸、开关投切、汽门和蝶阀控制、低周减载等。
4、写出dp0坐标下的同步发电机的磁链方程和电压方程，简述派克（Park）变换在同步发电机建模及分析中的作用是什么？
5、暂态稳定分析的基本数学模型是什么？简述等面积定则的原理及其在暂态稳定分析中的应用。
电力系统分析（大题部分） 14年和15年考过的题应该不会再考，今年考 调压的可能性非常的大，其次是潮流计 算，最优 网损，最优有功分配。不过每个专题的大题都应该掌握，以下列出最经典的题， 记住做题步骤，理解做题方法，掌握以后基本可以应试。 14年15年的考题的解答放在了 相应的板块中。 一.元件参数： 本节本质：只需要把公式记下来会算即可，知道算出来以后 变压器的等值电路、线路的n 型等值电路 如何画。 1. 线路参数计算： 如果考会给这些已知量：电阻率p （铝31.5），导线截面积S （如LGJ-400,截面积 就是 400），导线长度（km ）,直径d 或者半径r （公式里是半径），三相导线的几何平 均距离Dm （Dm 是三根导线互相之间距离乘积，开个三次根号，如ABC 三相相邻间隔4 米, 那么Dm=U X 4 X 8）。有了上述这些可以算出导线的等值电路。 先算出每千米导线的电阻r ，电抗X ，电纳b ，最后乘以长度。 公式如下： 电阻：r = p / S 亠丄、 Dm 电抗：x = 0.1445lg + 0.0157 r 用算出来的乘以长度，得出线路参数 R,X,B ，单位是欧姆Q 和西门子S 。 等值电路: 2. 变压器参数计算: 如果考会给这些已知量：额定容量S N ,短路损耗P k ,阻抗电压百分数U%空载损耗 P 。，空载电流 电纳: 7.58 弄X10
百分数I。％以及变比，如220kv/11kv。 直接带入公式计算： 厂P K U2 R T = X' 11000S N S N 2 7 U K% U N2 X T = X 1100 S N P0 S N Gr = X —2 I000S N U N2 I 0% S N B T = X —2 100 U N2 上述U N的选择：高压侧低压侧都可，按高压侧电压带入，算出来的参数是高压侧的，同理低压侧。比如220KV/11KV的变压器，如果末端电压10KV。变压器参数计算时，UN带入的是高压侧电压220,那么整条线路进行潮流计算的时候电压等级就是220，末端电压 需要归算，即乘以变压器的变比（归算只需看从这头到那头经过多少变压器，乘以变比即可），10X 220/11=200，在计算中，末端电压就是200kV。 等值电路： 注意是G-jB，线路是正的，这里是负的。 二?简单电力网潮流计算： 大纲中只要求开式网计算，但是14年15年都考了超纲内容，环网还是看一下比较好, 加了*号，有精力要看一下，实在没时间就舍弃吧。 本节本质：对于单电源线路运用三个公式求出每个节点的电压，功率。对于环网和双电源网络，还需掌握额外几个公式。有可能结合第一节的内容来考，考到可能性较高。 题型有三种，已知首端或末端电压及此节点的功率（即电压功率在一个节点）；已知首端电压和末端功率，或末端电压首端功率（即电压功率不在一个节点）；
一、填空题(每空1分，共15分) 1、一只标有额定电压20V、额定功率1W的灯泡。现接在10V的电源下使用，则其阻值为，实际电流是，实际消耗的功率为。 2、电流源IS=5A，r0=2Ω，若变换成等效电压源，则U=，r0=. 3、b条支路、n个节点的电路，独立的KCL方程数等于，独立的个KVL方程数等于。 4、三相四线制供电线路可以提供两种电压，火线与零线之间的电压叫做，火线与火线 之间的电压叫做。 5、正弦周期电流的有效值与最大值之间的关系是。 6、某一正弦交流电压的解析式为u=102cos（200πt＋45°）V，则该正弦电流的有 效值U=_____________V，频率为f=H Z。当t=1s 7、线性电路线性性质的最重要体现就是性和性，它们反映了电路中激励与响应的内在 关系。 8、功率因数反映了供电设备的利用率，为了提高功率因数通常采用补偿的方法。 二、判断题(正确打“√”,错误打“×”)(每题1分，共10分) 1、受控源与独立源一样可以进行电源的等效变换，变换过程中可以将受控源的控制量 变异。（） 2、叠加定理适用于线性电路，电压、电流和功率均可叠加。（） 3、应用叠加定理和戴维宁定理时，受控源不能与电阻同样对待。（） 4、电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量越准确。（） 5、含有L、C元件的正弦交流信号电路，若电路的无功功率Q=0，则可判定电路发生谐 振 。 （ ） 6、电压和电流计算结果得负值，说明它们的参考方向假设反了。（） 7、电功率大的用电器，电功也一定大。（）
