电力系统分析第三章答案

第三章复习题一、选择题1、环网潮流的经济分布是按照线路的（）进行分配。

A．电阻 B．电抗 C．电纳 D．阻抗2、两端电源电网初步潮流分析的目的是求（）。

A．有功分点 B．无功分点 C．电压损耗 D．功率损耗3、线路首末端电压的相量差是（）。

A．电压偏移B．电压损耗C．电压降落D．电压调整4、线损率是指（）。

A．线路功率损耗与始端输入功率之比B．线路功率损耗与末端输出功率之比C．线路电能损耗与始端输入电能之比D．线路电能损耗与末端输出电能之比5、电压损耗是指线路( )。

A．始末两端电压数值差B．端部母线实际电压与额定电压数值差C．末端空载电压与负载电压数值差D．始末两端电压相量差6、高压输电线路空载运行时，末端电压比首端电压（）。

A．低 B. 高 C. 相同 D. 不一定7、环形网络中自然功率的分布规律是（）。

A．与支路电阻成反比B．与支路电抗成反比C．与支路阻抗成反比D．与支路电纳成反比8、电力系统潮流计算目的之一是( )。

A. 检查系统的频率是否满足电能质量要求B. 检查是否出现大气过电压C. 检查系统的稳定性D. 检查各节点的电压是否满足电能质量要求9、电力系统分析中，公式△，U为线电压，功率指：( )。

A. 一相功率B. 两相功率C. 三相功率D. 一、两相都可10、在电阻上产生有功损耗时流过的功率( )A.只能是有功B.只能是无功C.不能是无功D.既可是有功也可以是无功11、电力系统潮流计算时某物理量的单位为Mvar，则该量是( )。

A. 有功功率B. 无功功率C. 视在功率D. 有功电量12、闭式网手算潮流时，解网点应在( )。

A. 任意节点B. 无功分点C. 有功分点D. 非功率分点二、判断题1、线路首端的电压一定高于末端的电压。

( )2、对于任何电压等级的电力网，提高运行电压水平，都有助于降低网损。

（）3、.电网中无功功率都是从电压高的节点流向电压低的节点。

（）三、填空题1、某线路首端电压和末端电压分别为10.5kV和10.2kV，线路上的电压损耗百分数为______________,首端电压偏移百分数为_______________。

第一章测试
1
【单选题】(20分)
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.
二级负荷
B.
特级负荷
C.
三级负荷
D.
一级负荷
2
【多选题】(20分)
衡量电能质量的指标是（）
A.
网损率
B.
频率
C.
波形
D.
电压
3
【单选题】(20分)
无备用接线的主要优点、缺点是（）
A.
接线简单，经济性差
B.
经济性好，可靠性差
C.
可靠性高，经济性差
D.
经济性好，接线复杂
4
【多选题】(20分)
电力网的基本组成元件有（）多选题
A.
负荷
B.
发电机
C.
变压器
D.
线路
5
【单选题】(20分)
中性点直接接地系统，发生单相短路接地，中性点电压为（）
A.
B.
相电压
C.
线电压
D.
相电压
第二章测试
1
【单选题】(20分)
电力系统中用户用电设备消耗功率总和称为（）。

