电力系统动态模拟试验思考题

《电力系统远动及调度自动化》思考题题解绪论部分1- 1 电力系统调度自动化的任务是什么？电力系统调度自动化的任务是：收集电力系统运行的实时信息；分析电力系统运行状态；综合协调全系统各层次、各局部系统和各元件的运行，为调度人员提供调节和控制的决策，或直接对各元件进行调节和控制，以实现电力系统安全、质量和经济的多目标的优化运行；减少电力系统故障，在发生事故情况下，能避免连锁性的事故发展和大面积停电。

1- 2 简述我国调度管理的结构。

我国电网调度管理采用的是分层、分级调度管理结构，具体分为五级，即：国家调度控制中心、大区电网调度控制中心、省电网调度控制中心、地（市）电网调度控制中心和县电网调度控制中心。

1- 3 简述电网调度自动化的功能。

电网调度自动化系统是一个总称，由于各个电网的具体情况不同，可以采用不同规格、不同档次、不同功能的电网调度自动化系统。

其中最基本的一种为数据采集与监控（SCAD）系统，而功能最完善的一种为能量管理系统（EMS，也有的是在SCADA勺基础上，增加了一些功能，如自动发电控制（AGC、经济调度（EDC 等。

具体讲，电网调度自动化的功能有：（1）数据采集与监控（SCADA功能SCADAt要包括以下一些功能：1）数据采集；1）信息的显示和记录；2）命令和控制；3）越限告警；4）实时数据库和历史数据库的建立；5）数据预处理；6）事件顺序记录SOE 7）事故追忆PDR。

（2）自动发电控制（AGC功能：AGC功能的目标是自动控制网内各发电机组的出力，以保持电网频率为额定值和联络线交换功率为规定值。

（3）经济调度控制（EDC功能：EDC勺目标是在所控制的区域内向各发电机组分配出力，使本区域运行成本为最小。

（4）能量管理系统（EMS : EMS是现代电网调度自动化系统硬件和软件的总称，它主要包括SCADA AGC/ED C状态估计（SE,静态和动态安全分析、调度员模拟培训等一系列功能。

一般把状态估计及其后面的一些功能称为电网调度自动化系统的高级功能，相应的这些程序被称为高级软件。

实验一 发电机组的基本操作1． 实验目的掌握发电机的启动、并网、增减负荷、解列停机等基本操作。

2．实验要求（1）严格遵守实验室的各种规章制度。

（2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。

（3）熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。

3． 实验原理同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件：（1） 发电机的相序应与电网一致； （2） 发电机的频率应与电网相同；（3） 发电机的激磁电动势0E 应与电网电压U 大小相等、相位相同； 上述三个条件中，第一个条件必须满足，其它两个允许稍有出入。

图1-1表示投入并联时的单相示意图。

若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大，必须避免。

若发电机的频率与电网频率不同，0E 和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~3600之间逐步变化，电压差U E U Δ -=0忽大忽小。

频率相差越大，电压差变化越剧烈，投入并联的操作亦困难；若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。

若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a ）或相位不同如图1-1（b ）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。

在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8 倍。

(a) (b)图1-1 发电机投入并联时的情况 (a)0E 和U 大小不等；(b) 0E 和U 相位不同 为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为同步过程。

实用的同步方法有两种：准同步和自同步。

把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。

为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。

准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。

为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。

自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所形成的电磁转矩，就可以把转子自动牵入同步。

第一章 电力系统的基本概念⑴什么是电力系统、电力网?电力系统定义：生产、变换、输送、分配、消耗电能的设备，及测量、保护、控制乃至能量管理系统组成的统一整体。

电力网络：变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备组成的部分. ⑵电力系统运行的特点有哪些，对电力系统的基本要求是什么？电能生产、输送、消费的特点：⑴与国民经济关系密切;⑵不能大量储存;⑶生产、输送、消费各环节不可分割；⑷工况改变十分迅速;⑸对电能质量的要求严格。

