广西大学电力系统稳态试题库完整.docx
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广西大学电力系统稳态试题库完整
广西大学电气工程学院题库(稳态)
第一章
思考题:
1.请说明火力发电的能量转换过程。
2.电力系统中除火电、水电及核电以外的其他发电形式一般称为“新能源”,你能说出几种新能源发电形式及其特点?
(更新的说法:
新兴能源)
3.火力发电使用的一次能源都有哪些?
4.负荷成分主要是什么?
(用户的用电方式)
5.电力系统包括哪些主要组成部分?
分别起哪些作用?
6.什么是电力网?
什么是动力系统?
7.电力系统常用的结线图有几种?
(从供电组成供电网络的角度看)
8.电力系统生产的特点是什么?
9.对电力系统运行的基本要求是什么?
10.电能质量的主要指标是什么?
11.考核电力系统运行经济性的指标是什么?
12.什么是“有备用结线”?
什么是“无备用结线”?
各有几种形式?
13.我国电力系统3kV以上的额定电压等级是什么?
14.我国电力系统中性点的运行方式是什么?
15.什么是“消弧线圈”?
作用原理是什么?
16.升压变和降压变的变化有何区别?
17.我国三峡电站将装设台水轮发电机组,每台额定电容为MW。
18.什么是线路的经济输送功率和输送距离?
(自然功率)
19.什么是“黑启动”?
20.*什么是“能量管理系统(EMS)”?
21.*你对电力市场了解多少?
22.*什么是高压直流(HVDC)输电系统?
与交流输电相比有哪些优缺点?
23*什么是灵活交流输电系统(FACTS)?
1-1.给出下图4个电压等级系统的负荷端额定电压、变压器各侧绕组的额定电压
1-2.在括号中给出各变压器的额定电压
第二章
1.“数学模型”的含义是什么?
2.什么是发电机的“运行极限图(功率圆图)”?
3.什么是发电机的“进相运行”?
4.什么是变压器的铜耗和铁耗?
5.为什么说变压器的铜耗是可变损耗?
铁耗是不变损耗?
6.升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是:
中、低、高;降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是:
低、中、高,为什么?
7.采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么?
8.220kV和500kV线路上每串绝缘子的片数一般为多少?
9.铝线和铜线的电阻率是多少?
10.架空输电线为什么要换位?
何谓“完全换位”?
11.架空输电线路的电抗一般为Ω/km左右。
12.架空输电线路的电纳一般为S/km左右。
13.正常的架空输电线路的电导一般为S/km左右。
14.架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别?
15.什么是电晕?
16.三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?
17.计算线路的参数时,在什么情况下需要考虑分布参数特性?
18.什么是“平均额定电压”?
它是如何规定的?
19.标么制与有名制有何区别?
20.在等值电路中,线路的对地支路是容性的,变压器的对地支路是感性的,为什么?
21.什么是线路的“充电功率”?
它对线路输送容量及系统运行有何影响?
22.什么是负荷特性?
它有什么涵义?
23.*什么是负荷曲线?
日负荷曲线和年负荷曲线各有何用处?
24.*电力系统为什么要进行负荷预测?
25.*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?
2-1有一长度为100km的110KV输电线路,导线型号为LGJ-185,导线水平排列,相间距离为4m,求线路参数及输电线路的等值电路。
(由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm,计及绞线及钢芯影响,取
)
2-2有一台SFL1-20000/110型降压变压器向10KV网络供电。
铭牌上给出的实验数据为:
,
,
,
,
,试求归算到高压侧的变压器参数,并作等值电路。
2-3.已知某三绕组变压器铭牌上参数有:
额定容量120MVA,容量比为100/100/50,变比为220/121/10.5KV,
,
,
,
,
,
、
、
。
试计算变压器参数,并作等值电路。
2-4.根据下图系统接线图,①作出其实际有名值等值电路,以额定电压为基准值,②作出其归算到220kV的归算有名值等值电路,③再以SB=100MVA,各级基准电压UB等于相应电压等级的额定电压UN的标幺值等值电路。
T1:
STN=60MVA,231/110kV,Pk=223kW,Uk%=13.6
T2:
STN=240MVA,231/121kV,Pk=787kW,Uk%=9.43
LGJ-400/50:
r1=0.0787Ω/km,x1=0.42Ω/km,b1=2.8×10-6S/km
LGJ-120/25:
r1=0.2708Ω/km,x1=0.4167Ω/km
第三章
1.什么是“潮流计算”?
