电力系统分析习题课2

1、电气工程学院School of Electrical Engineering2005年11月电力系统分析基础习题课（二）North China Electric PowerUniversity欢迎访问慧易升考研网 HYPERLINK / 下载更多华电电力系统分析资料第四章电力系统的潮流计算4.1（1）求节点导纳矩阵（2）当节点2，4之间阻抗为0时，修改导纳矩阵。211:1.1j0.1j0.23j0.1j0.254等值变压器模型的应用节点导纳矩阵的修改11/1.1:1211:1.12j0.1/(1.12)North China Electric Power University电气工程学院Sch

2、ool of Electrical Engineering第四章电力系统的潮流计算j11001节点导纳矩阵为：Yj11j25j10 0j50j4j4 j12 当节点2，4之间阻抗为0时，看作先消去节点4，再在节点2，3之间加一阻抗为j0.25的支路。211:1.1j0.1j0.2j0.25 j12.1j110 节点j12.1j110 消去节点4后的导纳矩阵为Y j5Yj19j90j5 j5j9jNorth China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第五章电力系统的有功功率和频率调整5-1（100PG

3、1200兆瓦） dF2/dPG2=0.10PG2+10元（100PG2300兆瓦） dF3/dPG3=0.05PG3+10元（200PG1500兆瓦） 求：a）负荷为750兆瓦时，每台发电机所承担的负荷b）负荷在400兆瓦至1000兆瓦范围内的耗量微增率与负荷功率的关系曲线。=f（PL）解：掌握等耗量为增率法最优分配负荷1 2 136.36MW P204.54MW13G2PG1PG2P PG3 750P409.09MWG3North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第五章电力系统的有功功率

4、和频率调整b）负荷在400兆瓦至1000兆瓦范围内的耗量微增率与负荷 功率的关系曲线。选取若干个点，计算出相应的出与PL的关系式。P 10 G10.150.157366.7 100.110注意发电机组的上下限限制！P 0.050.05P=40时，由上式得=20.，G1=72.750不合题意G3=50时， =3。所以上式适合2 35电气工程学院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第五章电力系统有功功率和频率调整（续）5-2 某系统有三台额定容量为其调差系数1*=0.022*=0.063*=0.0

5、5，其运行情况为PG1=60MW,PG2=80MW, PG3=100MW,取KL*=1.5,PLN=240MW。 （1）当系统负荷增加50MW时，系统频率下降多少？ （2）若系统的负荷增加是60MW，则系统的频率下降多少？（均不计频率调整器的作用）解：因为已经满载，所以只有机组1，2参加一次调频，系统的频率调节特性为：G1=1/1*G/f=10MW/Hz G2=33.33MW/Hz;L=L*Lf=1.5*20/50=7.2MW/Hz 1)Ks=KG1+KG2+KL=140.53MW/Hzf=-PL/Ks=-0.3558Hz2) f=-0.427Hz 此时PG1已经超过满载，所以分为两步计算。f

6、1=40/KG1=0.4Hz60-40-(KL +KG2) * f1=(KL+KG2) f2f= f1+ f2North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第五章电力系统有功功率和频率调整（续）55-3定负荷PDN=1fN=50Hz要求：深刻了解一次调频和二次调频的区别，并利用调频图求解！North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering欢迎访问慧易升考研网 HYPERLINK / 下载更多华

7、电电力系统分析资料第五章电力系统有功功率和频率调整（续）解：法（1）设系统负荷增加到PL则频率降低后的实际负荷值PD=PL-0.3*2*PDN/50=PL- 0.012PDN=PL=1.112PDNKs=(PL-PDN)/f=0.112*/0.3=1.12/3PDN =KG=Ks-KL=1/3PDN设增发PG0 ，则PG0 =Ks f=1.12PDN/3*0.2=0.074667PDN 法（2）(PL- PG0 PDN)/Ks=0.1= PG0法（）调频器不动作：=-/f=(1.11)/0.3=1/3调频器动作： PG0 =(KL+KG) f=(2/50+1/3) PDN*0.2=0.0746

8、67PDNNorth China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第五章电力系统有功功率和频率调整5.4100MW的机组并列运行，调速器的下降特性分别为4%和5%，负荷为150MW,两台机组的负荷如何分配？若两 （两台机组空载时并车）(思考)解： （1）先求出KG1=50,KG2=40,利用加入负荷后两台机组的频率相等（2）时，调差系数小的频率下降小，二次调频可以增加系统频率，所以第二台机组进行二次调频。75=50 f 所以f1=1.5Hz75- PGB=40 f1 所以PGB为二次调频增发容量为15

9、MW电气工程学院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第五章电力系统有功功率和频率调整在如图所示的A、B两机系统中，负荷为800MW时，频率为50Hz，若切除50MW负荷，系统的频率和发电机的出力为多GNP6MWAGN4560MW240MWBPGN500MW5单位调节功率KL*1.5PL800MW注意一次调频作为系统的概念考虑KG1=280MW/Hz;KG2=200MW/Hz;KL=24MW/Hzf f=50+f=50.0992HzG1=-G1*f=-280*0.0992G1=G1G1=532.