对电力系统运行的基本要求：⑴保证可靠地持续供电；⑵保证良好的电能质量；⑶保证系统运行的经济性。

⑶电力系统中将负荷分为几级，如何考虑对其供电？负荷供电可靠性分级：⑴一级：不能停电（保证不间断）；⑵二级：可短时停电；⑶三级:无要求. ⑷电力系统接线方式的有备用、无备用接线方式各有几种基本形式? 典型接线方式的特点:⑴无备用:放射、干线、链式。

优点：简单、经济、运行方便。

缺点：供电可靠性差。

⑵有备用:双回放射、干线、链式；环式、两端供电网络。

双回放射、干线、链式： 优点：可靠性、电压质量高。

缺点：不够经济。

环式： 优点：较经济。

缺点：运行调度复杂，故障时电压质量差. 两端供电网络: 必须有两个或以上的电源.⑸为什么要高压交流输电？是否各种电力线路都要采用高压输电？⑹电力系统为什么有不同的电压等级？升压变压器和降压变压器的额定电压有何区别？ 额定电压等级的确定：对应于一定输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压，电压等级的系列化 升压变压器（例:35/242，10。

5/121)：一次侧（低压侧）接电源,相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压;二次侧(高压侧)接线路始端，向负荷供电,相当于发电机,应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%. 降压变压器（110/38.5，220/38。

6-1 电力系统的运行状态有哪些？以图表示出各状态间的联系。

电力系统的运行状态有正常运行状态、警戒状态、紧急状态、系统崩溃和恢复状态。

电力系统各运行状态之间是相互联系的，其联系如下图所示。

6-2 简述EMS系统中的基本应用软件的组成。

EMS系统中的基本应用软件有：电力系统的接线分析，状态估计和负荷预测。

6-3 简述电力系统负荷预测的内容。

电力系统负荷预测分为系统负荷预测和母线负荷预测两大类。

系统负荷预测按周期又有超短期负荷预测、短期负荷预测、中期负荷预测和长期负荷预测之分。

超短期负荷预测用于质量控制需预测5~10s的负荷值，用于安全监视需预测1~5min 负荷值，用于预防控制和紧急状态处理需预测10~60min负荷值；短期负荷预测需要预测1日~1周的负荷值；中期负荷预测需要预测1月~1年的负荷值；长期负荷预测需要预测数年至数十年的负荷值。

母线负荷预测由系统负荷预测取得某一时刻系统负荷值，并将其分配到每一母线之上得对应母线的负荷值。

6-4 简述电力系统EMS中安全分析的内容。

电力系统EMS中安全分析的内容包括预想故障分析、安全约束调度、最优潮流、网络化简和电压稳定性分析。

预想故障分析是针对预先设定的电力系统元件的故障及其组合，确定其对系统安全运行的影响。

安全约束调度是当实时网络状态分析、潮流、预想故障分析等应用软件检查出支路过负荷时，调整各机组发电功率解除过负荷，严重者考虑切除相关的负荷。

最优潮流是以潮流方程为基础，进行经济与安全，有功与无功的全面优化。

网络化简是将较大规模的网络化简成较小规模的网络来分析。

电压稳定性是针对某一运行方式分析临界电压和裕度，以监视电压稳定性。

6-5 简述常规潮流与最优潮流的差别。

常规潮流与最优潮流的差别在于：（1）常规潮流不考虑经济性，而最优潮流考虑经济性；（2）常规潮流一般不考虑网络安全性，而最优潮流要全面考虑发电和网络安全；（3）常规潮流控制量较少，而最优潮流可以合理分布；（4）常规潮流计算量小，而最优潮流计算量大。

1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。

3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。

4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。

实验项目二体现出保护是相互配合的。

当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。

实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。

继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。

5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。

第一章电力系统的基本概念1、何谓电力系统、电力网?电力系统——是由发电机（发电厂）、变压器（变电站）、电力线路及用户组成的。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

2、电力系统运行有什么特点及要求?特点：1 电能不能大量储存2 暂态过程非常短促2 与国民经济及日常生活关系密切。

要求：1 保证安全可靠的供电（安全）2 保证良好的电能质量（优质）3 良好的经济性（经济）4 提供充足的电能（充足）5 环保问题（环保）3、我国目前3KV 及以上的电压等级是什么?我国规定的电力系统额定电压等级（KV）：3、6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500KV4、电力系统各元件的额定电压是如何确定的?1 用电设备的额定电压与系统的额定电压相同2 线路的额定电压：线路额定电压即线路的平均电压(Ua＋Ub)/2 。