A.
用电负荷
B.
供电负荷
C.
备用负荷
D.
发电负荷
2
【单选题】(20分)
采用分裂导线后，与同截面的普通导线相比，其线路对地电容（）。

A.
增大
B.
不变
C.
减小
D.
不确定
3
【单选题】(20分)
双绕组变压器，Г型等值电路中的导纳为（）。

电力系统分析知到章节测试答案智慧树2023年最新山东建筑大学第一章测试1.某低压配电系统采用单回路链式接线方式为负荷供电，此负荷一般为（）。

（）参考答案:三级负荷2.在某110kV降压变电所中，主变高压侧额定电压为（）。

（）参考答案:110kV3.（）是新能源发电厂。

（）参考答案:光伏电站;风力发电厂;地热能发电厂4.为了比较精确地掌握负荷，调度部门每天都进行短期负荷预测，以估计次日的连续型负荷曲线。

（）参考答案:错第二章测试1.用电气参数（）反映线路的磁场效应。

（）参考答案:电抗2.输电线路采用分裂导线可以（）。

（）参考答案:减小线路电抗;提高电晕临界电压，防止电晕。

;增大线路电纳3.当元件的电压、电流参考方向关联时，（）元件的阻抗呈容性。

（）参考答案:线路对地导纳;电流超前电压4.通过变压器空载试验，可以计算得到（）。

（）参考答案:电导;电纳5.在变压器短路试验中，短路电压百分数是指短路电压占（）的百分数（）。

参考答案:测量侧额定电压第三章测试1.变压器正在运行，若通过变压器的功率发生变化，可以近似认为不变的量是变压器的（）。

（）参考答案:铁心损耗2.已知放射式电力网末端负荷和首端电源电压，手工计算潮流的步骤是（）。

（）参考答案:先从末端向首端逐段计算功率，再从首端向末端逐段计算电压。

3.为了限制线路空载时末端电压升高，可以采用在线路末端加装（）。

（）参考答案:并联电抗器4.为了提高输电线路的最大传输功率，可以采用（）措施。

（）参考答案:串联电容器;采用分裂导线;提高线路的电压等级5.线路传输的无功功率一般由（）的一端向（）的一端流动。

（）参考答案:电压高，电压低第四章测试1.在电力系统潮流计算中，（）可以作为PQ节点。

（）既无负荷又无发电机的联络节点;纯负荷节点;有功功率和无功功率都给定的发电机节点2.在极坐标形式的牛顿-拉夫逊潮流算法中，收敛判据一般取（）。

（）参考答案:且3.某电力系统的等值电路如图1所示，节点5的自导纳为（）。

第三章 思考题及习题答案3-1 电力线路和变压器的功率损耗如何计算？二者在导纳支路上的无功功率损耗有什么不同？答：线路阻抗上的功率损耗为：()jX R U Q P S Z +′+′=Δ222222~ 首、末端导纳支路中的功率损耗分别为：21121~BU j S Y −=Δ，22221~BU j S Y −=Δ 变压器阻抗支路的功率损耗为：()T T ZT jX R U Q P S +′+′=Δ222222~ 或 22k 22k 100%1000~⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛Δ=ΔN NNZT S S S U j S S P S 变压器导纳支路的功率损耗为：21)(~U jB G S T T YT +=Δ 或100%1000~0Y N T S I j P S +Δ=Δ 电力线路导纳支路的无功功率损耗为容性；而变压器导纳支路的无功功率损耗为感性。

3-2 电力线路和变压器阻抗元件上的电压降落如何计算？ 答：电力线路电压降落的纵、横分量分别为：222U X Q R P U ′+′=Δ，222U R Q X P U ′−′=δ变压器电压降落的纵、横分量分别为222U X Q R P U T T ′+′=Δ，222U R Q X P U T T ′−′=δ3-3 什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移？答：电压降落是指线路始末端电压的相量差，即 21U U U d −=电压损耗是指线路始末端电压的数值差。

电压损耗常以百分数表示：100%21×−=ΔNU U U U 电压偏移是指网络中某节点的实际电压与线路额定电压的数值差。

电压偏移也常以百分数表示。

始、末端电压偏移分别为：100%11×−=ΔN N N U U U U ，100%22×−=ΔNNN U U U U3-4 什么叫运算功率？什么叫运算负荷？如何计算变电所的运算功率和运算负荷？答：运算功率是指发电厂高压母线输入系统的等值功率，它等于发电机低压母线送出的功率，减去变压器阻抗、导纳中的功率损耗，再加上发电厂高压母线所连线路导纳无功功率为的一半。

