電力系統(tǒng)分析基礎作業(yè)及答案

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)功率為順時針方向，變壓器T2供載功率與循環(huán)功率方向相反，變壓器T1供載功率與循環(huán)功率方向一樣，變壓器T1負載率高于變壓器T2；只有當兩臺變壓器的變比相等時，循環(huán)功率為零，變壓器的功率分布等于其供載功率分布，即兩臺變壓器的功率分布按容量平均分配。3、圖示環(huán)網中變壓器的變比均為實際變比，請指出是否存在循環(huán)功率如存在循環(huán)功率，請指出循環(huán)功率的方向假設忽略電網各元件的電阻，請指出循環(huán)功率的性質。答：選擇順時針方向作為統(tǒng)計變比的繞行方向，那么，由于,所以環(huán)網中存在循環(huán)功率；由于，所以循環(huán)功率的方向與統(tǒng)計變比時選擇的繞行方向一致，即為順時針方向；在不計電網元件電阻情況下，，即循環(huán)功率為純無功功率。4、500KV架空輸電線路長度為300Km；單位長度的參數為。線路首端電壓保持500KV不變。計算下面三種情況下輸電線路的末端電壓大小。①輸電線路空載；②輸送功率等于自然功率；③輸送功率為1000MVA。解：輸電線路的集中參數為：。輸電線路的集中參數型等值電路如以以下圖，①輸電線路空載時線路充電功率功率，線路末端電壓。②輸送功率等于自然功率時線路的波阻抗;自然功率;輸電線路末端電壓為:③輸送功率為1000MW時5、電力系統(tǒng)接線圖如以以下圖所示，各元件的參數已標于圖中，如要實現(xiàn)電網功率的經濟分布，求需要接入的串聯(lián)加壓器的附加電動勢。解：①計算電力網功率的自然分布②計算電力網功率的經濟分布③計算經濟功率分布與自然功率分布的差值④計算所需串入的附加電動勢第四次作業(yè)參考答案1、電力系統(tǒng)潮流計算的數學模型為什么采用節(jié)點電壓方程，而不采用回路電流方程答：電力系統(tǒng)潮流計算中之所以采用節(jié)點電壓方程而不采用回路電流方程，主要由于以下原因：①電力系統(tǒng)等值網絡中獨立節(jié)點數遠遠少于獨立回路數〔電力系統(tǒng)等值網絡中有很多的接地支路，所以導致獨立回路數遠遠多余獨立節(jié)點數〕；②對具有穿插跨接的非平面網絡，建設獨立節(jié)點電壓方程式較建設獨立回路電流方程式方便；③建設獨立節(jié)點電壓方程式前，不必將并聯(lián)支路合并，而建設獨立回路電流方程式前，需要將并聯(lián)支路合并，以減少獨立方程式數；④網絡構造或變壓器變比改變時，節(jié)點導納矩陣的修改比較方便。2、電力系統(tǒng)的節(jié)點按運行狀態(tài)的不同分為哪幾類每類的節(jié)點的量和待求量是什么答：根據變量和待求變量的不同，電力系統(tǒng)的節(jié)點可以分為PQ節(jié)點、PV節(jié)點和平衡節(jié)點。PV節(jié)點節(jié)點的發(fā)電機有功功率PG、無功功率QG和負荷的有功功率PL、無功功率QL,待求量為節(jié)點電壓大小U和電壓相角δ；PV節(jié)點節(jié)點的發(fā)電機有功功率PG、節(jié)點電壓大小U和負荷的有功功率PL、無功功率QL,待求量為電壓相角δ和無功功率QG；平衡節(jié)點負荷的有功功率PL、無功功率QL,和節(jié)點電壓大小U、電壓相角δ＝0，待求量為發(fā)電機有功功率PG、無功功率QG。3、求以以下圖所示等值網絡的節(jié)點導納矩陣〔圖中數值為標么阻抗〕。解：各支路導納為：、、、、、、。各節(jié)點的自導納和互導納分別為：、、、、、、、、、。節(jié)點導納矩陣為：4、某系統(tǒng)節(jié)點導納矩陣如下。假設在節(jié)點1、3間增加一條阻抗Zk=j2的線路，求修改后的節(jié)點導納矩陣。解：修改后的節(jié)點導納矩陣為:5、電力系統(tǒng)設置備用容量的目的是什么按備用的形式分備用容量有哪幾種類型旋轉備用投入速度快，有利于保證電能質量，是否電力系統(tǒng)中旋轉備用容量設置的越多越好為什么答：電力系統(tǒng)設置備用容量的目的是為了保證電力系統(tǒng)可靠供電和良好的電能質量。