电力系统分析下复习资料wangheng

电力系统分析（下）复习题2.日负荷曲线和年负荷曲线的慨念答：负荷曲线按时间长短分，分为日负荷曲线和年负荷曲线。日负荷曲线描述了一天24小时负荷的变化情况；年负荷曲线描述了一年内负荷变化的情况。3.日负荷曲线中最大负荷、最小负荷、平均负荷、负荷率、最小负荷系数的慨念答：负荷曲线中的最大值称为日最大负荷（又称峰荷），最小值称为日最小负荷（又称谷荷）；平均负荷是指某一时期（日，月，年）内的负荷功率的平均值，；负荷率是日平均负荷与日最大负荷之比，即；最小负荷系数是日最小负荷跟日最大负荷之比，即。4.日负荷曲线的作用答：日负荷曲线对电力系统的运行非常重要，它是调度部门安排日发电计划和确定系统运行方式的重要依据。5.年最大负荷曲线的定义和作用答：年最大负荷曲线描述一年内每月（或每日）最大有功功率负荷变化的情况，它主要用来安排发电设备的检修计划，同时也为制订发电机组或发电厂的扩建或新建计划提供依据。6.年持续负荷曲线的定义、最大负荷利用时数的慨念、年持续负荷曲线的用途答：年持续负荷曲线是按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列而绘制成，作用是安排发电计划和进行可靠性估算。最大负荷利用小时数是全年实际耗量跟负荷最大值之比，即习题9-1：某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷率，最小负荷系数以及峰谷差。解：（1）日平均负荷（2）负荷率题图9-1日负荷曲线题图9-1日负荷曲线（3）最小负荷系数（4）峰谷差9-3某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。试求：工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。解：（1）全年平均负荷题图9-题图9-3年持续负荷曲线（2）全年耗电量（3）最大负荷利用小时数10-1网络元件的电压降落和功率损耗1.电压降落纵分量和横分量的计算公式（分两种情况，见图10-2，掌握计算，画相量图）；(a)(a)(b)答：电压降落纵分量；横分量以电压相量作参考轴，，以电压相量作参考轴，，2.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同答：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用表示，；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际电压为V，该处的额定电压为，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%）3.电压降落公式的分析（为何有功和相角密切相关，无功和电压密切相关？）；答：从电压降落的公式可见，不论从元件的哪一端计算，电压降落的纵、横分量计算公式的结构都是一样的，元件两端的电压幅值差主要由电压降落的纵分量决定，电压的相角差则由横分量确定。高压输电线的参数中，电抗要比电阻大得多，作为极端情况，令R=0，便得，，上式说明，在纯电抗元件中，电压降落的纵分量是因传送无功功率而产生，电压降落的横分量则因传送有功功率产生。换句话说，元件两端存在电压幅值差是传送无功功率的条件，存在电压相角差则是传送有功功率的条件。4.网络元件功率损耗的计算公式﹝分串联支路和并联支路的两种情况﹞答：网络元件主要是指输电线路和变压器。电流在线路的电阻和电抗上产生的功率损耗为其中，，变压器的功率损耗：习题10-1：一条100KV架空输电线路，长100km，，，忽略线路对地电容，已知线路未端运行电压VLD=105kV，负荷PLD=42MW，cosφ=0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。输电线路等效电路解：（1），输电线路等效电路电压降落相量图电压降落相量图电压降落：电压损耗：（2)功率损耗输电效率：（3）未端电压偏移：首端电压偏移：10-2若上题的负荷功率因数提高到0.95，试作同样计算，并比较两题的计算结果。电压降落：电压损耗：（2）功率损耗输电效率：（3）未端电压偏移：首端电压偏移：11-1开式网络的电压和功率分布计算1.已知供电点电压和负荷节点功率时的计算方法（逆功率传输方向计算功率损耗，顺功率传输方向计算电压降落，看例11-1）。答：已知供电点电压和负荷节点功率时的计算方法：=1\*GB3①从节点d开始，利用，则，，对于第二段线路，，第一段线路，，=2\*GB3②知，算算，算，。2.潮流方程中节点的分类及相应的定义；（填空或问答）2.潮流方程中节点的分类及相应的定义；（填空或问答）答：（1）节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。