Ω100s i 1H F 18、结点电压法是只应用基尔霍夫电压定律对电路求解的方法。（） 9、非正弦周期量的有效值等于它各次谐波有效值之和。（） 10、实用中的任何一个两孔插座对外都可视为一个有源二端网络。（） 三、单项选择题(每小题1分，共20分) 1、一根粗细均匀的电阻丝，阻值为25Ω，将其等分成五段，然后并联使用，则其等效电阻是（） A.1/25Ω B.1/5Ω C.1Ω D.5Ω 2、两个同频率正弦交流电流i1、i2的有效值各为40A 和30A 。当i1+i2的有效值为10A 时，i1与i2的相位差是（） A.0O B.180O. C.90O D.270O 3、在R 、L 、C 串联电路中，当总电流与总电压同相时，下列关系式正确的是（） A.ωL 2c =1 B.ωLC =1 C.ω2LC =1 D.ωLC 2=1 4、图示单口网络的等效电阻等于（） (A)2Ω (B)4Ω (C)6Ω (D)-2Ω 5、图示电路中电阻R 吸收的平均功率P 等于（） (A)12.5W (B)16W (C)32W (D)25W 6、示电路中电压u 等于（） (A)4V (B)-4V (C)6V (D)-6V 7、图示谐振电路的品质因（） (A)0.01 (B)1 (C)10 (D)100 8、5F 的线性电容的端口特性为（） (A)i u 5=(B)i 5=ψ(C)q u 2.0= 9、端口特性为43+=i ψ的二端电路元件是（）元件 (A)电感(B)电容(C)电阻 10、LC 并联正弦电流电路中， A I A I A I C L R 5,1,3===则总电流为（）A 。 (A) 8(B)5 (C) 4 Ω 2Ω2- 2V + u -+
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
电路分析试题（Ⅰ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．KVL体现了电路中守恒的法则。 2．电路中，某元件开路，则流过它的电流必为。 3．若电路的支路数为b，节点数为n，则独立的KCL方程数 为。 4．在线性电路叠加定理分析中，不作用的独立电压源应将 其。 5．若一阶电路电容电压的完全响应为uc(t)= 8 - 3e-10t V,则电容电压的零输入响应为。 7．若一个正弦电压的瞬时表达式为10cos(100πt+45°)V,则它的周期T 为。 8．正弦电压u1(t)=220cos(10t+45°)V, u2(t)=220sin(10t+120°)V, 则相位差φ12＝。 9．若电感L＝2H的电流i =2 cos(10t+30°)A (设u ,i为关联参考方向)，则它的电压u为。三．求下图单口网络的诺顿等效电路，并画等效电路图。(15分) a b 四．用结点分析法，求各结点电位和电压源功率。(15分) 1 2
五．一阶电路如图，t = 0开关断开，断开前电路为稳态，求t ≥0电感电流i L(t) ,并画出波形。(15分) 电路分析试题（Ⅱ） 二. 填空（每题1分，共10分） 1．电路的两类约束 是。 2．一只100Ω，1w的电阻器，使用时电阻上的电压不得超过 V。 3．含U S和I S 两直流电源的线性非时变电阻电路，若I S单独作用时，R 上的电流为I′，当U S单独作用时，R上的电流为I"，（I′与I" 参考方向相同），则当U S和I S 共同作用时，R上的功率应 为。 4．若电阻上电压u与电流i为非关联参考方向，则电导G的表达式 为。 5．实际电压源与理想电压源的区别在于实际电压源的内 阻。 6．电感元件能存储能。 9．正弦稳态电路中, 某电感两端电压有效值为20V，流过电流有效值为2A，正弦量周期T =πS , 则电感的电感量L ＝。 10．正弦稳态L，C串联电路中, 电容电压有效值为8V , 电感电压有效值 为12V , 则总电压有效值为。 11．正弦稳态电路中, 一个无源单口网络的功率因数为0. 5 , 端口电压u(t) ＝10cos (100t +ψu) V，端口电流i(t) = 3 cos(100t - 10°)A (u,i 为
电力系统分析练习题 一、简答题 1、电力线路的正序电抗与零序电抗是否相等？ 2、在220kV及以上的超高压架空线路上，普遍采用分裂导线，采用分裂导线后，线路电感、线路并联电容会增大还是变小？ 3、动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？ 4、电力变压器的主要作用是什么？ 5、采用标么值计算有什么优点？ 6、对电力系统运行的要求是什么？ 7、试画出单相变压器等值电路。 8、试画出电力线路等值电路。 二、如图所示的电力系统 1.确定发电机G，变压器T-1、T-2、T-3，线路L-1、L-2、L-3及电容器Y c的额定电压； 2.给出其稳态分析时的等值电路； 3.输电线路L-3阻抗为5+j20Ω（忽略并联支路），末端有功功率为10MW，功率因数为 0.80（感性），末端电压为35kV，计算线路L-3的功率损耗和电压损耗； 4.条件同3，但功率因数提高到0.90（感性），请问线路L-3的功率损耗和电压损耗会