按備用形式分，系統(tǒng)備用容量分為熱備用〔又稱旋轉備用，指系統(tǒng)中運行機組所具有的備用容量〕和冷備用〔系統(tǒng)中沒有運行的機組所具有可發(fā)容量〕。不是旋轉備用容量設置的越多越好。因為旋轉備用〔熱備用〕容量越大，運行機組的負載率越低，運行效率越差。6、某發(fā)電廠有兩臺機組并列運行，當總負荷為時，兩臺發(fā)電機均未到達其額定出力，且有、。當總負荷增大時，哪臺發(fā)電機應先增加出力為什么答：2號機組先增加出力，因為，在增加同樣出力的情況下，2號機組增加的燃料消耗比1號機組少；隨著2號機組有功出力增加，其耗量微增率增大，當增大到等于1號機組的耗量微增率時，1號機組機組開場按耗量微增率相等原那么與2號機組同時增加出力。7、造成電力系統(tǒng)頻率波動的原因是什么什么叫作頻率的一次調整、二次調整和三次調整〔有功負荷的最優(yōu)分配〕答：造成電力系統(tǒng)頻率波動的原因是有功負荷的變化〔負荷波動〕，因為要維持電力系統(tǒng)在某一頻率下運行，就必須保證該頻率下的有功功率平衡，當系統(tǒng)有功負荷變化時，打破了系統(tǒng)的在原有頻率下的有功功率平衡關系，所以就會引起系統(tǒng)頻率變化〔波動〕。針對第一類負荷波動所引起的頻率波動所進展的調整稱為頻率的一次調整，頻率的一次調整通過發(fā)電機組調速器改變原動機輸入的機械功率，從而改變發(fā)電機輸出的有功功率來實現(xiàn)。頻率的一次調整不能實現(xiàn)無差調節(jié)，負荷變化越大，調整完畢后的頻率偏移越大，當負荷變化較大時〔如第二類負荷波動〕經一次調整后的頻率偏移可能超出允許范圍。針對第二類負荷變化引起的頻率波動所進展的調整稱為頻率的二次調整，二次調整通過裝設在調頻機組上的調頻器調整發(fā)電機的有功出力來實現(xiàn)，二次調整可以實現(xiàn)無差調節(jié)。針對第三類負荷波動所進展的調整稱為頻率的三次調整，由于第三類負荷變化是可以預測的的，所以針對第三類負荷變化所進展的對發(fā)電機出力的調整是由系統(tǒng)調度員根據最優(yōu)分配原那么安排各發(fā)電機的有功出力來實現(xiàn)的。8、電力系統(tǒng)有功負荷最有分配的目的是什么最優(yōu)分配的原那么是什么答：電力系統(tǒng)有功負荷最優(yōu)分配的目的是在滿足負荷需求的情況下使系統(tǒng)總的能源消耗最小。電力系統(tǒng)有功負荷最有分配的原那么是在滿足系統(tǒng)有功平衡功率約束條件的情況下，按各機組耗量微增率相等的原那么分配各發(fā)電機的有功出力。9、水煤換算系數γ的取值與水電廠允許耗水量之間的關系是什么答：水煤換算系數γ的取值與水電廠允許耗水量之間的關系是水電站允許的耗水量越大，那么水煤換算系數γ的取值越小，因為只有這樣按等耗量微增率準那么〔λT1＝λT2＝…λTm=γm+1λm+1=…=γnλn〕分配時，水輪發(fā)電機組分得的有功負荷才比較大，消耗的水量才比較大。10、對調頻廠的基本要求有那些洪水季節(jié)宜以什么樣的發(fā)電廠擔負調頻任務枯水季節(jié)宜以發(fā)電廠擔負調頻任務答：對調頻廠的基本要求有：①調整容量足夠大；②調整速度足夠快；③調整范圍內經濟性能應較好；④調整時不至引起系統(tǒng)內部或系統(tǒng)間聯(lián)絡線工作的困難。根據上述基本要求具有調節(jié)庫容的大容量水電廠作為調頻電廠最為適宜。洪水季節(jié)，為充分利用水力資源，水電站一般滿負荷運行，因而不能再擔負調頻任務，這種情況下宜采用調節(jié)性能較好的中溫中壓火力發(fā)電廠作為調頻電廠；枯水季節(jié)宜采用調節(jié)性能好的大容量水電廠作為調頻電廠。11、某發(fā)電廠有三臺機組并列運行，其耗量特性分別為：〔〕〔〕〔〕機組功率約束條件為：求負荷功率為200MW時機組間負荷的最優(yōu)分配。解：由耗量特性〔〕〔〕〔〕求得：根據等耗量微增率準那么有：聯(lián)立求解得：、、