（2）各类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。4.潮流计算的约束条件（问答必考）答：（1）所有节点电压必须满足；（2）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足，；（3）某此节点之间电压的相位差应满足。4.潮流计算的基本步骤（问答必考）答：（1）形成节点导纳矩阵。（2）设定节点电压的初值。（3）将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量。（4）将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素。（5）求解修正方程式，求得各节点电压的增量。（6）计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。（7）最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。11-10.简单电力系统如图11-10所示，已知各段线路阻抗和节点功率为：Z12=10+j16Ω，Z13=13.5+j21Ω，Z23=24+j22Ω，SLD2=20+j15MVA，SLD3=25+j18MVA，节点1为平衡节点，V1=115∠0°kV。试用牛顿-拉夫逊法计算潮流：（1）形成节点导纳矩阵；（2）求第一次迭代用的雅可比矩阵；（3）列写出第一次迭代时的修正方程。解：（1）节点导纳矩阵图11-10图11-10，，，，；，；，(2)列写矩阵(3)列写出第一次迭代时的修正方程，12-2电压调整的基本概念允许电压偏移的范围（填空）答：35kV及以上供电电压正、负偏移的绝对值之和不超过额定电压的10%；10KV及以下三相供电电压允许偏移为额定电压的±7%；220V单相供电电压允许偏移为额定电压的+7%和-10%。电力系统的四种常见调压措施。（问答必考）答：（1）调节励磁电流以改变发电机端电压VG；（2）适当选择变压器的变比；（3）改变线路的参数；（4）改变无功功率的分布2.电力系统三种调压方式及含义（填空必考）答：逆调压、顺调压、恒/常调压（1）逆调压：在大负荷时升高电压(1.05UN)，小负荷时降低电压(UN)。（2）顺调压：大负荷时允许电压稍低(>1.025UN)；小负荷时允许稍高(<1.075UN)。（3）常调压：保持为大约恒定的数值1.02~1.05UN。12-3电压调整的措施改变变压器变比的调压方法（分降压变两种情况，看例12-3）；答：对应额定电压的称为主接头，改变变压器的变比调压实际上就是根据调压要求适当选择分接头。=1\*GB3①降压变压器分接头的选择：，，，高压侧分接头电压是：；=2\*GB3②升压变压器分接头的选择：例12-3降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=（28＋j14）MVA和Smin=（10＋j6）MVA，高压侧的电压分别为V1max＝110kV和V1min＝113kV(a)(b)。要求低压母线的电压变化不超出（6～6.6）kV(a)(b)解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗假定在最大/最小负荷时低压侧V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，则取算术平均值V1tav=107.5kV选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压可见所选分接头是能满足电压要求的。5.负荷的频率特性和发电机的频率特性的分合成，发电机的满载答：有功功率电源应该有一定的备用容量13-3电力系统的频率调整频率的一次调整（掌握例13-2）答：当n台装有调速器的机组并联运行时，可根据各机组的调差系数和单位调节功率算出其等值调差系数δ(δ*)，或算出等值单位调节功率KG(KG*)。N台机组的等值单位调节功率：等值单位调节功率的标幺值：；等值调差系数：例13-2某电力系统中，40%的容量已完全利用，其余30%为火电厂，有15%的备用容量，其单位调节功率为16；30%为水电厂，有18%的备用容量，其单位调节功率为18；系统有功负荷的频率调节效应系数为。试问：若负荷变化的范围是±10%，则系统频率变化的范围是多少？（计算必考）解：（1）计算系统的单位调节功率，令系统中发电机组的总额定容量等1，即发电机组的等值单位调节功率为，系统负荷功率 系统备用系数于是 (2)系统负荷变化±10%时的频率偏移为： 一次调整后的系统稳定频率变化的范围为13-2某电力系统有4台额定功率为100MW的发电机，每台发电机的调速器的调差系数δ=4%，额定频率fN=50Hz，系统总负荷为PD=320MW，负荷的频率调节效应系数KD=0。