增加还是减少？ 三、电力系统接线如下图所示，电网各级电压示于图中，求 1)发电机和各变压器高低压侧额定电压； 2)设T-1 高压侧工作于+2.5%抽头，T-2工作于主抽头，T-3高压侧工作于-5%抽头，求各变压器实际变比。 四 93kW,短路电压23.5kW G 、B 。 五、一容量比为90/90/60兆伏安，额定电压为220/38.5/11千伏的三绕组变压器。工厂给出试验数据为：ΔP s’(1-2)=560千瓦，ΔP s’(2-3)=178千瓦，ΔP s’(3-1)=363千瓦，V S （1-2）%=13.15, V S （2-3）%=5.7, V S （3-1）%=20.4, ΔP 0=187千瓦，I 0 %=0.856。试求归算到220千伏侧的变压器参数。（注：功率值未归算，电压值已归算） 六、已知某一变压器参数如表1所示。 表1
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;
三、简答题 31．电力变压器的主要作用是什么? 答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压,另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用. 32。简单闭式网分为哪些类网络? 答:简单的闭式网可分为两端供电网络(2分)和环形网络(２分）两类(1分)。 33．为什么说当电力系统无功功率不充足时仅靠改变变压器变比分按头来调压并不能改变系统的电压水平？ 答：通过调分接头实质是改变了电力网的无功分布，只能改善局部电压水平,同时却使系统中另个的某些局部电压水平变差并不能改变系统无功不足的状况因此就全系统总体来说并不能改变系统的电压水平。 34。为什么变压器中性点经小电阻接地能够提高当系统发生接地故障进的暂态稳定性? 答：在输电线路送端的变压器经小电阻接地,当线路送端发生不对称接地时，零序电流通过该电阴将消耗部分有功功率起到了电气制动作用,因而是能提高系统的暂态稳定性。 四、简算题 35。某三相单回输电线路，采用LGJ-30０型导线（计算外径25．2m ｍ），已知三相导线正三角形布置,导线间距离D ＝6m ，求每公里线路的电抗值. 解:计算半径：m 106.12mm 6.122 2. 25r 3-?=== 几何均距:D m =D=６m /km 403.0 0157.010 6.126 lg 1445.0 0157.0r D g l 1445.0x 3 m 1Ω=+?=+=- 36.。１10ＫV 单回架空线路,其参数如图所示,线路始端电压为116KV ，末端负荷为15＋j １0M ＶA ，求该电力线路末端电压及始端输出的功率。 解:
3７.某系统发电机组的单位调节功率为７40MＷ/Hｚ，当负荷增大2００MW时,发电机二次调频增发40MＷ,此时频差为0.2Ｈz，求负荷的单位调节功率. 解： ３８．网K点发生两相短路接地,求K点短路电流值。
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。
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。
电力系统分析复习题 二、计算题 1．有一台110/11，容量为20000KVA 的三相双绕组变压器，名牌给出的实验数据为：△P K =135KW, P 0=22KW ，U k %=10.5，I 0%=0.8，试计算折算到一次侧的Γ型变压器参数，画出等值电路。 2. 无穷大电源供电系统如图1所示，在输电线中点发生三相短路，求短路冲击电流最大有效值和短路功率，已知：Ug=110kV,降压变压器参数为Z T =0.5003+j7.7818Ω，Z L =1.1+j402Ω。 图1 3.电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=1.1*10-4 S ，线路额定电压为110KV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5KV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)*10-6 S ，变压器低压侧负荷为15+j11.25MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为117.26KV 。试画出网络等值电路，计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 4．计算图3网络导纳矩阵（图中数据是阻抗值） 图 3 5.单相对地短路故障如图4所示，故障边界条件为：. . . 0,0fb fa fc U I I ===, 其中：Z 0 =j0.25, Z 1 =j0.14, Z 2 =j0.15, U F =1.05∠0 （a ）画出序网络的连接关系图，(b)写出正、负、零序故障电流、电压计算式。 T 1 L 23 S 36KV
