稳态作业答案

第五章 电力系统的有功功率和频率调整 计算分析题1、某发电厂有三台机组并列运行，其耗量特性分别为：21110015.026.08.2G G P P F ++= （h T /）22220015.029.05.3G G P P F ++= （h T /）23330015.017.00.4G G P P F ++= （h T /）机组功率约束条件为：MW P MW G 50201≤≤MW P MW G 100202≤≤MW P MW G 100203≤≤求负荷功率为200MW 时机组间负荷的最优分配。

解：由耗量特性21110015.026.08.2G G P P F ++= （h T /）22220015.029.05.3G G P P F ++= （h T /）23330015.017.00.4G G P P F ++= （h T /） 求得：1111003.026.0G G P dP dF +==λ 2222003.029.0G G P dP dF +==λ 3333003.017.0G G P dP dF +==λ 根据等耗量微增率准则有：1003.026.0G P +2003.029.0G P +=1003.026.0G P +3003.017.0G P +=MW P P P G G G 200321=++联立求解得：MW P G 601=、MW P G 502=、MW P G 903=由于MW P MW P G G 5060max .11=>=，取MW P G 501=将剩余的负荷200MW-50MW=150MW 在2#、3#机组之间按等耗量微增率准则重新分配得：MW P G 552=、MW P G 953=答：负荷功率为200MW 时机组间负荷的最优分配方案是：MW P G 501=、MW P G 552=、MW P G 953=2、A 、B 两系统由联络线相连。

已知A 系统GA 800MW/Hz K =，LA 50MW/Hz K =，LA 100MW P ∆=；B 系统GB 700MW/Hz K =，LB 40MW/Hz K =，LB 50MW P ∆=。

1、两台发电机容量均为100MW ，耗量特性分别为：211110.20.002G G F P P =++ （t/h ）222230.10.002G G F P P =++ （t/h ）两台发电机同时供一个负荷L P ，试求：1）当系统负荷L P =65MW 时，120G P MW =，245G P MW =分配负荷是不是最优方案？2）当L P =160MW 时，两发电机间的最优分配方案是多少？解：1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+==22221111004.01.0004.02.0G G G G P dP dF P dP dF λλ（1分）， 当120G P MW =，245G P MW =代入上式令212128.045*004.01.028.020*004.02.0λλλλ=⇒⎭⎬⎫=+==+=，所以是最优分配。

2）当L P =160MW 时5.92,5.67160004.01.0*004.02.02121211==⇒⎭⎬⎫=++=+=G G G G G G P P P P P P λ2、三个火电厂并列运行，各发电厂的耗量特性F （t/h ）及功率约束条件如下：（10分）21114.00.300.00070G G F P P =++ 100MW 1G P≤≤200MW 1T 22223.50.320.00040G G F P P =++ 120MW 2G P≤≤250MW 23333.50.300.00045G G F P P =++ 150MW 3G P ≤≤300MW 当总负荷为700MW 和400MW 时，试分别确定发电厂间功率的经济分配（不计网损影响） 解：⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧+==+==+==3333222211110009.03.0008.032.00014.03.0G G G G G G P dP dF P dP dF P dP dF λλλ 令321λλλ==⎩⎨⎧+=++=+32210009.03.00008.032.00008.032.00014.03.0G G G G P P P P MW P MW P MW P P P P G G G G G G 274,250,176700321321===⇒=++3、某系统的综合负荷单位调节功率为Hz MW /500，系统负荷增大1000MW 时，调频厂经二次调频增发的500MW ，系统频率变化为0.2Hz ，求系统的发电机的单位调节功率？ 答：4、 A 、B 两系统中，A 、B 两系统的容量分别是3000MW 、2000MW ，25*=G A K ,6.1*=LA K ,20*=G B K ,4.1*=LB K ,MW PLA 200=∆时，求 （1） 系统A 、B 的机组都参加一次调频后系统频率的变化值；（2） 若A 、B 两系统的机组都参加一次调频，且B 系统部分机组参加二次调频增发50MW 时，求统频率偏移以及联络线上流动的功率。

思考题2-5 一般闭式电力网、各线段R/X 值相等的闭式电力网以及等截面闭式电力网的功率分布的特点是什么？答：电力网功率的自然分布特点如下： 一般闭式电力网，按阻抗分布：****,m mBm mAabS Z S Z S S Z Z ∑∑==∑∑各线段/R X 值相等的闭式电力网，按电阻分布：****,m mB m mA a bS RS RS S RR∑∑==∑∑等截面闭式电力网，按长度分布：,m mBm mAa bSlS lS S l l ∑∑==∑∑习题2-5 试对图2-33所示某220kV 区域电力网络进行潮流计算。