它有什么作用?
比较潮流计算与一般电路计算有何异同?
2.为什么潮流计算要计算功率和电压而不是电流和电压?
如果将功率换成电流对潮流计算会带来什么影响?
3.选择填空:
在潮流计算中,
(1)、功率(包括功率损耗)代表(三相)(单相)功率,单位是(MVA、MW、Mvar)(kVA、kW、kvar)(VA、W、var);
(2)、电压代表(线)(相)电压,单位是(kV)(V);
(3)、阻抗和导纳代表(单)(三)相参数,单位分别是欧姆和西门子。
4.“电压降落(电压升高)”、“电压偏移(电压偏差)”、“电压调整”和“电压损耗”这些概念有何异同?
5.什么是“输电效率”?
6.请解释以下名词的含义并说明它们之间有何关系:
(1)最大负荷利用小时数;
(2)年负荷率;(3)年负荷损耗率;(4)最大负荷损耗时间;(5)线损率。
7.当输电线路空载运行时,线路的末端电压将高于始端电压,为什么?
8.500kV架空线路要装设并联电抗补偿,一般电缆线路要加串联电抗补偿,为什么?
9.“运算负荷”与“运算功率”有何差别?
10.“环型网络”与“辐射型网络”的潮流计算有何不同?
11.什么是“功率分点”?
“无功分点”与“有功分点”各有何特点?
12.什么是“电磁环网”?
它有几种表现形式?
它对系统有哪些危害?
13.环网(两端电源网络)中的“循环功率”会对系统有哪些影响?
14.环网中潮流的“自然分布”与“经济分布”有何区别?
15.潮流的调整控制手段主要有哪些?
3-1某110KV输电线路,长100km,
,
,
,线路末端功率10MW,
滞后,已知末端电压为110kV,试计算始端电压大小和相位,始端功率,并作相量图。
3-2某变电站两台容量为20MVA、变比为110/11的降压变压器并列运行,其最大负荷为30MW,
,变压器的参数
,
,年负荷曲线如下图所示,求下列情况下变压器的电能损耗。
(1)两台变压器全年并列运行;
(2)当负荷将至60%时,立即切除一台变压器运行。
图年负荷曲线
3-3开式网络的接线如图所示,电源电压为116kV,双回线供电,线路长100km,
,
,
,变电站a装有两台同型号双绕组变压器,容量31500kVA,
,
,
,
,变电站低压侧负荷50MW,
,试求变电所高压侧母线的运算负荷,并利用该运算负荷计算高压母线的电压。
第四章
1.一般来说,潮流计算要有几个主要步骤?
2.常用的潮流计算的数学模型是什么?
3.什么是“自导纳”、“互导纳”?
怎样形成和修改导纳阵?
4.导纳阵都有哪些主要特点?
5.在形成网络矩阵时,“树枝”和“链枝”的含义是什么?
6.什么是导纳阵的“稀疏特性”?
怎样计算导纳阵的稀疏度?
7.什么是“压缩存储技术”?
8.阻抗阵的定义是什么?
形成阻抗阵都有哪些方法?
9.潮流计算中的变量都有哪些?
是怎样分类的?
10.潮流计算中的节点分为几种类型?
11.什么是“功率方程”?
为什么说它是非线性方程?
12.为什么说潮流计算只能采用“迭代法”求出满足一定精度的近似解?
13.有几种“常规潮流”算法?
14.你了解多少“扩展潮流”算法?