图4 电力线路长100km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =27+j41.2Ω，B l /2=j1.38×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为：Z T =4.93+j63.5Ω，Y T =(4.95-j49.5)×10-6 S ，变压器低压侧负荷为10+j5MVA ，正常运行时要求线路始端电压U 1为118kV 。（1）试画出网络参数为有名值时的等值电路；（2）计算各元件标幺值并绘制标幺值等值电路；（3）计算该输电网的潮流、电压分布（有名值、标幺值均可）。 图3 三、综合题 1. 某一网络进行潮流计算后的数据如图5所示，说明该系统中发电机、变压器及负载个数，利用图中数据说明发电机总的发电功率，负荷总的用电功率，计算网络损耗和效率，网络中各节点电压是否满足稳态运行要求，若要增大节点电压可采取哪种措施？ 图5 2、电力线路长80km ，线路采用LGJ-120导线，如图3所示，其参数为Z l =21.6+j33Ω，B l /2=j1.1×10-4 S ，线路额定电压为110kV ，末端接有一台容量为20MVA 、变比为110/38.5kV 的降压变压器，折算到变压器高压侧的变压器参数为： Z T =4.93+j63.5Ω， T 1 L 23 S 36KV
(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 -
电力系统的潮流计算 西安交通大学自动化学院 2012.10 3．1 电网结构如图3—11所示，其额定电压为10KV 。已知各节点的负荷功率及参数： MVA j S )2.03.0(2 +=， MVA j S )3.05.0(3+=， MVA j S )15.02.0(4+= Ω+=)4.22.1(12j Z ，Ω+=)0.20.1(23j Z ，Ω+=)0.35.1(24j Z 试求电压和功率分布。 解：（1）先假设各节点电压均为额定电压，求线路始端功率。 0068.00034.0)21(103.05.0)(2 2223232232323j j jX R V Q P S N +=++=++=?0019.00009.0)35.1(10 15.02.0)(2 2 224242242424j j jX R V Q P S N +=++=++=?
则： 3068.05034.023323j S S S +=?+= 1519.02009.024424j S S S +=?+= 6587.00043.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0346 .00173.0)4.22.1(106587.00043.1)(2 2 212122'12'1212j j jX R V Q P S N +=++=++=? 故： 6933.00216.112'1212 j S S S +=?+= （2） 再用已知的线路始端电压kV V 5.101 =及上述求得的线路始端功率 12 S ，求出线 路 各 点 电 压 。
kV V X Q R P V 2752.05 .104.26933.02.10216.1)(11212121212=?+?=+=? kV V V V 2248.101212=?-≈ kV V V V kV V X Q R P V 1508.100740.0) (24242 2424242424=?-≈?=+=? kV V V V kV V X Q R P V 1156.101092.0) (23232 2323232323=?-≈?=+=? （3）根据上述求得的线路各点电压，重新计算各线路的功率损耗和线路始端功率。 0066.00033.0)21(12.103.05.02 2 223j j S +=++=? 0018.00009.0)35.1(15 .1015.02.02 2 224j j S +=++=? 故 3066.05033.023323j S S S +=?+= 1518.02009.024424j S S S +=?+= 则 6584.00042.122423' 12 j S S S S +=++= 又 0331.00166.0)4.22.1(22 .106584.00042.12 2 212j j S +=++=? 从而可得线路始端功率 6915.00208.112 j S +=
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（ ）。
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
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）