线路两端都可以接用电设备,而用电设备的容许电压偏移一般为±5%；沿线路的电压降落一般为10%；线路首端电压：Ua=UN(1+5%)；线路末端电压：Ub＝UN (1－5%)；ULN＝（Ua＋Ub）∕2=UN3 发电机的额定电压：发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的1.05 倍UGN ＝UN（1＋5％）4 变压器的额定电压：变压器一次侧：额定电压取等同于用电设备额定电压，对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压即： U1N＝UGN ＝UN（1＋5％）二次侧：相当于电源，额定电压取比线路额定电压高5% 。

因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。

为使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10%。

电⼒系统分析思考题与习题及答案第1章思考题与习题1-1动⼒系统、电⼒系统和电⼒⽹的基本组成形式如何？1-2电⼒系统的接线⽅式有⼏种？何谓开式⽹络？何谓闭式⽹络？1-3简述电⼒系统运⾏特点和要求。

1-4如何评价电能质量，电能质量的三个指标是什么？各有怎样要求？1-5为什么要规定电⼒系统的电压等级？简述主要电压等级。

1-6电⼒系统的各个元件（设备）的额定电压如何确定？举例说明。

1-7电⼒系统的负荷曲线有⼏种？什么是年持续负荷曲线和最⼤负荷利⽤⼩时数？T。

1-8某⼀负荷的年持续负荷曲线如图1-11所⽰，试求最⼤负荷利⽤⼩时数max图1-11 题1-8的年持续负荷曲线1-9试确定图1-12所⽰的电⼒系统中发电机和变压器的额定电压（图中标⽰电⼒系统的额定电压）。

图1-12题1-9电⼒系统接线图+抽头，T2运⾏于主抽头，1-10试求图1-12中各变压器的额定变⽐，当变压器T1运⾏于5%-抽头时，各变压器的实际变⽐是多少？T3运⾏于 2.5%1-11某电⼒系统的典型⽇负荷曲线如图1-13所⽰，试计算⽇平均负荷和负荷率。

图1-13题1-11的⽇负荷曲线第2章思考题与习题2-1 架空输电线路的电阻、电抗、电纳和电导是如何计算的，影响电抗的参数的主要因素是什么？2-1 架空线路采⽤分裂导线有哪些优点？电⼒线路⼀般采⽤什么样的等效电路表⽰？ 2-3 何谓⾃然功率？2-4 双绕组和三绕组变压器⼀般以什么样等值电路表⽰？2-5 对于升压型和降压型的变压器，如果所给出的其他原始数据均相同，它们的参数相同吗？为什么？2-7 什么称为变压器的额定变⽐、实际变⽐、平均额定电压变⽐，在归算中如何应⽤？ 2-8 何谓有名值？何谓标⼳制？标⼳制有什么优缺点？基准值如何选取？ 2-9 电⼒系统等值电路的元件参数计算时，何谓精确计算法？何谓近似计算法？它们分别⽤在怎样的场合？2-10 试推导由负荷功率求取恒定负荷阻抗或导纳的⽅法。

2-11 ⼀条长度为600km 的500kV 架空线路，使⽤4×LGJ-400分裂导线，611110.01870.275 4.05100r x km b S km g -=Ω=Ω=?=、、、。