电力系统分析第三章答案3简单电力系统潮流计算3. 1思考题、习题1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什么？上述表达式均是以单相形式推导的，是否适合于三相形式？为什么？2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？其电压降落的计算公式是以相电压推导的，是否适合于线电压？为什么？3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？4）什么叫运算功率？什么叫运算负荷？一个变电所的运算负荷如何计算？5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？7）求环形网络中功率分布的力矩法计算公式是什么？用力矩法求出的功率分布是否考虑了网络中的功率损耗和电压降落？8）力矩法计算公式在什么情况下可以简化？如何简化？9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？11 ）超高压远距离交流输电的作用和特点分别是什么？12）什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度？13）什么是自然功率？当远距离交流输电线路输送自然功率时，会有什么有趣的现象？14）何为半波长电力线路、全波长电力线路？半波长电力线路的运行会有什么缺点？15）怎样提高远距离交流输电线路的功率极限，改善其运行特性？原理是什么？16）110kV双回架空线路，长度为150kM,导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm, 三相导线几何平均距离为5m。

已知电力线路末端负荷为30+j15MVA,末端电压为106kV，求始端电压、功率，并作出电压向量图。

17）220kV单回架空线路，长度为200kM,导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm, 三相导线几何平均距离为7.5m。

已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA，始端电压为240kV，求末端电压、功率，并作出电压向量图。

电力系统暂态分析第三章课后答案1、什么是动力系统、电力系统、电力网？答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统；把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统；把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。

2、现代电网有哪些特点?答:1、由较强的超高压系统构成主网架。

2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。

3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。

4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。

5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。

3、区域电网互联的意义与作用是什么?答：1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。

2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。

3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。

4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。

5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。

6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。

4、电网无功补偿的原则是什么?答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。

5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么?答：电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。

ia = I cos(θ 0 + ωt )
iq = I sin[(α 0 − θ 0 )]
i0 = 0
id = I cos[(α 0 − θ 0 ) − ωt ]
ω ′ = 2ω
ia = I cos(θ 0 + 2ωt )
iq = I sin[(α 0 − θ 0 ) − ωt ]
i0 = 0
二、d、q、0系统的电势方程 原始电势方程矩阵形式： ia ψ a r 0 0 va b 0 r ψ 0 0 vb ib v i r 0 0 ψ c c c = − − ⋅ f rf 0 0 if ψ − vf ψ 0 0 0 rD 0 iD D 0 ψ 0 0 rQ iQ Q
iq = I sin(α − θ ) = I sin[(α 0 − θ 0 ) + (ω − ω ′)t ]
i0 = 0
a、b、c系统
d、q、 0系统
直 流
id = I cos[(α 0 − θ 0 ) + ωt ]
ω′ = 0
ω′ = ω
ia = I cos θ 0
ib = I cos(θ 0 − 120o ) ic = I cos(θ 0 + 120o )
全式左乘 P
abc − rS Piabc Pvabc = − Pψ
abc − rS idq 0 vdq 0 = − Pψ
ψ dq 0 = Pψ abc 对ψ dq 0 = Pψ abc两端求取对时间的导数： 因为：

第一章 电力系统的基础概念1-1 解:(1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的，包括了发电、输电、配电和用电的全过程。

(2) 发电厂的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，是电力系统的能量来源。

110kV 及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证系统安全、稳定和经济地运行。

35kV 及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。

电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的环节，电力负荷通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。

1-2解：(1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存；过渡过程非常迅速；电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切。