已知： 导线参数Ab 段：LGJ-400，15km ，r 1＝0.08Ω/km ，x 1＝0.418Ω/km ，b 1＝2.7×10－6S/kmbc 段：LGJ-400，180km 变压器参数T-1：SFPL 3-31500/220，分接头电压为220/38.5kV ，等值参数（归算至高压侧）分别为：R T ＝13.95Ω，X T ＝218.18Ω，ΔP 0＝83.7kW ，ΔQ 0＝284kVar ；T-2：SFPSL-60000/220，分接头电压为220/69/46kV （中、低压侧网络额定电压分别为60kV 和44kV ），容量比100%/100%/66.7%（60/60/40MV A ），等值参数（归算至高压侧）分别为：R T 1＝3.36Ω，R T 2＝1.44Ω，R T 3＝2.58Ω，X T 1＝129.5Ω，X T 2＝-7.85Ω，X T 3＝63.1Ω，ΔP 0＝97.8kW ，ΔQ 0＝666kVar 。

V 20+j10MVA20+j10MVA30+j20MVA图2-33 220kV 区域电力网络要求：(1) 绘制电网归算到220kV 的等值电路（含理想变压器），各变压器的励磁导纳支路接在高压侧；(2) 进行潮流计算，确定各节点（包括节点d 、e 、f ）的实际电压和各支路的功率，计算中要考虑功率损耗和电压降落。

第三次作业参考答案1、证明高压电力系统中，无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输；而有功功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。

证明：设节点1电压为1U ，节点2的电压2U ，节电1电压超前节点2电压的相角为δ，Q P 、分别为从节点1向节点2传输的有功功率和无功功率。

由于高压电力网络中R X >>，NN U QXU QX PR U U U ≈+≈-=∆21，22111112221NN NNU PXU QR PX U UU Utg U U U tg U U U tg ≈-=≈≈∆-=∆+=---δδδδδ， 所以XU U U Q N)(21-=，X U P N 2δ=，当21U U >时，0>Q ；当21U U <时，0<Q 。

即无功功率总是从电压高的节点向电压低的节点传输。

当0>δ时，0>P ；当0<δ时，0<P ，即有功功率总是从电压相位超前的节点向电压相位滞后的节点传输。

2、两台容量分别为21N N S S 、，接线方式相同的降压变压器1T 和2T 并联运行时，试用多电压等级环网的功率分布计算方法，证明它们的功率按容量平均分配的原则为：①短路电压相等；②变比相同。

解：①变比相同，功率分布与短路电压的关系由于两台变压器的接线方式相同，变比相同，所以在两台变压器之间不存在循环功率，仅有供载功率，计算供载功率的等值电路如下图所示。

变压器电抗有名值分别为1211100(%)NNKT SUUX⨯=、2222100(%)NNKT SUUX⨯=；变压器的功率分布为2121TTTXXSXS+=、2112TTTXXSXS+=；两台变压器的功率之比为21121221(%)(%)NNKKTTSSUUXXSS⨯==；两台变压器的负载率之比为(%)(%)(%)(%)121221121221221121KKNNNNKKNNNNUUSSSSUUSSSSSSSS=⨯⨯=⨯==ββ，即两台变压器负载率相同（或者说负荷按容量平均分配）的条件为两台变压器的短路电压相等。

第一次作业参考答案1、、电能生产的主要特点有哪些？答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。

①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。

②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速),电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。

③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制,因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存,所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。

2、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。

3、电力系统中负荷的分类(I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？答:电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的,凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷;I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。

I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电；II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电；III类负荷可以停电。

4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。

（图中已标出线路的额定电压）答:上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下：G:10。

5KV ；T1：10.5/242KV ；T2:220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV5、为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？答:因为110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压,系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。

第一章：1、电力系统、电力网答：电力系统是由发电机、变压器、输配电线路和用电设备按一定规律连接起来所组成的用于电能生产、变换输送分配和消费的系统。

电力网是由变压器和输配电线路组成的用于电能变换和输送分配的网络。

2、我国电力系统主要发电厂类型答：我国电力系统主要发电厂有火力发电厂、水电厂和核电厂。

其中火电厂所占比例最大，其次为水电厂和核电厂。

3、对电能生产的基本要求答：对电能生产的基本要求有保证供电的可靠性、良好的电能质量和运行的经济性。

4、电力系统负荷的分类及各类负荷对供电可靠性的要求答：电力系统负荷按照供电中断或减少所造成的危害的大小可以分为三级（三类）一级负荷（I类负荷）：指供电中断将造成设备损坏、人员伤亡、社会秩序混乱、人民生活受到很大影响并较长时间不能恢复、政治影响大的用户的用电设备。

一级负荷在任何情况下都不允许停电；二级负荷（II类负荷）：指供电中断或减少，将造成大量产品产量和质量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备。