电力系统综合实验（动态模拟实验）一．概述电力系统的研究方法可以概括为理论研究和科学实验研究两种途径。

理论分析是非常重要的，它阐明电力系统的基本原理并探索新的理论和方法。

但是，由于电力系统的复杂性，很多问题仅靠理论分析是不够的，只有把理论分析和科学实验结合起来，才能得到正确的结论。

电力系统的实验研究可在实际的电力系统（一般称原型）上进行，也可在模拟的电力系统（一般称模型）上进行。

在原型上进行实验研究，往往受电力系统的安全、经济运行的限制。

如短路实验等一般不能在原型系统进行；对于发展规划中的一些问题，有时更难以在现有的电力系统上进行。

在模拟系统上进行实验研究，显然没有这些限制，因此模拟实验在电力系统研究工作中占有重要地位。

电力系统模拟方法有数学模拟和动态模拟两种方法。

数学模拟是建立在数学方程式的基础上的一种模拟研究方法。

首先建立原型的数学模型，然后通过求解方程从而得出结论。

随着计算机的快速发展，利用计算机仿真研究电力系统的数学模拟方法有着广阔的前景。

只要能建立相应的数学模型，就可以方便的利用数字计算机进行研究。

这种方法投资小，方案、参数调整方便，且速度快。

但建立数学模型受到诸多因素的影响，其准确与否受到主观限制。

比如某些简化是否合理，某些因素忽略是否正确等，直接影响到建模的正确性和得出的结论。

电力系统动态模拟是电力系统的物理模拟。

是根据相似理论，用和原型系统具有相同物理性质的相似元件建立起来的。

电力系统动态模拟是建立与原型相似的物理模型，通过模拟实验得出结论的方法。

电力系统动态模拟主要由模拟发电机、模拟励磁系统、模拟变压器、模拟输电线路、模拟负荷和有关调节、控制、测量、保护等模拟装置组成。

动态模拟实验物理概念清晰，直观，且能真实反映实际系统的特征。

但建立动态模型投资大，且实验方案、参数调整复杂。

由于数学模拟和动态模拟各具优缺点，互相补充验证，也是目前研究电力系统的重要方法。

二．模拟理论及动态模拟的作用1. 模拟理论根据相似理论，模型和原型的物理现象相似，意味着在模型和原型中，用以描述现象过程的相应参数和变量在整个研究过程中，保持一个不变的、无量纲的比例系数。

电力系统稳态分析复习思考题答案附后课件可编辑HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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 QX U QX PR U U U ≈+≈-=∆21，22111112221NN N N U PX U QR PX U U U U tg 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。

8、求图示网络的有功分点、无功分点。

线路单位长度参数+Ω/km 。

解：将电网在电源点1拆开得到以下的两端电压相等的两端供电网。

由于各线路的单位长度的参数相等，所以该电网为均一网，根据均一网供载功率的计算公式得：)(6.0533.0)58()6.5533.8(~~~)(4.6467.9)161217()1217()710(17)58(~)(6.5533.8)161217(16)710()1612()58(~212231312MVA j j j S S S MVA j j j S MVA j j j S +=+-+=-=+=+++⨯++⨯+=+=++⨯+++⨯+= 电力网的初步功率分布如图，由图可知负荷点③既是有功功率分点，也是无功功率分点。

9、图示环网中变压器的变比均为实际变比，请指出是否存在循环功率如存在循环功率，请指出循环功率的方向若忽略电网各元件的电阻，请指出循环功率的性质。

电力系统分析复习思考题1、电力系统潮流计算的目的是什么？如何建立潮流计算模型?现有的主要潮流计算方法有哪些？(1)电力系统潮流计算是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算，潮流计算的目的是求取电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，从而用以检查各元件是否过负荷.各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等.潮流计算既是对电力系统规划设计和运行方式的合理性、可靠性及经济性进行定量分析的依据，又是电力系统静态和暂态稳定计算的基础.潮流计算的结果就是电力系统进行控制的目标、是系统可能出现的运行状态、是系统不希望出现的运行状态，是进行系统经济性调度、安全性评估的基础.(2)潮流计算是通过列写电路的功率平衡方程式来建立模型的.(3)潮流计算的数学模型：高斯迭代法(Gauss法)为基础的潮流计算方法；牛顿一拉夫逊法潮流计算；快速分解法.2.电力系统潮流中有功功率.无功功率的控制是如何实现的？有功功率控制：电力系统负荷的变化会引起电力系统频率的变化，系统中所有并列运行的发电机姐都装有调速器，有可调容量的机组的调速器均将反应系统频率的变化，按各自的静态调节特性，及时调节各发电机的出力改变机组的出力，使有功功率重新达到平衡；同时，还可通过发电机组调速器的转速整定元件来实现有功功率的控制.无功功率控制：调节发电机的励碰电流可改变发电机发出的无功功率，同时，并联电容、同步调相机和静止补偿器等无功功率补偿设备，也可实现无功功率的调节.3,电力系统有功功率与频率是什么关系？在电力系统中，频率与有功功率是一对统一体，当有功负荷与有功电源出力相平衡时，频率就正常，达到額定值50Hz.而当有功负荷大于有功出力时，频率就下降，反之，频率就上升.当系统中出现有功功率不平衡时，如有功功率电源不足或负荷増大时，将会引起系统频率下降；反之造成系统频率过高.任何频率偏移，都会造成频率的降低。