(2) 对电力系统的基本要求有：保证供电的可靠性 保证供电的电能质量保证电力系统运行的经济性 满足节能与环保的要求1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G ： ()kV kV 5.10%5110=+⨯ 变压器：T1:()()kV kV V N T 5.10%511011=+⨯=kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+⨯=变压器：T2:kV V N T 220)1(2=kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+⨯=kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+⨯=变压器：T3:kV V N T 35)1(3=kV kV V N T 6.6%)101(6)2(3=+⨯=若考虑到3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3也可以写为：kV V N T 35)1(3=()()kV kV V N T 3.6%51623=+⨯=标号注意：1、单位 2、下脚标写法 (2) 低压侧的额定电压高压侧的额定电压变压器的额定变比=：T1：5.10242)1(1)2(11==N T N T N V V K T2：121220)2(2)1(2)21(2==-N T N T N T V V K 5.38220)3(2)1(2)31(2==-N T N T N T V V K 2(2)2(23)2(3)12138.5T N T N T N V K V -==变压器的额定变比可记为：5.38/121/220T3：6.635)2(3)1(33==N T N T N V V K 或 3(1)33(2)356.3T N N T N V K V ==变比注意：1、顺序为 高/中/低 2、不必计算结果 (3) 1T 变压器运行于%5+抽头时：T1(2))1T1(1)V 242(15%)254V 10.510.5T K ⨯+=== 2T 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即5.381212203T 变压器运行于%5.2-抽头：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.6 6.6T K ⨯-===或：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.3 6.3T K ⨯-===1-4 解：（核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压：发电机G ：13.8kv注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不用提高5%，直接为13.8、15.75、18Kv 。

第三章 电力系统潮流分布计算3-2 已知图3-2所示输电线路始末端电压分别为248kV 、220kV ，末端有功功率负荷为220MW ，无功功率负荷为165 MV AR 。

试求始端功率因数。

3-2 解：62.26105.5220422=⨯⨯=∆-y Q (MV AR) 83.33105.5248421=⨯⨯=∆-y Q (MV AR)38.13822062.261652202j j j S +=-+='∙(MV A)求Z 12中的功率损耗：21.194165.23183.55165.1138.13822083.55165.11)408(22038.138220122212j j j S j j S +=+++='+=++=∆∙∙38.160165.23183.3321.194165.2311j j j S +=-+=∙(MV A)8216.038.160165.231165.231cos 22=+=ϕ3-8 额定电压110 kV 的辐射形电网各段阻抗及负荷如图3-8所示。

已知电源A 的电压为121 kV ，求功率分布和各母线电压。

（注：考虑功率损耗，可以不计电压降落的横分量U δ）。

3-8 解：设︒∠=︒∠=∙01100N C U U220kVA习题解图3-8P 2=220MW2=165MV AR8+j40Ω 习题图 3-2 A习题图 3-8083.27545.32676.4338.2407.22207.30676.4338.2)4020(110407.22207.30407.22207.30953.7793.93040593.7793.9407.0271.0)810(407.0271.0)3020(110810222222j j j S S S j j S j j j S S S j j j S S S j j S AB B A ABB B B BC C BBC+=+++=∆+'-=+=++=∆+=--+=''+='--=++--=∆+-=''+=++=∆∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙已知U A =121kV332.1412140083.2720545.32=⨯+⨯=∆AB U kV668.106332.14121=-=∆-=AB A B U U U kV972.3668.10630)593.7(20)793.9(-=⨯-+⨯-=∆BC U kV64.110972.3668.106=-=∆-=BC B C U U U kV3-13 由A 、B 两端供电的电力网，其线路阻抗和负荷功率等如图3-13示。

0
-0.454 + j1.891 -0.588 + j2.353 1.042-j7.543
j3.333
0⎤
0
⎥ ⎥
j3.333 ⎥
-j3.333⎥⎦
习题 3.6 Y33=1.042-j8.2430 Y34=Y43=j3.667
习题 3.7
− j9
1
− j8
2
j3
3
− j7 4
j2
j4
j1
习题 3.8
S12 = −9 − j7.6MVA 。
（2）U1 = 105.61KV ，U2 = 106.56KV 。 （3） k = 1.031。
习题 3.5
⎡ 0.935-j4.262
⎢⎢-0.481+ j2.404
⎢-0.454 + j1.891
⎢ ⎣
0
-0.481+ j2.404 1.069-j4.728 -0.588 + j2.353
Z 22
=
K
2 1
Z
20
(Z10
+
Z12 )
K12 (Z10 + Z12 ) + Z 20
Z 33
=
1
K
2 2
[ K12 Z 20 (Z10 + Z12 ) K12 (Z10 + Z12 ) + Z 20
+ Z 23 ]
Z12
=
k1z10 z20 k12 (z12 + z10 ) +
z20
Z13
=
+ C3
=
54044.65(¥ /h)
⎪⎩PG1 = 318.18(MW )