在额定频率运行时，若系统增加负荷60MW，试计算下列两种情况下系统频率的变化值。（计算必考）（1）40台机组原来平均承担负荷；（2）原来3台机组满载，1台带20MW。说明两种情况下频率变化不同的原因。解：每一台发电机的单位调节功率（1）4台发电机原来平均承担负荷每台发电机承担，因此，增加MW负荷后，每台发电机可承担，或（2）原来三台满载，一台带20MW负荷。此时，所有的负荷增量只能由一台发电机负担，即，（3）两种情况下频率变化不同是因为第一种情况下，，而第二种情况下变成，因而在相同的下，变大4倍。2.降低网损的技术措施（问答必考）答：=1\*GB3①提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；=2\*GB3②改善网络中的功率分布；=3\*GB3③合理地确定电力网的运行电压水平；=4\*GB3④组织变压器的经济运行；=5\*GB3⑤对原有电网进行技术改造。14-2火电厂间有功功率负荷的经济分配耗量特性曲线及相应微增率的概念；（必考）答：（1）反映发电设备（或其组合）单位时间内能量输入和输出关系的曲线，称为耗量特性。(2)耗量特性曲线上某点切线的斜率称为该点的耗量微增率λ，λ=dF/dP，发电效率η=P/F。2.等微增率准则（分两台机组的情况）。例14-3答：负荷在两台机组间分配时，如它们的燃料消耗微增率相等，即dF1/dPG1=dF2/dPG2，则总的燃料消耗量将是最小的。这就是著名的等微增率准则。三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138F1＝（4+0.3PG1+0.0007P2G1）t/h,100MW≦PG1≦200MWF2＝（3+0.32PG2+0.0004P2G2）t/h,120MW≦PG2≦250MWF3＝（3.5+0.3PG3+0.00045P2G3）t/h,120MW≦PG2≦300MW当总负荷为400MW和250MW时，试分别确定发电厂间功率的经济分配（不计网损）解：（1）按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为，，令，可解出，（2）总负荷为400MW，即PG1+PG2+PG3=400MW。将PG1和PG3都用PG2表示，便得14.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400由此可算出PG2=270MW，已越出上限值，故应取PG2=250MW。剩余的负荷功率450MW再由电厂1和3进行经济分配。PG1+PG3=450，将PG1和PG3表示，便得0.643PG3+PG3=450由此解出：PG3=274MW和PG1=（450-274）MW=176MW，都在限值以内。（3）总负荷为250MW，即PG1+PG2+PG3=250MW。将PG1和PG3都用PG2表示，可得2.461PG2=363.49于是，PG2=147.7MW，PG1=14.29+0.572PG2=(14.29+0.572×147.7)MW=98.77MW由于PG1已低于下限值，故应取PG1=100MW。剩余的负荷功率300MW，应该在电厂2和3之间重新分配。PG2+PG3=300，将PG3和PG2表示，便得PG2+22.22+0.889PG2=300由此解出：PG2=147.05MW和PG3=（300-147.05）MW=152.95MW，都在限值以内。习题14-9两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：（计算题必考）F1＝（4+0.3PG1+0.0008P2G1）t/h,200MW≦PG1≦300MWF2＝（3+0.33PG2+0.0004P2G2）t/h,340MW≦PG2≦560MW。系统总负荷分别为850MW和550MW，试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。解：（1）系统总负荷为850MW时PG2=850-PG1，各发电厂的燃料耗量微增率为令λ1=λ2，并将PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即0.3+0.0016PG1=0.33+0.008（850-PG1）（0.0016+0.0008）PG1=0.33-0.3+0.008，可得PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=（850-295.833）MW=554.167MW（2）当系统总负荷为550MW时，即PG2=550-PG1，