4,电力系统无功功率与电压是什么关系？电压与无功功率是一对对立的统一体，当无功负荷与无功出力相平衡时，电压就正常，达到額定值，而当无功负荷大于无功出力时，电压就下降，反之，电压就上升.电力系统无功功率与电压密切相关，表现为两个方面：1.节点电压有效值的大小对无功功率的分布起决定性作用；线路中传椅的无功功率大小与线路两端电压有效值之差成正比，无功功率将从节点电压高的一端流向节点电压低的一端，节点电压有效值的变化也将使流经线路的无功功率随之发生变化.2.无功功率对电压水平有决定性影响；当系统出现无功功率缺额时，系统所接各负荷的电压将下降，以减少其向系统吸取的无功功率来获得无功功率的平衡.5、输电系统和配电系统存在的异同点?与输电系统相比，配电系统存在着网络呈辐射状、规模庞大、三相不平衡、量測配置相对不足、有电流幅值量测而无方向信息、存在大量的短支路和r/x比值大的特点，给直接把输电系统的状态估计方法应用到配电系统带来了一定的困难.6,现代电力系统分析除了需要考虑功率平衡外，还需要考虑哪些约束条件？电力系统分析除了考虑功率平衡外，还有许多约束条件：元件约束、拓扑约束、发电机出力约束、安全要求约束、经济运行约束等. 7.建立电力系统数学模型的关键是元件的特，性和元件之间的约束，元件之间的约束是什么？给出电力系统数学模型.元件之间的约束即为网络拓扑约束，是指各支路之间的联结美系.电力系统可以抽象为一个由节点和支路组成的网络，网络拓扑约束集中表现为基尔塞夫电流定律和基尔霍夫电压定律.电力系统的数学模型为: 其中为节点电流列向量；为节点电压列向量；为节点视在功率列向量；Y为网络的节点导纳矩阵.将上式展开有：8、简述电力系统状态估计与电力系统潮流计算的关系.电力系统的状态量一般取为各节点的复电压•它可以用极坐标表示为电压的幅值与相角，也可以用直角坐标表示为电压的实部与虚部.电力系统的量测量一般是节点注入或支路的有功功率、无功功率和节点电压幅值.在常规潮流中，如果把各PQ节点给定的注入复功率和各PV节点给定的注入有功功率和电压幅值看作量测量，则其量测数恰好等于状态量数.而在状态估计中量测数一般多于状态量数.常规潮流与状态估计都是由已知量测值（给定条件）求其状态量的计算过程.状态估计的实质是在量测量的类型和数量上扩大了的广义潮流，而常规的潮流可以理解为特定条件下的状态估计，可以说是狭义的潮流9、简述电力系统状态估计与电力系统最优运行的关系（选）.。

1.那些实验是在E M S平台下进行？那些实验是在D T S平台下进行？EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。

3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。

4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。

实验项目二体现出保护是相互配合的。

当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。

实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。

继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。

5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MVAR增长。

电力系统思考题（考试问答题必考的题库）第六章思考题1、什么是电力系统的电磁暂态过程？变压器、输电线路等元件，不牵涉角位移、角速度等机械量，一般研究电磁暂态过程。

2、什么是电力系统的机电暂态过程？电力系统中同步发电机、异步电动机等转动元件，运动过程由电磁转矩（或功率）和机械转矩（或功率）不平衡决定，称机电暂态过程。

3、电力系统的故障分哪两种？分别又可称为什么故障？电力系统运行常发生故障，大多数是短路故障，少数是断线故障。

短路故障又称横向故障。

断线故障又称纵向故障。

4、短路故障有什么类型？短路的主要原因是什么？短路计算的目的是什么？短路的类型：三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。