15.什么是考虑“负荷静特性”的潮流计算?
16.高斯-赛德尔迭代法的特点是什么?
17.牛顿-拉夫逊迭代法的特点是什么?
18.“直角坐标”和“极坐标”指的是什么?
19.P-Q分解法也叫“快速分解法(fastde-couplingmethod)”或“P-Q解耦法”,它的主要特点是什么?
20.牛顿-拉夫逊迭代法和P-Q分解法有何关系?
21.在P-Q分解法中,因为考虑到电力系统的两个特点所以才能够对修正方程式进行简化,这两个特点是什么?
它在什么情况下失效?
22.在P-Q分解法中,雅可比矩阵变成了B’和B’’,它们有什么特点?
23.P-Q分解法的修正方程式是什么?
24.请比较三种潮流计算方法的特点,包括原理及修正方程、迭代次数、收敛性、计算速度、实用性及计算准确度。
25.P-Q分解法的修正方程式相对于牛顿法进行了种种简化,这是否意味着P-Q分解法的计算准确度低于牛顿法?
26.什么是“雅可比矩阵(Jacobianmatrix)”?
它有什么特点?
为什么把它叫做“灵敏度矩阵”?
27.为什么说分块雅可比矩阵与节点导纳阵具有相同的结构?
28.为什么极坐标形式的修正方程式比直角坐标形式的修正方程式少了n-m个?
29.牛顿法潮流计算的基本步骤有哪些?
30.*什么是“因子表”?
31.*什么是“节点编号优化”?
32.*什么是潮流计算的“收敛性”?
发生不收敛的主要原因是什么?
33.*什么是“优化潮流(OPF,OptimalPowerFlow)”?
潮流的约束条件都有哪些?
4-1如下图电力网络,已知参数标于图中。
取
,两个电压等级的基准电压为UB(110)=110kV,UB(35)=35kV,求该网络的标么值节点导纳矩阵。
4-2电力网络等值电路参数如下图。
(1)求其节点导纳矩阵;
(2)若2、4节点间理想变压器变比改变为k*=1,修改
(1)形成的节点导纳矩阵。
4-3网络中有一变压器支路如下图,将变比k由1.1改为1.05后,该网络的节点导纳矩阵中Yii、Yij、Yji、Yjj将作修正,求它们的修正量△Yii、△Yij、△Yji、△Yjj。
4-4
2节点的电力系统如下图所示。
已知节点
的电压为
,节点
上的发电机输出功率为
,负荷功率
,输电线路导纳
。
以电压迭代初值为1+j0,潮流计算的牛顿-拉夫逊法写出第一次迭代后的节点电压为
①请求解作第二次迭代后的节点电压。
②并利用PowerWorld作该系统潮流计算.
③上图系统也是一个已知末端功率、始端电压的简单支路潮流计算,试推导简单支路电压计算的解析算法。
4-5系统及参数如下图,其中节点②为PV节点,以电压初值U(0)=1,采用极坐标形式的牛顿-拉夫逊法作该系统平衡节点G1的注入发电功率计算。
另,若采用解析法,试根据条件推导和计算节点②电压的相位角,再计算G1的功率。
提示:
例如设Q2,根据P2、Q2和U2,按电压降落方法,得U1,即
解得Q2。
大作业在总作业成绩中占20%。
4-7、4-8中至少选做一题
4-7任务:
用牛顿-拉夫逊法计算一个5节点系统的潮流计算程序
Ø编写计算程序
Ø完成程序调试
Ø给出计算结果
Ø交上程序和结果(可以是电子文件)
4-8利用Powerworld作IEEE14节点的潮流计算
交Powerwodld电子数据文件
附IEEE14节点系统数据
节点数SB平衡节点号迭代精度
14,100.00,1,0.00001,
支路参数ijRXY/2
1,1,2,0.01938,0.05917,0.02640
2,2,3,0.04699,0.19797,0.02190
3,2,4,0.05811,0.17632,0.01870
4,1,5,0.05403,0.22304,0.02460
5,2,5,0.05695,0.17388,0.01700
6,3,4,0.06701,0.17103,0.01730
7,4,5,0.01335,0.04211,0.00640
8,7,8,0.00000,0.17615,0.00000