电力系统分析目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析,研究的内容分为两类,一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。

第一章电力系统的基本概念1—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？1-2 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?1—3 我国电网的电压等级有哪些？1—4 标出图1—4电力系统中各元件的额定电压。

1—5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题:⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。

⑵ 当变压器1T 在+2。

5％抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在-2。

5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。

1-6 图1—6中已标明各级电网的电压等级.试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。

1-7 电力系统结线如图1—7所示，电网各级电压示于图中.试求：⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。

⑵设变压器1T 工作于+2。

5％抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于—5%抽头，求这些变压器的实际变比。

习题1-4图1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围.1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍?1—10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？ 1—11 什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？1-12 架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？1—13 架空线的电压在35kV 以上应该用悬式绝缘子,如采用X —4。

L-2
d
SLD
d'
A
c'
j B'2/2
R'2+ j X'2 j B'2/2
3-3 闭式网络的电压和功率分布
1、两端供电网络的功率分布 (1) 不计功率损耗的功率初分布
A
1
Z

Z

Z

A
2
I SI , I
III S III , I
II S II , I
1 S1 , I
2 S2 , I
U ( R jX ) I ( R jX ) I U 1 2 2 1
参考向量，已知 I , cos , AB 就是电压降 若以 U 2 2 2 向量 I2 ( R jX ) 平行和垂直的两个向量 把之分解为与 U 2 AD 和 BD
AD U 2 RI2 cos 2 XI2 sin 2 BD U 2 XI2 cos 2 RI2 sin 2
R3+ jX3
d S3 Sd
S1
j B1/2
Sb
S d , S L 3 S3
Sc
" S3 " ( ) 2 ( R3 jX 3 ), S3' S3 S L 3 UN " S2 ' " ( ) 2 ( R2 jX 2 ), S 2 S2 S L 2 UN
" ' S2 Sc S3 , S L 2
功率分点：功率由两 个方向流入的节点。 有功分点和无功分点 可能出现在不同节点。
A
1
Z
S I
, .

Z

3-1 有一条 220kV 电力线路供给地区负荷，采用 LGJJ—400 型导线，线路长 230km，导线水 平排列，线间距离为 6.5m，线路末端负荷为 120MW、 cos =0.92，末端电压为 209kV。试求 出线路始端的电压及功率。 解：对 LGJJ—400 型号导线经查表得：直径 d 29mm, 31.5 mm / km
Байду номын сангаас
jU 导纳支路的无功损耗为 S Y2
等值电路如下图所示：
2
B j1102 1.37 104 j1.66MVA 2
j 41 . 6
S 1
U 1 115 KV
21
S 1
S 2
4
40 j30MVA S
j1 . 37 10
1202 37.322 线路阻抗中的损耗为： P 18.17 6.569 2092 1202 37.322 Q 94.99 34.343 2092 120 18.17 37.32 94.99 U 27.394 209 120 94.99 37.32 18.17 U 51.2955 209 209 27.394 j51.2955 241.894212.243 KV 首段电压为 U 1 jU 2 B j18.49MVA 线路首端充电功率为 S y1 2
U A (U B U ) 2 U 2 (110 5.91) 2 6.142 116.1KV 6.14 A tg 1 3.03o 110 5.91
相量图为：
U A
dU
U
A
U B
U
（2）当线路输送的有功功率变大时，线路电压降落的纵分量和横分量都变大，故 A 点电压 变大。