由于，取

將剩余的負荷200MW-50MW=150MW在2#、3#機組之間按等耗量微增率準那么重新分配得：、

答：負荷功率為200MW時機組間負荷的最優(yōu)分配方案是：、、12、某電力系統(tǒng)綜合負荷的單位調節(jié)功率為400MW/HZ，系統(tǒng)負荷增大800MW時，調頻電廠經二次調頻增發(fā)400MW，系統(tǒng)頻率變化為，計算系統(tǒng)等值發(fā)電機的單位調節(jié)功率。解：

答：系統(tǒng)等值發(fā)電機的單位調節(jié)功率為1600MW/HZ。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析第五次作業(yè)參考答案造成電力系統(tǒng)電壓水平波動的原因是什么答：造成電力系統(tǒng)電壓水平波動的原因是電力系統(tǒng)無功負荷的波動?！惨３蛛娏ο到y(tǒng)的電壓在正常水平，就必須維持在該電壓水平下的無功功率平衡，當電力系統(tǒng)無功負荷波動時，電力系統(tǒng)的的無功功率平衡關系被破壞，相應的電力系統(tǒng)的電壓水平也就發(fā)生波動〕電力系統(tǒng)的電壓調整與電力系統(tǒng)的頻率調整相比較有那些特點答：電力系統(tǒng)的頻率只有一個，頻率調整也只有調整發(fā)電機有功出力一種方法〔調速器、調頻器和有功負荷最優(yōu)分配都是改變發(fā)電機有功出力〕；而電力系統(tǒng)中各點的電壓都不一樣，電壓的調整也有多種方式。在常用的無功補償設備中，那些無功補償設備具有正的調節(jié)效應那些具有負的調節(jié)效應答：在常用的無功補償設備中，調相機、SR型靜止無功補償器和TCR型靜止無功補償器具有正的電壓調節(jié)效應；而電力電容器、TSC型靜止無功補償器具有負的電壓調節(jié)效應。什么叫電力系統(tǒng)的電壓中樞點電壓中樞點的電壓調整方式有那幾種答：電力系統(tǒng)的電壓中樞點是指某些可以反映電力系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線，只要控制這些點的電壓偏移在一定范圍，就可以將電力系統(tǒng)絕大局部負荷的電壓偏移在允許的范圍。電壓中樞點的電壓調整方式有三種：即逆調壓、順調壓和常調壓。〔順調壓指負荷低谷時，允許電壓適當升高，但不得高于107.5UN%,負荷頂峰時允許電壓適當適當降低，但不得低于102.5UN的調壓方式；逆調壓指負荷低谷時，要求將電壓中樞點電壓適當降低，但不低于UN，負荷頂峰時要求將電壓中樞點電壓升高至105UN%的電壓調整方式；常調壓那么指無論在負荷低估還是負荷頂峰時均保持中樞點電壓為一基本不變的數值的電壓調整方式?！吵Ｓ玫恼{壓措施有那些對于由于無功缺乏造成電壓水平下降的電力系統(tǒng)應優(yōu)先采取何種調壓措施對于無功功率并不缺乏，但局部電網電壓偏低的電力系統(tǒng)應優(yōu)先采用何種調壓措施答：常用的調壓措施有改變發(fā)電機機端電壓調壓、改變變壓器變比調壓和利用無功補償裝置調壓等。對于由于無功缺乏造成電壓水平下降的電力系統(tǒng)應優(yōu)先采取增加無功補償設備的調壓措施。〔因為此時采用改變變壓器變比調壓并不能改變電力系統(tǒng)的無功功率平衡關系，只能改變電力系統(tǒng)的無功流向，提高局部電網的電壓水平，但這局部電網電壓水平的提高，使其消耗的