10、22MW G2=G2G2=220.1587MWNorth China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第五章电力系统有功功率和频率调整将两系统用一条联络先连接起来，A系统的容量为2000MW， 发电机单位调节功率KGA*=30，负荷的单位调节功率KLA*=2，B系统的容量为1000MW，KGB*=20，KLB*=1.2。正常运行时联络线无交换功率，当系统负荷增加100MW，此A、B两系统都参加一次调频，且A系统部分机组参加二次调 频，增发50MW，试计算系统的频率偏移及联络线上的交换功率？APabB直

11、接带入联络线连接两区域的公式f=-0.029HPab=-12.4MWNorth China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统的无功功率和电压调整ar,现有补偿电容器30MVar,试确定这些无功补偿设备的最优分布。North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统的无功功率和电压调整解：设各节点分别补偿的无功为Q11、 Q22、 Q33、Q44、则网络的功率损耗为：P(QQQQ

12、QQ)232111223222)2 2(QQQQ32111223222)2 3(Q3Q334(Q4Q)2/U 244N利用等网损微增率准则44N11 Q22PQ33PQ44Q22Q33Q44电气工程学院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering欢迎访问慧易升考研网 HYPERLINK / 下载更多华电电力系统分析资料第六章电力系统无功功率和电压调整110KV，80kmZe，B 的110KV6UN抗注意：掌握串联电容补偿的计算North China Electric Power University电

13、气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整35KV10j10，输7j6MVA30KV34KV。假设首端电压补偿容量North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整掌握：各种变压器调压方式及其计算！首先求出首端功率，然后按调压方式公式进行计算电气工程学院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第六章电力系

14、统无功功率和电压调整解：因为采用逆调压方式，所以高峰负荷时将中枢点A的电压调节到1.05Un，低谷负荷降低到Un，将变压器和输电线路阻抗合并有：North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整最大负荷时：104.15*11/110=14.41510.2KV最小负荷时：105.9176

15、*11/110=10.5910.7KV所以经过校验，所选择的变压器分接头合格。North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering欢迎访问慧易升考研网 HYPERLINK / 下载更多华电电力系统分析资料第六章电力系统无功功率和电压调整6.5 简单线路如图所示，若变压器低压侧的母线电压偏移要求小于1%，试按电容器补偿和调相机补偿两种情况，分别选择变压器的分接头和无功补偿容量。（U1=112kV,变压器归算到110kV的阻抗为2+j35欧姆）U1U2Smax=28+j14MVASmin=10+j6M

16、VA110+ 2*2.5%/6.3kV掌握：电容器作为补偿设备的特点及其计算；调相机作为补偿设备的特点及其计算；North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整解：变电所的调压要求为常调压。(28*3+14*35)/112=106.875V,同理，Ujmin=109.8571V(1)补偿设备为电容器时：按常调压要求，最小负荷时补偿设备全部退出，确定变压器分接头电压。tjin=jin*/jmin=109.51*6/6=11535V选用110+2*2.5%抽头，即1

17、15.5kV电压电气工程学院North China Electric Power UniversitySchool of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整把抽头电压带入求取补偿容量，按最大负荷的调压要求确定补偿容量。jcmaxijjcmaxNjtjtjQc=U/X *(U-UU/U)*UUjcmaxijjcmaxNjtjtj=6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2=9.82KVar校验电压偏移：最大负荷时补偿设备全部投入Ujcmax=112-(28*3+(14-9.8214)*35)/112=109.9

18、442kV U2max=109.9442*6.3/115.5=5.997kV 偏移：(6-5.997)/6=0.05%最小负荷时电容器全部退出：2in=109.857*6.3/115.5=5.992kV 偏移0.1%所以符合要求North China Electric Power University电气工程学院School of Electrical Engineering第六章电力系统无功功率和电压调整首先确定变比：-2jcin*(kUjcin-jin )= U*(kjcax-Ujax)k=18.1438jcmaxUtj=k*U2N=18.1438*6.3=114.306kV选取110+2*2.5%抽头按最大负荷选择调相机容量jcmaxijjcmaxNjtjtjQc=U/X *(U-UU/U)*UUjcmaxijjcmaxNjtjtj=6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2=9.82KVar校验电压偏移：最大负荷时补偿设备全部投入，偏移：0.05