9,7,9,0.00000,0.11001,0.00000
10,9,10,0.03181,0.08450,0.00000
11,6,11,0.09498,0.19890,0.00000
12,6,12,0.12291,0.15581,0.00000
13,6,13,0.06615,0.13027,0.00000
14,9,14,0.12711,0.27038,0.00000
15,10,11,0.08205,0.19207,0.00000
16,12,13,0.22092,0.19988,0.00000
17,13,14,0.17038,0.34802,0.00000
变压器支路数据
ijRXK*
1,5,6,0.00000,0.25202,0.932
2,4,7,0.00000,0.20912,0.978
3,4,9,0.00000,0.55618,0.969
接地支路数据
iRX
1,9,0.00,0.190
节点功率数据
iPGQGPLQL
1,1,0,0,0,0
2,2,40.00,42.4,21.70,12.70
3,3,0.00,23.39,94.20,19.00
4,4,0.00,0.00,47.80,-3.90
5,5,0.00,0.00,7.60,1.60
6,6,0.00,12.24,11.20,7.50
7,7,0.00,0.00,0.00,0.00
8,8,0.00,17.36,0.00,0.00
9,9,0.00,0.00,29.50,16.60
10,10,0.00,0.00,9.00,5.80
11,11,0.00,0.00,3.50,1.80
12,12,0.00,0.00,6.10,1.60
13,13,0.00,0.00,13.50,5.80
14,14,0.00,0.00,14.90,5.00
PV节点数据
iVGPminPmaxQminQmax
1,1,1.06,0,50,-10,10
2,2,1.045,0.3,0.7,-0.4,0.5
0
第五章
1.系统正常频率质量范围是多少?
系统怎样保证频率质量?
2.为什么说系统的频率质量主要取决于有功平衡?
3.*50Hz系统与60Hz系统相比有何特点?
4.怎样理解负荷的变动与频率调整的关系?
5.节点电压角度与系统的频率有何关系?
6.什么是“调速器”和“调频器”?
它们有何作用?
7.什么是“开停机计划”?
8.什么是“发电计划”?
9.*什么是“负荷控制”?
10.网络损耗的两个组成部分是什么?
高压输电系统的网络损耗一般占系统总负荷的百分之多少?
五级电压变换的系统,整个系统的网络有功损耗一般占系统总负荷的百分之多少?
11.水电厂、火电厂和原子能电厂的厂用电率为多少?
12.有功负荷预测的意义是什么?
怎样进行预测?
13.怎样理解系统设备的“定期维修”和“状态维修”?
14.什么是系统的备用容量?
怎样确定电力系统的备用容量?
15.什么是负荷备用?
什么是事故备用?
承担负荷备用的机组和承担事故备用的机组,各有怎样的运行特点?
16.什么是“热备用”?
什么是“冷备用”?
怎样确定系统的热备用容量?
17.有功功率的最优分配包括两个内容,它们是什么?
各有什么含义?
18.火电、水电和核电各有何特点?
19.什么是“抽水蓄能”电厂?
它有何作用?
20.枯水期和丰水期的机组安排各有何特点?
21.什么是“耗量特性”?
什么是“比耗量”和“耗量微增率”?
22.什么是最优分配负荷的目标函数和约束条件?
23.什么是“等耗量微增率准则”?
24.什么是“水煤换算系数”?
25.什么是“网损微增率”?
26.什么是有功负荷经济分配的“协调方程式”?
27.*什么是计算网损微增率的“B系统法”?
28.系统的频率不满足质量要求会产生哪些不好影响?
29.什么是“有功电源的静态频率特性”?
什么是“有功负荷的静态频率特性”?
30.“调差系数”和“单位调节功率”的含义是什么?