等式约束条件亦可 用直角坐标形式的 潮流方程表示
简化表示为 ：
g (u, x ) = 0
最优潮流考虑的内容包括系统运行的安全性及电能质量 安全性及电能质量，另外可调控制变量本身也有 安全性及电能质量 一定的容许调节范围，为此在计算中要对控制变量 控制变量以及通过潮流计算才能得到的其它 控制变量 通过潮流计算才能得到的其它 量的取值加以限制。这就产生了大量的不等式约束条件，一般要考虑的不等式约束有： (1)有功电源出力 有功电源出力的上下限约束；（机组能力） 有功电源出力 (2)可调无功电源出力 无功电源出力的上下限约束； （设备条件） 无功电源出力 (3)带负荷调压变压器变比 带负荷调压变压器变比的调整范围约束；（设备条件） 带负荷调压变压器变比 (4)节点电压模值 节点电压模值的上下限约束；（电能质量） 节点电压模值 (5)输电线路或变压器 输电线路或变压器等元件中通过的最大电流或视在功率约束等。（容量） 输电线路或变压器
f = f (u, x )
3．最优潮流的约束条件 最优潮流是经过优化的潮流，为此必须满足基本潮流方程，称作最优潮流问 题的等式约束条件
PGi − PLi − U i ∑ U j ( Gij cos θ ij + Bij sin θij ) = 0 j∈i ( i = 1, 2 ,L ,n ) QGi − QLi − U i ∑ U j ( Gij sin θij − Bij cos θij ) = 0 j∈i
对罚函数法的简单解释就是：当不等式约束满足时，对应惩罚项有wi(k)=0 ； 当某个不等式约束不能满足，就将产生相应的惩罚项wi(k)(不等于零) ，而且越 界量越大，惩罚项wi(k)的数值也越大，从而使目标函数（现在是函数F）额外 地增大，这就相当于对约束条件未能满足的一种惩罚。当罚因子足够大时，惩 罚项在惩罚函数中所占比重也大，优化过程只有使惩罚项逐步趋于零时，才能 使惩罚函数达到最小值，这就迫使原来越界的变量或函数向其约束限值靠近或 回到原来规定的限值之内。

电力系统分析课后习题答案第一章电力系统概述和基本概念1－1 电力系统和电力网的定义是什么？答：通常将生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电电力线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体，称为电力系统。

电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分称为电力网络。

1－2 电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答：地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。

地理接线图不能更加详细地反映电力系统各电气设备之间的连接关系。

电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。

电气接线图并不侧重反映系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。

1－3 对电力系统运行的基本要求是什么？电能生产的基本特点是什么？答：对电力系统运行的基本要求是：（1）保证系统运行的安全可靠性（2）保证良好的电能质量（3）保证运行的经济性。

另外，环境保护问题日益受到人们的关注。

火力发电厂生产的各种污染物质，包括氧化硫、氧化氮、飞灰等排放量将受到严格限制，也将成为对电力系统运行的要求。

电能生产的特点是：（1）电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切。

（2）电能不能大量储存。

（3）电力系统中的暂态过程十分迅速（4）对电能质量的要求比较严格。

1－4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答：电力系统额定电压的确定，首先应从电力系统输送电能的经济性上考虑。

因为电力线路的三相输送功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S＝sqrt(3)UI，当输送功率S一定时，输电电压U越高，则电流I越小，因此选用的导线截面积可相应减小，投资也就越小。