二级负荷应尽可可能不停电；三级负荷（III类负荷）：除一级和二级负荷外的负荷，三级负荷可以停电。

5、衡量电能质量的技术指标答：衡量电能质量的技术指标主要有电压偏移、频率偏移和电压波形。

6、联合电力系统及其优越性答：通过联络线路将几个地方电力系统连接起来所形成的电力系统称为联合电力系统。

联合电力系统可以合理利用能源、减少系统备用容量、装设高效率的大容量机组，提高电力系统运行的经济性；系统间相互支援可以提高系统的供电可靠性；系统容量越大抗干扰能力越强，可以减小系统受到干扰（负荷变化）时的频率波动和电压波动，提高电能质量。

7、电力系统的额定电压和平均额定电压答：电力系统额定电压由国家综合应用和电器设备生产制造两方面的因素制定。

（详见P9表1-1）根据表1-1的规定，属于同一电压等级的不同设备其额定电压并不完全相同，近似计算时可以认为同一电压等级的电气设备具有相同的额定电压，此额定电压就是平均额定电压。

电力系统稳态分析作业（一）参考答案1、电能生产的特点是什么？答：电能生产的特点有：1、连续性电能的生产、输送和消费是同时完成的，这一特点称为电能生产的连续性；2、瞬时性电能的传输是以接近光速的速度传输的，电力系统任何一点发生故障将立即影响到整个电力系统，过渡过程非常短暂，这一特点称为电能生产的瞬时性；3、重要性电能清洁卫生、输送方便，便于转换为其他形式的能量，且易于实现自动控制，所以国民经济各部门大多以电能作为能源，由于电能生产连续性和瞬时性的特点，电能供应的中断或减少将对国民经济各部门产生巨大的不良影响，甚至造成设备损坏、人员伤亡，电能生产的这一特点称为电能生产的重要性。

2、对电力系统的基本要求有那些？答：对电力系统的基本要求主要有：1、保证对用户的连续可靠供电，最大限度地满足用户对电能的需求（即保证供电可靠性）；2、具有良好的电能质量（电压偏移、频率偏移和电压畸变率在允许的范围内）；3、系统运行的经济性要好（燃料消耗率、厂用电率和网损率要小）；4、对环境的不良影响要小。

3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？答：电力系统中负荷的分类是根据负荷的重要性和停电造成的危害的大小划分的；重要负荷（I类负荷）对供电可靠性的要求是在任何情况下都不得中断供电；较重要负荷（II类负荷）对供电可靠性的要求是应尽量不中断供电；一般负荷（III类负荷）可以停电。

4、某电力用户如果停电将造成设备损坏，此用户的电气设备属于哪类负荷？答：此用户的电气设备属于重要负荷（（I类负荷）5、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。

（图中已标出线路的额定电压）答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下：G：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：110/6.6(6.3)KV。

6、为什么110KV及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？答：：因为110KV及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是，正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。

1、什么是电力网、电力系统、动力系统？2、描述电力系统的基本参量有哪些？3、电力系统常用的结线图有几种？4、电力系统生产的特点是什么？5、对电力系统运行的基本要求是什么？6、电能质量的主要指标是什么？7、考核电力系统运行经济性的指标是什么？8、组成联合电力系统的优越性有哪些？9、什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？10、为什么要规定额定电压？电力线路、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？11、我国电力系统中性点的运行方式是什么？各自的优缺点和适用范围？12、什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？13、消弧线圈的补偿方式有哪些？我国一般采用哪种补偿方式？为什么？14、升压变和降压变的变比有何区别？15、给出下面各变压器的额定电压及发电机的额定电压。

16、给出下面各变压器的额定电压及发电机的额定电压。

1、 什么是变压器的短路试验和开路试验？2、 什么是变压器的铜耗和铁耗？为什么说铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？3、 升压三绕组变压器与降压三绕组变压器的三个绕组由内到外的排列顺序是什么？为什么这样布置？4、 自耦变压器与普通三绕组变压器的异同点？在计算变压器参数时是否有区别？5、 如何理解“变压器的参数具有电压级的概念”这句话？6、 采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？7、 220kV 和500kV 线路上每串绝缘子的片数一般不得少于多少？8、 架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？9、 架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别？10、 什么是电晕？11、 三相导线等间距水平排列时，边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象？12、 计算线路的参数时，在什么情况下需要考虑分布参数特性？13、 什么是线路的“充电功率”？它对线路输送容量及系统运行有何影响？14、 什么是长线路的特性阻抗、传播系数？什么是波阻抗、相位系数？15、 什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么现象？16、 电力系统负荷的定义？综合用电负荷、供电负荷与发电负荷的定义和区别是什么？17、 什么是负荷特性？它有什么涵义？18、 什么是负荷曲线？日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处？19、 日负荷曲线上如果有很大的“峰谷差”会对系统有何影响？有何办法减小它？20、 标么制与有名制的区别是什么？21、 什么是“平均额定电压”？它是如何规定的？22、 如何把多电压等级电力系统等值成用有名值表示的等值网络？23、 电力系统元件参数用标幺值表示时，是否可以直接连接组成等值网络？为什么？24、 多电压等级电力系统元件参数标么值的两种归算方法是什么？25、 计算线路参数并作出其Π型等值电路。