31.说明ALFC、AGC、EDC和ACE的含义。
32.什么是频率的“无差控制”和“有差控制”?
5-1两台容量均为200MW的发电机并列运行,向300MW负荷供电。
发电机的最小有功出力均为60MW,耗量特性分别为:
(1)求机组的经济分配方案;
(2)若平均分担负荷,多消耗的燃料(单位时间内)为多少?
5-2某电力系统有一个火电厂和一个水电厂并联运行,其耗量特性分别为:
设水电厂给定日用水量为
,系统的日负荷曲线如图所示。
火电厂容量700MW,水电厂容量400MW,试①确定火、水电厂的经济负荷分配。
②若考虑开停机计划,再确定火、水电厂的经济负荷分配。
图日负荷曲线
5-4某一容量为100MW的发电机,调差系数整定为4%,当系统频率为50HZ时,发电机出力为60MW;若系统频率下降为49.8HZ时,在一次调频作用下的发电机出力是多少?
5-5如下图所示的互联系统,系统A、B的电源额定容量、负荷容量及单位调节功率均示于图上。
A系统由于电源事故切除2000MW有功时,系统频率及联络线上功率的变化是多少?
图两系统组成的互联系统
第六章
1.电力系统中的无功电源都有哪些?
各有何特点?
2.什么是“无功优化”问题?
3.什么是“等网损微增率准则”?
4.电力系统中主要有几种电压调整的措施?
各自有何特点?
5.什么是“中枢点电压管理”?
它有几种调压方式?
6.无功电源最优分布的基本准则是什么?
7.无功负荷最优补偿的基本准则是什么?
8.电力系统中电压偏差过大的原因是因为无功问题,一种是无功不足,另一种是无功分布不合理,它们分别需要采取哪种调压措施才能解决?
9.为什么调节发电机的励磁可以调节端电压?
10.变压器的分接头一般设在哪个绕组?
为什么选择不同的分接头可以调压?
11.并联电容器调压和并联调相机调压有哪些不同?
12.说明并联和串联补偿设备调压的原理是什么?
13.为什么说电压的变化主要受无功分布的影响?
14.怎样根据电压要求确定并联无功补偿容量?
15.电压和频率是电能质量的两个重要指标,试比较调频和调压各有何特点?
6-1某水电厂通过升压变压器
与系统相连,如图,高压母线电压最大负荷时为112.09kV,最小负荷为115.45kV。
要求低压母线采用逆调压,试选择变压器分接头电压。
图升压变压器接线图
6-5(选做题)下图为电压组合调节的系统(选自《电力系统运行操作与计算(修订版)》,其为某系统单线接线图。
图中注有线路参数及长度、各母线负荷(括号外为最大负荷、括号内为最小负荷)、发电机容量及各母线电压允许偏移范围。
现假定A电厂为系统电厂,B电厂为地区电厂,试选择各点的调压设备工作点的设置。
图题6-5系统主接线图
图题6-5系统的阻抗参数
取SB=100MVA,UB=UN(各电压等级的额定电压基准电压)。
则以标幺值表示的、适合PowerWorld软件的数据格式的电路如下
图6-5系统的数据格式
根据图6-5的数据格式,将该格式在PowerWorld的可视化编辑模式下,从平衡节点开始,逐个元件添加,形成该系统的单线图,并将必要的数据作字段形式逐个增添以显示。
若采用的就近调节方式为:
1A电厂为平衡节点,保持U1=1.05
2T1高压侧分接头,控制U2=(1.0~1.1)
3T2110kV分接头,控制U6=(0.9364~1.018)
4T3220kV分接头,控制U4=(1.0~1.1)
5B电厂PV节点,控制U8=1.05
6T535kV分接头,控制U9=(1.0~1.1)
735kV线路L9-11,加B=-j2.5的串联电容补偿
在确定控制手段及其相应的控制目标后,计算符合电压质量要求的变压器分接头的设置和系统潮流。
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