但电压U越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等的绝缘的投资也越大。

PGi min ≤ PGit ≤ PGi max , i = 1, 2,L , g , t = 1, 2,L , 24
在不考虑第四式不等式约束条件的情况下（即去掉第四式），)的条件极值问题 用拉格朗日乘数法求解，即对等式约束式分别引入拉格朗日乘子，可组成如下 的拉格朗日函数
L = ∑∑ Fi ( PGit ) − ∑ λt [∑ PGit − P∑ Lt − Pnlt ] +
2 3 Wi ( PGi ) = ai + bi PGi + ci PGi + d i PGi
W ( m3 s )
另外，水轮发电机组也有最大和最小出力限制。 最大出力除了受额定容量的限制以外，还可能 是由于水头过低所致。 最小出力主要与下游航运等要求的最小放水量 有关。
PGmin
PG ( MW )
PGmax
第三章 电力系统的经济运行
3.3水火电厂间有功负荷经济分配 3.3水火电厂间有功负荷经济分配
水力发电厂本身不消耗燃料，因此如果能与火力发电厂配合安排发电计 划，可以减少火力发电厂所需要的燃料消耗。 原因是，大多数水力发电厂都具有水库，可以利用水库的调节能力，在 一天中让水力发电厂在系统高峰负荷时多发电，在低谷负荷时少发甚至 不发，以便尽量减少火力发电厂在高峰负荷时的出力，由于火电机组的 出力愈大其煤耗微增率愈大，因此减少高峰负荷时的出力便可以减少火 电机组在耗量微增较大时的出力，从而可以减少一整天的总燃料消耗量。 对于具有一定水库容量的水力发电厂，一般都根据来水量的变化情况通 过水库的经济调度来决定每天的总耗水量，而每小时的耗水量则可以根 据发电要求来进行分配。 对于无水库的水力发电厂，每小时的耗水量则完全决定于河流的天然流 量，它在一天当中基本上是不变的，因此，这类水力发电厂在一天中将 以恒定出力运行。同样，在丰水期，一些水力发电厂为了避免弃水，全 天都满载运行。对于这些水电机组来说，它们的出力是已知的

第3章简单电力系统的潮流分析一、填空题1.对于负荷，若电压滞后于电流，则其吸收的有功为正，吸收的感性无功为负；对于发电机，若电压滞后于电流，则其发出的有功为正，发出的感性无功为负，实则发出容性无功。

2.电力网的功率损耗由两部分组成：大部分产生在输电线路和变压器的串联阻抗上，随传输功率的增大而增大；少部分产生在输电线路和变压器的并联导纳上，可近似认为只与电压有关。

3.输电线路的对地支路上损耗的是容性无功，又称为充电功率。

4.变压器的功率损耗包括阻抗支路的变动损耗和对地导纳中的固定损耗两部分，其中前者与传输功率有关（填“有关”或“无关”），后者可近似认为只与电压有关。

5.若网络中某节点接有多个电源和多个负载，可将这些电源和负载的功率按复数求和，简化为一个功率，称该功率为该节点的运算功率。

6.任何一个负荷点都只能由一个方向取得电能的网络称为开式网络；若网络中任何一个负荷点均能从两个或两个以上方向取得电能，则称该网络为闭式网络。

7.两端供电网络中，电源点发出的功率包含两部分：一部分与负荷功率和线路阻抗大小有关，称为供载功率；另一部分与两端电源的电压差和线路阻抗有关，而与负荷功率无关，称为循环功率。

8.若闭式网络的供载功率与线路长度成反比分布，称之为均一网络。

9.闭式网络的电压最低点是无功分点。

二、选择题1.根据国际电工委员会（IEC）的约定，复功率的表达式为（A）A.*~IUS= B.I US=~C.IUS *~= D.**~IUS=2.超高压输电线路空载时，末端电压比始端电压（A）。

A.高B.低C.相同D.不一定3.“网络中某点的电压比网络额定电压低5%”，这句话描述的是（B）A.电压降落B.电压偏移C.电压损耗D.电压调整4.在计算环形网络的初步功率分布前，应先将网络从哪一点处拆开（A）A.电源点B.有功分点C.无功分点D.视在功率最大的负荷点5.在计算出环形网络的初步功率分布之后，要进行更为精确的潮流计算，须先将网络从哪一点处拆开（C）A.电源点B.有功分点C.无功分点D.视在功率最大的负荷点三、简答题1.潮流计算包括哪些内容？其目的是什么？2.电压降落、电压损耗和电压偏移的概念分别是什么？3.对于没有分支的简单开式网络，如果已知末端的功率和首端的电压，如何计算其潮流分布？4.对于35kV及以下电压等级的地方电力网，在潮流计算时可作哪些简化？5.什么是闭式网络的功率分点？有功、无功分点一定是同一点吗？四、计算题1.如下图所示，单回220kV 架空输电线长200km ，线路每千米参数为：r 1=0.108Ω/km ，x 1=0.426Ω/km ，b 1=2.66×10-6S/km ，线路空载运行，末端电压U 2为205kV ，求线路送端电压U 1。