短路根本原因：电气设备载流部分相与相之间或相对地的绝缘受到损坏。

短路计算目的：1）短路电流计算是电力技术方面基本问题之一。

2）发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均以短路计算结果作为依据：5、什么是无限大功率电源？1）电压和频率保持恒定；2）内阻抗为零。

6、什么是短路冲击电流？其主要用途是什么？空载、│α-φ│=90°时短路电流的最大瞬时值，称短路冲击电流。

短路冲击电流用于检验电气设备和载流导体电动力稳定度。

7、什么是最大有效值电流？其主要用途是什么？最大有效值电流也发生在短路后的半个周期：任一时刻t短路电流有效值It是以t为中心一个周期内瞬时电流均方根值：KM=1.8时最大有效值电流用于检验某些电器的断流能力8、定子短路电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？(期中)1.定子绕组中的电流分量(1)直流分量：iαa，按定子绕组的时间常数Ta衰减。

(2)次暂态周期分量：i"pa，按T"d衰减。

(3)暂态周期分量：i'pa，按T'd衰减。

(4)稳态周期分量：ipa，不衰减。

9、励磁电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？2.转子励磁绕组中的电流分量(1)空载励磁电流分量：if(0)，励磁调节器不动作时为定值。

电⼒系统复习思考题1、电⼒系统各类元件的额定电压与电⼒⽹的额定电压有什么关系？*发电机的额定电压与系统的额定电压为同⼀等级时，发电机的额定电压规定⽐系统的额定电压⾼5 ％*电⼒线路和系统的额定电压相等，称为⽹络的额定电压*根据T的功率传输⽅向，规定T接受功率侧的绕组为⼀次绕组，输出功率侧的绕组为⼆次绕组。

⼀次绕组相当于受电设备时，变压器额定电压与系统的额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。

⼆次绕组的作⽤相当于供电设备，考虑其内部电压损耗，额定电压规定⽐系统的额定电压⾼10% ，如果变压器的短路电压⼩于7％或直接（包括通过短距离线路）与⽤户联接时，则规定⽐系统的额定电压⾼5％。

分接头的额定电压规定为：主抽头额定电压加上主抽头额定电压乘以分接头档位。

例如对于＋5％抽头，升压变压器为242+0.05*242=254.1kV对于-5％抽头，升压变压器为242-0.05×242=229.9kV，同样对于＋5％抽头，降压变压器则为220+0.05*220=231kV同样对于-5％抽头，降压变压器则为220-0.05*220=209kV第⼆章1、试绘制电⼒⽹计算中，单位长度输电线路等值电路采⽤的等值电路。

等值电路有哪些参数？各参数反映什么的物理现象？单位长度输电线路等值电路：如图所⽰其中参数电阻r0反映线路通过电流时产⽣有功功率损；电感L0反映载流导线产⽣磁场效应；电导g0反映线路绝缘介质中产⽣泄漏电流及导线附近空⽓游离⽽产⽣有功功率损失；C0反映带电导线周围电场效应。

2、何谓⼀相等值参数？电⼒系统的运⾏状态基本上是三相对称的（如正常运⾏状态）。

因此，只要研究⼀相电路情况就可以了。

电⼒系统的元件按三相连接，⼀般三相等值电路有星形和三⾓形两种。

为了便于应⽤⼀相等值电路进⾏分析计算，常把三⾓形电路化为星形电路。

星形电路等值电路中的参数（计及了其余两相影响（如互感等））称作的⼀相等值参数。

动态电力系统思考题一、励磁系统和调速器1. 自并（复）励的优点和缺点。

答：静止励磁系统，它从机端或电网经变压器取得功率，经可控硅整流给发电机励磁功率，其形式通常为自并励或自复励。

优点：响应速度快、无旋转部件、制造简单、易维修、可靠性高，可适用于大容量机组，且对于水轮发电机组而言布置方便，并有利于缓解水轮机甩负荷时的超速引起的过电压问题。

其主要问题是要注意防止机端故障或电网故障时可能引起的失磁问题，以及对强励和后备保护可靠动作的影响问题。

2. 为什么发电机突然甩负荷后可能出现过电压？为什么这个问题对自并励方式的发电机更加严重？答：在长线路传输大功率的情况下，首端母线电压等于额定电压，而首端发电机的等效电动势E则高于此额定电压。

负荷被甩掉，而原动机调速器和发电机自动调压装置因惯性在一开始起不到调节作用，母线电压就从额定电压上升到E，这是形成甩负荷过电压的第一个因素。

此外，由于空载发电机继续受到驱动而加速旋转，汽轮发电机在短时间内的转速可增至原来的1.10~1.15倍，水轮发电机转速可增至原转速的 1.3倍以上，电源电动势和母线电压将按上述同样倍数而继续增大，这是形成甩负荷过电压的另一个因素。

由于采用自并励方式的发电机近端三相短路而切除时间又较长时,强励能力差,不利系统稳定。

因短路电流衰减快,继电保护的配合复杂,要采取一定的技术措施以保证其动作。

当出现发电机突然甩负荷时对自并励方式运行的发电机更加严重。

3. 旋转励磁有什么优点和缺点？答：旋转励磁分为直流励磁和交流励磁。

①直流励磁系统由于受直流励磁机的整流子限制，功率不宜过大，可靠性较差。

直流励磁机时间常数较大，响应速度较慢，价格较高，一般只用于中、小型发电机励磁。

直流励磁机和主机同轴，电网故障时仍能可靠工作。

②交流励磁系统采用交流励磁机，相对于直流励磁机其时间常数较小，响应速度较快，且不含整流子，可靠性高，可适用于大容量机组，且价格较低，故在大中型火电机组中广泛应用。

电气系统综合实验（下）电力系统动态模拟实验实验模版任务编号电力系统调度自动化实验一、实验目的1．了解电力系统自动化的遥测，遥信，遥控，遥调等功能。

2．了解电力系统调度的自动化。

二、原理与说明电力系统是由许多发电厂，输电线路和各种形式的负荷组成的。

由于元件数量大，接线复杂，因而大大地增加了分析计算的复杂性。

作为电力系统的调度和通信中心担负着整个电力网的调度任务，以实现电力系统的安全优质和经济运行的目标。

“PS-5G型电力系统微机监控实验台”相当于电力系统的调度和通信中心。

针对五个发电厂的安全、合理分配和经济运行进行调度，针对电力网的有功功率进行频率调整，针对电力网的无功功率的合理补偿和分配进行电压调整。

微机监控实验台对电力网的输电线路、联络变压器、负荷全采用了微机型的标准电力监测仪，可以现地显示各支路的所有电气量。

开关量的输入、输出则通过可编程控制器来实现控制，并且各监测仪和PLC通过RS-485通信口与上位机相联，实时显示电力系统的运行状况。

所有常规监视和操作除在现地进行外，均可以在远方的监控系统上完成，计算机屏幕显示整个电力系统的主接线的开关状态和潮流分布，通过画面切换可以显示每台发电机的运行状况，包括励磁电流、励磁电压、通过鼠标的点击，可远方投、切线路或负荷，还可以通过鼠标的操作增、减有功或无功功率，实现电力系统自动化的遥测、遥信、遥控、遥调等功能。

运行中可以打印实验接线图、潮流分布图、报警信息、数据表格以及历史记录等。

三、实验项目和方法1．电力网的电压和功率分布实验。

2．电力系统有功功率平衡和频率调整实验。

3．电力系统无功功率平衡和电压调整实验。

同学们自己设计实验方案，拟定实验步骤以及实验数据表格。

四、实验报告要求1．电力系统的调度自动化常用的通信协议或规约有哪几种?2．详细说明各种实验方案和实验步骤。

3．比较各项的实验数据，分析其产生的原因。

五、思考题1．电力系统无功功率补偿有哪些措施？为了保证电压质量采取了哪些调压手段？2．何为发电机的一次调频、二次调频？3．电力系统经济运行的基本要求是什么？复杂电力系统运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围。